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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für eine Elektronik und einem erfindungsgemäßen Elektronikgehäuse.
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Stand der Technik
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Es ist schon ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für eine Elektronik, mit einem ersten Gehäuseelement und einem zweiten Gehäuseelement bekannt. Die bekannten Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses verbinden die Gehäuseelemente mittels einer Schraubverbindung. Die Abdichtung verfolgt durch eine Dichtung, die zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseelement angeordnet ist. Für die Herstellung wird eine Vielzahl an Verfahrensschritten benötigt, was wiederum mit erhöhten Herstellungskosten einhergeht.
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Es ist auch bekannt, die Gehäuseelemente mittels Laserstrahlschweißen zu verbinden. Dieses Verfahren ist jedoch anfällig für Schweißfehler, was mit einer mangelnden Dichtigkeit des Gehäuses einhergehen kann. Schweißfehler der hier zur Rede stehenden Art können vielfältige Ursachen haben. Insbesondere beim Schweißen von Aluminiumdruckgusslegierungen stellen sich besondere Herausforderungen. So können beispielsweise Lufteinschlüsse im Material, welche während dem Laserschweißen geöffnet werden, Durchbrüche in der Schweißnaht verursachen. Ferner können Wasserstoffeinschlüsse und Legierungselemente während dem Lasterstrahlverfahren freigesetzt werden und in der Schweißnaht Poren bilden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses, insbesondere eines Gehäuses für eine Elektronik, insbesondere zur Steuerung eines Elektromotors, wobei das Gehäuse durch ein erstes Gehäuseelement und ein zweites Gehäuseelement gebildet wird, wobei die Gehäuseelemente Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfassen, und mindestens eines der Gehäuseelemente mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt wird. Es wird vorgeschlagen, dass die Gehäuseelemente zumindest teilweise mittels Rührreibschweißen miteinander fluiddicht verbunden sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass es eine eine optimierte Robustheit gegen Spalte, welche sich durch die Herstellung von Guß- und Tiefziehbauteil ergeben, aufweist. Ferner ist es als vorteilhaft anzusehen, dass ein mittels Druckgussverfahren hergestelltes Gehäuseelement verwendet werden kann, da aufgrund des hohen Druckes im Rührreibschweißbereich in der Rührreibschweißnaht keine Poren entstehen können, sodass die Dichtigkeit des Gehäuses in vorteilhafter Weise verbessert werden kann. Übderdies ist es als vorteilhaft anzusehen, dass das Rührreibschweißen bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der Gehäuseelemente durchgefügrt wird, wobei die Wärmeeinflusszone sehr gering ist. Aus diese Weise ist der Wärmeeinfluss auf die im Gehäuse angeordnete Elektronik möglichst gering.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einem Druckgussverfahren ein Gussverfahren verstanden werden, bei welchem die Schmelze unter hohem Druck in eine Dauerform eingepresst wird, wobei während der Erstarrung vorzugsweise der Druck aufrecht gehalten wird. Das im Druckgussverfahren hergestellte Gehäuseelement bestehen aus Aluminium, insbesondere einer Aluminiumlegierung, vorzugsweise AlSi12(Fe), Legierung 230.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
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Besonders vorteilhaft ist, dass zumindest ein Gehäuseelement mittels eines Umformverfahrens hergestellt wird. Vorteilhaft wird ein Gehäuseelement durch Tiefziehen geformt. Das Ausgangsmaterial zur Herstellung des Gehäuseelements mittels Tiefziehen ist eine, insbesondere fehlerfreie und porenfreie, Knetlegierung. Das Tiefziehen gemäß dem Verfahren erlaubt die Herstellung eines fehlerfreien, insbesondere porenfreien, dünnwandigen, leichten, Gehäuseelements. Als weiteren Vorteil ist anzusehen, dass dasTiefziehen ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseelementes darstellt. Das aus einer Knetlegierung tiefgezogene Gehäuseelement umfasst vorzugsweise Aluminium, insbesondere eine Aluminiumlegierung, vorzugsweise AIMg3 oder AlSi1,2Mg0,4. Vorteilhaft ist, dass der Kupfergehalt der Legierungen gering, insbesondere kleiner als 0,3 % ist. Auch ist der Einsatz von anderen Aluminiumlegierungen möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Gehäuseelement als Deckel für das erste Gehäuseelement ausgebildet, wobei das erste Gehäuseelement eine Aussparung aufweist, welche vom zweiten Gehäuseelement abgedeckt wird. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement im Rührreibschweißbereich in einem Bördelstoß oder Stumpfstoß zueinander angeordnet sind, wobei vorzugsweise eine Stoßfuge zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement verbleibt.
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Durch das erfindungsgemäße Rührreibschweißens der Gehäuseelemente kann in besonders vorteilhafter Weise eine Rührreibschweißnaht bereitgesteltt werden, deren Rührzone im Wesentlichen porenfrei ausgebildet ist. Auf diese Weise kann bei geringem Wärmeeintrag eine besonders dichte Verbindung bereitgestellt werden. Im Rahmen der voliegenden Erfindung kann unter einer Rührzone der Bereich der Rührreibschweißnaht verstanden werden, welcher während dem Rührreibschweißen selbst vom Rührreibstift durchlaufen wird. An die Rührzone schließt sich thermomechanisch beeinflusste Zone an.
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Aufrund der gewählten Materialkombination der Gehäuseelemente und des erfindungsgemäßen Verfagrens zur Verbindung dieser Gehäuseelemente, kann die Korngröße der Rührzone der Rührreibschweißnaht um ein Vielfaches gegenüber dem ersten Gehäuseelement reduziert werden. So lässt sich die Korngröße um ein Vierfaches bis Sechsfaches gegenüber der Korngröße des ersten Gehäuseelementes reduzieren. Auf diese Weise können in besonders vorteilhafter Weise Poren und Risse im Aluminiumdruckguss beseitigt werden und auf diese Weise ein besonders dichtes Gehäuse bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann eine Rührreibschweißnaht bereitgestellt werden, deren Duktilität der Rührzone höher ist als die Duktilität des mittels Druckgussverfahrens hergestellten Gehäuselementes.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Werkzeugerstreckungsrichtung mit der Oberflächennormalen des zweiten Gehäuseelementeseinen spitzen Werkzeuganstellwinkel einschließt, wobei der Werkzeuganstellwinkel vorzugsweise kleiner als 5°, besonders vorzugsweise zwischen 2° und 3° ausgebildet ist. Eine solche Anstellung verhindert in vorteilhafter Weise, dass die Schulter des Werkzeugs im Gehäuse verhakt. Ferner wird der plastifizierte Werkstoff durch die eintauchende Schulterseite stärker verdichtet.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbidung der Erfindung sieht vor, dass die Werkzeuganlage des Rührreibschweißwerkzeuges am Gehäuse in Querrichtung zur Oberflächenormalen in Richtung des zweiten Gehäuseelementes versetzt zur Stoßfläche ausgebildet ist. Mit anderen Worten das Rührreibschweißwerkzeug liegt nicht mittig an der Stoßfläche zwischen den Gehäuseelementen an, sonders ist in Richtung des zweiten Gehäuseelementes verschoben. Die Rührreibstiftachse liegt somit nicht in der Stoßfläche, sondern ist in richtung des zweiten Gehäuseelementes verschoben ausgebildet. Durch den Versatz des Rührreibschweißwekzeuges in Richtung des Gehäuseelementes mit der geringeren Festigkeit kann in vorteilhafter Weise der der Verschleiß des Rührreibschweißwekzeuges minimiert werden und eine besonders dichte Verbindung der Gehäuseelemente bereitgestellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Rührreibschweißwerkzeug einen stirnseitig angeordneten Rührreibstift auf, welcher rechteckig oder zylinderförmig oder kegelförmig ausgebildet ist und vorzugweise ein spiral und-/oder gewindeförmige Außenkontur aufweist. Ein solcher Rührreibstift kann insbesondere aus gehärtetem und angelassenem Werkzeugstahl ausgebildet sind. Durch eine solche spiral und-/oder gewindeförmige Außenkontur des Rührreibstiftes können in vorteilhafter Weise die Prozesskräfte reduziert werden.
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Vorzugsweise wird das das mittels Druckgussverfahren hergestellte Gehäuseelement aus einer vor dem Einbringen in eine Druckgussform, insbesondere ausreichend, entgasten Schmelze hergestellt, wobei das Druckgussverfahren in einer Schutzatmosphäre, insbesondere einer Atmosphäre aus Stickstoff, durchgeführt wird. Durch die Entgasung der Schmelze wird verhindert, dass die Schmelze beim Gussprozess, beispielsweise mit weiteren Gasen oder mit aus der Schmelze austretenden Gasen reagiert. Durch die Kombination aus entgaster Schmelze und Durchführung des Druckgussverfahrens in einer Stickstoffatmosphäre können Fehlbildungen, Gaseinschlüsse oder Poren bereits vor dem Rührreibschweißen reduziert werden.
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Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Explosionsdarstellung eines Gehäuses vor dem Fügen,
- 2a eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des Gehäuses während dem Rührreibschweißen,
- 2a eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des Gehäuses während dem Rührreibschweißen,
- 2c eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des Gehäuses nach dem Rührreibschweißen.
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In 1 ist die Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses 10 gezeigt. Das Gehäuse 10 umfasst ein erstes Gehäuseelement 12 und ein zweites Gehäuseelement 14. Das in 1 dargestellte Gehäuse 10 ist dafür geeignet eine Elektronik 18 zur Steuerung eines Elektromotors aufzunehmen. Es sei an dieser Stelle jedoch ausdrücklich erwähnt, dass auch Anwendungen für ein solches Gehäuse 10 denkbar sind, insofern für diese Anwendungen ein fluiddicht abgedichteter Gehäuseinnenraum erforderlich ist. Wie in 1 deutlich zu erkennen ist, weist das erste Gehäuseelement 12 eine Ausnehmung 16 auf, innerhalb welcher im montierten Zustand die Elektronik 18 angeordnet wird. Entsprechend der Kontur der Elektronik 18 weist die Ausnehmung 16 eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Gehäuseelemente 12, 14 ein Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfassen, und mindestens eines der Gehäuseelemente 12, 14 mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt ist.
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Wie in 1 zu erkennen ist, ist gemäß der hier dargestellten Ausführungsform der Erfindung das erste Gehäuseelement 12 mittels Druckgussverfahren hergestellt und weist an seiner Oberfläche eine Vielzahl an Kühlrippen 20 auf. Mittels der Kühlrippen 20 kann die im Betrieb der Elektronik 18 entstehende Wärme abgeführt werden. Die Wärme wird von der Elektronik 18 an das Gehäuse 10 weitergeleitet. Von dem Gehäuse 10 wird die Wärme mittels Konvektion über die Oberfläche des Gehäuses 10 und die Oberfläche der Kühlrippen 20 abgeführt. Das Gehäuse 10 ist zu diesem Zweck vorteilhaft in einem bewegten Luftstrom angeordnet. Vorzugsweise ist das Gehäuse 10 in einem Luftstrom eines Lüfters, welcher durch einen Elektromotor angetrieben wird, angeordnet, wobei, wie bereits eingangs erläutert, der Elektromotor durch die Elektronik 18 gesteuert wird.
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Wie in 1 deutlich zu erkennen ist, ist das zweite Gehäuseelement 14 als Deckel ausgebildet, welcher bei der Montage nach dem Einlegen der Elektronik 18 in die Aussparung 16 des ersten Gehäuseelementes 12 auf der Aussparung 16 angeordnet wird und diese vollständig abdeckt. Zwischen dem ersten Gehäuseelement 12 und dem zweiten Gehäuseelement 14 verbleibt dabei im montierten Zustand der Elektronikraum. Ein solcher Deckel kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch das Tiefziehen einer Knetlegierung hergestellt werden. Der in 1 dargestellte Deckel 14 weist eine im Wesentlichen rechteckige, flache Kontur auf, wobei der Deckelrand 24 umlaufend um im Wesentlichen 90° umgebogen ist, sodass der Deckel 14 eine im Wesentlichen wannenförmige Form aufweist.
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Wie in 1 zu erkennen ist, weist das erste Gehäuseelement 12 einen umlaufenden Mantel 26 auf. An bzw. in einer Ausnehmung 28 des Mantels 26 ist beispielsweise ein Anschlussstecker, zur Ansteuerung und/ oder Energieversorgung der Elektronik 18 oder zur Ansteuerung und/oder Energieversorgung des Motors angeordnet. Die Elektronik 18 wird vor dem Auflegen des zweiten Gehäuseelementes 14 auf das erste Gehäuseelement 12 im Elektronikraum angeordnet und insbesondere dort fixiert. Das zweite Gehäuseelement 14 wird hierbei im Wesentlichen in Axialrichtung 22 in beziehungsweise auf das erste Gehäuseelement 12 aufgeschoben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Fixierung der Elektronik 18 im Gehäuse 10 durch Fixierungselemente, insbesondere Berührpunkt, vorzugsweise Anschläge an den Gehäuseelementen 12, 14. Anschließend werden die beiden Gehäuseelemente 12, 14 vollständig umlaufend entlang der Erstreckung des Gehäuserandes 24 verbunden.
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Erfindungsgemäß ist es nunmehr vorgesehen, dass die beiden Gehäuseelemente 12, 14 nach dem Einlegen der Elektronik zumindest teilweise mittels Rührreibschweißen miteinander fluiddicht verbunden sind. Das Rührreibschweißen stellt eine metallische Verbindung zwischen den beiden Gehäuseelementen 12, 14 dar, mittels welcher eine gute Wärmeleitung zwischen den beiden Gehäuseelementen 12, 14 und somit eine effektive Entwärmung des Gehäuses 10, bzw. der Elektronik 18 erreicht werden kann. Im Gegensatz hierzu verhindert oder minimiert eine Nassdichtung wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist die Ausbildung eines Wärmestroms zwischen den Gehäuseelementen 12, 14, sodass nur bedingt ein Wärmeaustausch erfolgen kann. Durch den direkten und umlaufenden metallischen Kontakt der beiden Fügepartner 12, 14 wird zudem eine für die Elektronik 18 positive elektrische Verbindung erzielt. So kann beispielsweise die elektromagnetische Verträglichkeit verbessert werden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn die Elektronik 18 vor elektromagnetischen Feldern oder Strahlung des Motors oder die Umgebung vor elektromagnetischer Strahlung oder Feldern der Elektronik 18 geschützt werden soll. Das erfindungsgemäße fluiddichte Verbinden der beiden Gehäuseteile 12, 14 mittels Rührreibschweißen ist im Folgenden anhand der 2a-2c näher erläutert.
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2a zeigt einen Ausschnitt eines Gehäuses 10 gemäß einer Ausführungsform in einer Schnittdarstellung vor dem Rührreibschweißen. Gemäß der in 2a dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Gehäuseelemente 12, 14 in einem Bördelstoß zueinander angeordnet. Zu diesem Zweck weist das zweite Gehäuseelement 14 einen Gehäuserand 24 auf, welcher im Wesentlichen um 90° aus der Erstreckungsebene des zweiten Gehäuseelementes 14 umgebogen ausgebildet ist. Es sei an dieser Stelle jedoch ausdrücklich erwähnt, dass auch andere Ausführungsformen denkbar sind, so ist es beispielsweise auch denkbar, dass die beiden Gehäuseelemente 12, 14 in einem Stumpfstoß zueinander angeordnet sind. Wie in 2a deutlich zu erkennen ist, sind die beiden Gehäuseelemente 12, 14 derart beabstandet zueinander angeordnet, dass zwischen Ihnen ein Stoßspalt 17 verbleibt, welcher sich im Wesentlichen in Axialrichtung 22 erstreckt und in Radialrichtung eine Stoßspaltbreite aufweist.
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Das Rührreibschweißen stellt ein Verfahren dar, welches der Gruppe des Pressschweißens gemäß DIN8580 zugroednet wird. Beim Rührreibschweißen werden die Gehäuseelement 12, 14 mittels eines verschleißfesten, bewegten Rührreibschweißwerkzeuges 40 miteinander fluiddicht verbunden. Das Rühhreibschweißwerkzeug weist eine Werkzeugerstreckungsrichtung 42 auf. Gemäß der in 2a dargestellten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Werkzeugerstreckungsrichtung 42 im Wesentlichen in Axialrichtung 22 beziehungsweise in Richtung der Oberflächennormalen des ersten Gehäuseelementes 12 und zusätzlich hierzu oder alternativ auch in Richtung des zweiten Gehäuseelementes 14. Wie in 2a zu erkennen ist, weist das Rührreibschweißwerkzeug 40 eine Schulter 44 auf, welche sich im Wesentlichen senkrecht zur Werkzeugerstreckungsrichtung 42 erstreckt und stirnseitig am Rührreibschweißwerkzeug 40 angeordnet ist. Darüber hinaus weist das Rührreibschweißwerkzeug 40 einen stirnseitig an der Schulter 44 angeordneten Rührreibstift 46 auf. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Rührreibstift 46 im Wesentlichen koaxial zur Werkzeugerstreckungsrichtung 42 ausgebildet und ragt in Werkzeugerstreckungsrichtung 42 über die Kontur der Schulter 44 hinaus.
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2a zeigt einen Rührreibstift 46, welcher im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Rührreibstift 46 zumindest abschnittsweise rechteckig ider kegelförmig ausgebildet ist. Der Rühhreibstift 46 weist eine Außenkontur 48 beziehungsweise Außenfläche auf. Gemäß der in 2a dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Außenkontur 48 im Wesentlichen eben ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbat, dass der Rührreibstift 46 eine spiralförmige Außenkontur 48 und alternativ hierzu oder zusätzlich auch eine gewindeförmige Außenkontur 48 aufweist.
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Beim Rührreibschweißen wird das mit einer Drehzahl rotierende Rührreibschweißwerkzeug 40 mit einer axialen Kraft auf das Gehäuse 10 gedrückt, sodass der Rührreibstift 46 in Das Gehäuse 10 eingepresst wird und mit der Schulter 40 an der Gehäuseoberfläche anliegt. In dieser Position wird das Werkzeug für eine definierte Zeitdauer gehalten, wobei Reibungswärme erzeugt wird. Der wesentliche Anteil dieser Reibwärme entsteht hierbei durch die Relativbewegung zwischen der Schulter 42 und dem Gehäuse 10. Der Werkstoff des Gehäuses 10 geht hierbei in einen plastifizierten Zustand über, wobei die Soliduslinie nicht überschritten wird. Anschließend wird das Rührreibschweißwerkzeug umlaufend entlang der Fügelinie der Gehäuseelemente 12, 14 mit einer Vorschubgeschwindigkeit geführt, sodass diese umlaufend fluiddicht miteinander verbunden werden.
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Durch die Kombination aus Vorschub- und Rotationsbewegung des Rührreibschweißwerkzeuges wird der plastifizierte Werkstoff um den Rührreibstift 46 herum bewegt und durchmischt, sodass eine fluiddichte, stoffschlüssige als Rühreibschweißnaht 50 ausgebildete Verbindung der beiden Gehäuseelemente 12, 14 miteinander erzeugt wird. Am Ende der Rührreibschweißnaht 50 wird die Vorschubbewegung abgebrochen und das Werkzeug in Axialrichtung 22 vom Gehäuse 10 entfernt. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht hierbei vor, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Rührreibschweißwerkzeuges 40 kleiner als 300 mm/min ist.
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2a bis 2c zeigen Ausführungsformen der Erfindung gemäß welcher das erste Gehäuseelement 12 eine innenseitig angeordnete Aussparung 16 aufweist, welche insbesondere als Stufe im Rand des Mantels 26 des ersten Gehäuseelementes 12 ausgebildet ist. Die Stufe bildet dabei sowohl einen axialen als auch einen radialen Anschlag für das eingelegte Deckelelement 14. Die axiale Höhe 30 der Stufe 32 ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung im Wesentlichen umlaufend konstant.
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Wie bereits eingangs erwähnt, sind die Gehäuseelemente 12, 14 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt, wobei wenigstens eines der beiden Gehäuseelemente 12, 14 im Druckgussverfahren hergestellt ist. Beim Druckgussverfahren handelt es sich um ein Urformverfahren, d.h. es wird aus einem flüssigen Ausgangsmaterial, insbesondere eine Schmelze, ein fester Körper hergestellt. Dazu werden, insbesondere hochschmelzende, Legierungen aus Aluminium verwendet, die unter hohem Druck in eine maßgenaue, wiederverwertbare Form, insbesondere eine Stahlform eingespritzt werden, um eine vollständige Befüllung der Gussform zu erzielen. Das erhärtete Gußteil nimmt die Details und Form des Formhohlraums der Gussform mit hoher Präzision an. Der Vorteil des Druckgießens liegt in der hohen Gestaltungsfreiheit. Ein Gehäuseelement 12, 14 für ein Gehäuse 10 einer Elektronik 18 stellt hohe Anforderungen an die Wärmeleitung und Dichtheit. Insbesondere erlaubt das Druckgussverfahren die Ausbildung von Kühlrippen und eine optimale Anpassung der Geometrie des Gehäuseinneren an die dort befindliche Elektronik 18.
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Bedingt durch das Druckgussverfahren zur Herstellung der Gehäuseelemente 12, 14 lassen sich Fehlstellen und Gaseinschlüsse, welche zu Poren führen, in der Regel nicht vermeiden. Die Fehlstellungen führen beim beim Laserschweißen oftmals zu undichten Stellen, die eine vollständige Abdichtung des Gehäuses 10 verhindern. Durch den hohen Druck welcher beim Rührreibschweißen aufgebracht wird können in vorteilhafter Weise in der Rührreibschweißnaht in vorteilhafter Weise keine Poren entstehen, welche zu einer Undichtigkeit des Gehäuses 10 führen könnten.
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Gemäß der in 2a dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Werkzeuganlage des Rührreibschweißwerkzeuges in Radialrichtung, beziehungsweise in Querrichtung zur Oberflächennormalen der Gehäuseelemente 12, 14 versetzt zur Stoßfläche der beiden Gehäuseelemente 12, 14, beziehungsweise versetzt zum Stoßspalt 17 angeordnet. Mit anderen Worten das Rührreibschweißwerkzeug 40 liegt nicht mittig an der Stoßfläche beziehungsweise dem Stoßspalt an, sondern ist in Radialrichtung versetzt zu dieser angeordnet. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht hierbei vor, dass das Rührreibschweißwerkzeug 40 in Richtung des zweiten Gehäuseelementes 14 versetzt angeordnet ist. Durch den Versatz des Rührreibschweißwekzeuges 40 in Richtung des Gehäuseelementes 14 mit der geringeren Festigkeit kann in vorteilhafter Weise der der Verschleiß des Rührreibschweißwekzeuges 40 minimiert werden und eine besonders dichte Verbindung der Gehäuseelemente 12, 14 bereitgestellt werden.
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2b zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie in 2b zu erkennen ist, ist das Rührreibschweißwekzeuges 40 hierbei winklig angeordnet. So schließt die Werkzeugerstreckungsrichtung 42 mit der Oberflächennormalen 25 des zweiten Gehäuseelementes 14 einen spitzen Werkzeuganstellwinkel α ein. Eine solche Anstellung verhindert in vorteilhafter Weise, dass die Schulter 44 im Gehäuse 12, 14 verhakt. Ferner wird der plastifizierte Werkstoff durch die eintauchende Schulterseite stärker verdichtet. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht hierbei vor, dass der Werkzeuganstellwinkel α kleiner als 5° beträgt. Insbesondere bei besonders kleinen Werkzeuganstellwinkeln α zwischen 2° und 3° kann eine besonders sichere, einfache Prozessführung bei gleichzeitig Festigkeit der Verbindung bereitgestellt werden.
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2c zeigt ein Gehäuse 10 im verschweißten Zustand. Wie in 2c zu erkennen ist, ist im Bereich der Stoßfläche der Gehäuseelemente 12, 14 eine die Rührreibschweißnaht 50 ausgebildet. Diese Rührreibschweißnaht 50 ist in vorteilhafter Weise im Wesentlichen porenfrei ausgebildet. Insbesondere die Rührzone kann hierbei in vorteilhafter Weise porenfrei ausgebildet sein. Die Rührzone des Rührreibschweißnaht 50 stellt dabei den Bereich der Rührreibschweißnaht 50 dar, welcher unmittelbar vom Rührreibstift 46 durchlaufen wurde.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht hierbei vor, dass die Duktilität der Rührzone des Rührreibschweißnaht 50 höher ist als die Duktilität des mittels Druckgussverfahrens hergestellten Gehäuselementes 12. Aufgrund des Rührreibschweißvorganges entsteht eine besonders feinkörnige Struktur im Bereich der Rührzone der Rührreibschweißnaht 50, wobei in der Rührzone ein rekristallisiertes Gefüge entsteht, dessen Korngröße um ein Vielfaches, insbesondere um ein Vierfaches bis Sechsfaches kleiner ist als die Korngröße des ersten Gehäuseelementes 12 und alternativ hierzu oder zusätzlich des zweiten Gehäuseelementes 14. Durch die minimierte Korngröße und die verbesserte Duktilität können in vorteilhafter Weise Fehler im Druckguss, wie beispielsweise Poren oder Risse im Bereich der Rührzone behoben werden, sodass in vorteilhafter Weise die Dichtigkeit der Verbdinung erhöht werden kann.
