DE102021209874A1

DE102021209874A1 - Schweißbaugruppe aus einem ersten Schweißteil und einem zweiten Schweißteil und Verfahren zum Herstellen der Schweißbaugruppe

Info

Publication number: DE102021209874A1
Application number: DE102021209874.6A
Authority: DE
Inventors: Philippe Dessailly
Original assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-03-09
Also published as: CN219292996U

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißbaugruppe (10; 20) aus einem ersten Schweißteil (100) und einem zweiten Schweißteil (200) und auf ein Verfahren zum Herstellen der Schweißbaugruppe (10; 20). Das erste Schweißteil (100) umfasst eine Rippe (110), die sich in einer lateralen Richtung von einem flachen Abschnitt (120) des ersten Schweißteils (100) weg erstreckt. Das zweite Schweißteil (200) umfasst einen flachen Abschnitt (220) und einen vorstehenden Abschnitt (230) mit einer Aussparung (240), in der die Rippe (110) aufgenommen ist, wobei die flachen Abschnitte (120, 220) des ersten Schweißteils (100) und des zweiten Schweißteils (200) aneinandergeschweißt sind. Der vorstehende Abschnitt (230) umfasst zwei Endabschnitte (233, 234), die beabstandet zu den flachen Abschnitten (120, 220) auf entgegengesetzten Seiten der Rippe (110) angeordnet sind, und zwei Kompensationsabschnitte (231, 232), die jeweils einen der zwei Endabschnitte (233, 234) bewegbar mit dem flachen Abschnitt (220) des zweiten Schweißteils (200) verbinden.

Description

Das vorliegende Schutzrecht betrifft eine Schweißbaugruppe aus einem ersten und zweiten Schweißteil und ein Verfahren zum Herstellen der Schweißbaugruppe. Die Schweißbaugruppe kann Teil einer Fahrzeuginnenverkleidung sein.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Verbinden von Bauteilen, insbesondere durch Verkleben oder Verschweißen bekannt. Zur Erhöhung der Bindungsstabilität können Schweißverbindungen, insbesondere mittels Vibrationsschweißen (auch Reibschweißen) hergestellte Schweißverbindungen, vorteilhaft sein.
Beim Vibrationsschweißen werden zwei Schweißteile entlang einer Kontaktfläche gegeneinandergedrückt und entlang der Kontaktfläche in einer linearen Vibrationsbewegung relativ zueinander verschoben. Die so entstehende Reibungswärme sorgt für ein Verschweißen der Teile entlang ihrer Kontaktfläche. Allerdings ist das Vibrationsschweißen anfällig für Positionierungs- und/oder Schweißfehler. Das Problem ist umso schwerwiegender, wenn in hoher Stückzahl hergestellte Baugruppen erwünscht sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schweißbaugruppe aus zwei Schweißteilen vorzuschlagen, die eine verbesserte Positionierung der Schweißteile relativ zueinander gewährleistet, wobei gleichzeitig der Vibrationsbewegung während des Schweißvorgangs Rechnung getragen wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schweißbaugruppe aus einem ersten Schweißteil und einem zweiten Schweißteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung der Schweißbaugruppe mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs. Weiterbildungen und beispielhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, den Figuren und der folgenden Beschreibung dargestellt.
Bei der vorgeschlagenen Schweißbaugruppe aus einem ersten Schweißteil und einem zweiten Schweißteil umfasst das erste Schweißteil eine Rippe, die sich in einer lateralen Richtung von einem flachen Abschnitt des ersten Schweißteils weg erstreckt. Das zweite Schweißteil umfasst einen flachen Abschnitt und einen vorstehenden Abschnitt mit einer Aussparung, in der die Rippe aufgenommen ist, wobei die flachen Abschnitte des ersten Schweißteils und des zweiten Schweißteils aneinandergeschweißt sind. Der vorstehende Abschnitt umfasst zwei Endabschnitte, die beabstandet zu den flachen Abschnitten auf entgegengesetzten Seiten der Rippe angeordnet sind, und zwei Kompensationsabschnitte, die jeweils einen der zwei Endabschnitte bewegbar mit dem flachen Abschnitt des zweiten Schweißteils verbinden.
Durch die Aufnahme der Rippe in der Aussparung können die Schweißteile einfach und genau positioniert werden. Dadurch, dass die zwei Endabschnitte bewegbar relativ zum flachen Abschnitt des zweiten Schweißteils und mit diesem verbunden sind, kann eine Relativbewegung zwischen den flachen Abschnitten des ersten und des zweiten Schweißteils während des Schweißverfahrens von den Kompensationsabschnitten oder von der Rippe und von den Kompensationsabschnitten ausgeglichen werden. Aufgrund des Ausgleichs durch die Kompensationsabschnitte oder des zusätzlichen Ausgleichs durch die Kompensationsabschnitte kann die Rippe zum Beispiel starrer und damit bruchsicherer dimensioniert werden.
Die Kompensationsabschnitte können dazu eingerichtet sein, eine Relativbewegung, die eine zum Vibrationsverschweißen des ersten und des zweiten Schweißteils aufgebrachte Vibrationsbewegung ist, auszugleichen. Die Relativbewegung kann eine Relativbewegung entlang einer Kontaktfläche zwischen den flachen Abschnitten des ersten Schweißteils und des zweiten Schweißteils sein.
Die flachen Abschnitte des ersten Schweißteils und des zweiten Schweißteils können sich parallel zueinander erstrecken. Es können sich aber auch nur einander zugewandte Seiten des jeweiligen flachen Abschnitts parallel zueinander erstrecken. Der flache Abschnitt des zweiten Schweißteils kann von der Rippe beabstandet sein. Gemessen in einer Richtung der Relativbewegung, ist ein kürzester Abstand zwischen der Rippe und dem flachen Abschnitt des zweiten Schweißteils üblicherweise größer als ein kürzester Abstand zwischen der Rippe und den Endabschnitten.
Die Aussparung kann als eine durchgängige Aussparung ausgebildet sein. Die Kompensationsabschnitte und/oder die Endabschnitte können voneinander beabstandet und/oder voneinander getrennt sein. Die Rippe kann den vorstehenden Bereich vollständig oder zumindest teilweise durchbrechen. Einander zugewandte Seiten der Endabschnitte können sich parallel zueinander erstrecken. Vorteilhaft an solchen parallelen Endabschnitten ist, dass damit eventuelle von den Kompensationsabschnitten auf die Rippe übertragenen Kräften besser verteilt werden können, wodurch der Druck auf die Rippe geringer ist. Die zwei Endabschnitte können sich jeweils an die Rippe angrenzend in der lateralen Richtung parallel zu der Rippe erstrecken. Die Endabschnitte können zumindest teilweise, optional auch vollständig, in die Rippe eingreifen. Alternativ können die Endabschnitte oder kann einer der Endabschnitte von der Rippe beabstandet sein. In vorteilhafter Weise beträgt der Abstand zwischen der Rippe und einem Endabschnitt weniger als eine Vibrationsamplitude. Insbesondere kann der Abstand weniger als die Hälfte, beispielsweise 5 % der Vibrationsamplitude, betragen. Typischerweise kann der Abstand mehr als 0,05 mm und weniger als 0,2 mm sein, beispielweise 0,1 mm. Dadurch kann die elastische Kompensation der Vibrationsbewegung verbessert werden. Mit Vibrationsamplitude soll vorliegend die für ein Vibrationsverschweißen notwendige Maximalauslenkung der linearen, d.h. geradlinigen, Vibrationsbewegung um einen Nullpunkt herum verstanden werden. Eine zum Vibrationsschweißen verwendete Vibrationsamplitude beträgt typischerweise ±0,3 mm bis ±3 mm, zum Beispiel ±1,5 mm oder ±2 mm.
Die Kompensationsabschnitte können als flache Plattenabschnitte ausgebildet sein, vorzugsweise derart, dass die Kompensationsabschnitte biegsam, zum Beispiel in einer Richtung von und zu der Rippe hin biegsam, sind. Durch biegsame Kompensationsabschnitte kann ein elastischer Ausgleich einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Schweißteil zur Verfügung gestellt werden. Alternativ können die Kompensationsabschnitte als gekrümmte Abschnitte oder als wellenförmige Abschnitte ausgebildet sein, vorzugsweise derart, dass die Kompensationsabschnitte biegsam, zum Beispiel in einer Richtung von und zu der Rippe hin biegsam, sind. Beispielsweise können die Kompensationsabschnitte zu der Rippe hin gekrümmt sein. Durch biegsame zu der Rippe hin gekrümmte oder gewellte Kompensationsabschnitte kann zusätzlich die Stabilität des vorstehenden Abschnitts im Allgemeinen und insbesondere die Schweißstabilität während einer Vibrationsbewegung erhöht werden. Zusätzlich können zu der Rippe hin gekrümmte Kompensationsabschnitte die Aufnahme der Rippe im vorstehenden Abschnitt und/oder in der Aussparung erleichtern.
Ferner können sich die Kompensationsabschnitte von dem flachen Abschnitt des zweiten Schweißteils in der lateralen Richtung und/oder in Richtung zu der Rippe hin erstrecken, vorzugsweise in einem Winkel von 20° bis 80°, besonders bevorzugt in einem Winkel von 40° bis 50°, zum Beispiel 45°, gemessen zwischen dem jeweiligen Kompensationsabschnitt und der Rippe. Dadurch kann eine Aufnahme der Rippe in der Aussparung erleichtert werden. Zusätzlich kann dadurch eine Relativbewegung zwischen den flachen Abschnitten des ersten Schweißteils und des zweiten Schweißteils besser ausgeglichen werden.
Der flache Abschnitt des zweiten Schweißteils kann eine Aussparung, zum Beispiel eine in der lateralen Richtung durchgehende Aussparung, umfassen. Die Aussparung kann sich von den Kompensationsabschnitten weg erstrecken. Die Aussparung kann zumindest teilweise von zwei Fügekanten begrenzt werden und zwar derart, dass sich die Aussparung vorzugsweise in einem Winkel von 0° bis 90°, besonders bevorzugt von 30° bis 60°, in Richtung der Kompensationsabschnitte und/oder zu der Rippe hin verjüngt. Die Fügekanten können zum Beispiel als Fasen ausgebildet sein. Alternativ können die Fügekanten als zum flachen Abschnitt des zweiten Schweißteils laterale und/oder transversale Abrundungen ausgebildet sein. Durch die Aussparung in dem flachen Abschnitt des zweiten Schweißteils kann eine Aufnahme der Rippe in dem vorstehenden Bereich und/oder in der Aussparung im vorstehenden Bereich erleichtert werden.
Die Rippe kann sich in der lateralen Richtung von dem flachen Abschnitt des ersten Schweißteils in einem rechten Winkel weg erstrecken. Die Rippe kann im Wesentlichen plattenförmig sein. Die Rippe kann eine in einer quer zur lateralen Richtung länglich ausgebildete Rippe sein. In vorteilhafter Weise erstreckt sich die Rippe in ihrer Längsrichtung orthogonal zur Richtung der Vibrationsbewegung. Die Endabschnitte und/oder die Kompensationsabschnitte können sich in Längsrichtung der Rippe zumindest teilweise entlang ihrer gesamten Länge erstrecken. Die Rippe kann an ihrem dem flachen Abschnitt des ersten Schweißteils entgegengesetzten Ende abgerundet ausgebildet sein. Die Rippe kann in der lateralen Richtung durch die Aussparung im Vorstehenden Abschnitt hinausragen. Die Rippe kann in einer Ebene, die in der lateralen Richtung und entlang der Längsrichtung der Rippe verläuft, trapezförmig, beispielsweise gleichschenklig trapezförmig, ausgebildet sein. Zum Beispiel können die zur Basis des Trapezes gemessenen Innenwinkel der Rippe zwischen 50° und 90°, bevorzugt zwischen 75° und 88°, betragen. Alternativ oder zusätzlich kann jeder der Kompensationsabschnitte in einer Ebene, die in der lateralen Richtung und entlang der Längsrichtung der Rippe verläuft, trapezförmig, beispielsweise gleichschenklig trapezförmig, ausgebildet sein. Zum Beispiel können die zur Basis des Trapezes gemessenen Innenwinkel des vorstehenden Abschnitts zwischen 50° und 90°, bevorzugt zwischen 70° und 85°, betragen. Mit Basis des Trapezes soll vorliegend die längere und jeweils an den flachen Abschnitt des ersten oder zweiten Schweißteils angrenzende Grundseite des Trapezes verstanden werden. Durch die trapezförmige Ausbildung der Rippe und/oder des vorstehenden Abschnitts und/oder durch die Abrundung der Rippe auf ihrem dem flachen Abschnitt des ersten Schweißteils entgegengesetzten Ende kann die Aufnahme der Rippe in dem vorstehenden Abschnitt erleichtert werden.
Die Kompensationsabschnitte und/oder die Endabschnitte und/oder der flache Abschnitt des ersten Schweißteils und/oder der flache Abschnitt des zweiten Schweißteils können/kann in Bezug auf eine Spiegelebene, die in der lateralen Richtung und in der Längsrichtung der Rippe innerhalb derer verläuft, spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Dadurch kann eine die Kompensation der Vibrationsbewegung bzw. die Stabilität der Schweißverbindung verbessert werden. In vorteilhafter Weise verläuft die Spiegelebene orthogonal zur Richtung der Vibrationsbewegung.
Ferner kann eine Wandstärke des vorstehenden Abschnitts kleiner sein als eine Wandstärke des flachen Abschnitts des zweiten Schweißteils. Die Wandstärke der Endabschnitte und/oder der Kompensationsabschnitte kann konstant sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Wandstärke des vorstehenden Abschnitts größer oder gleich einer Wandstärke der Rippe sein. Unter Wandstärke soll vorliegend die kleinste Abmessung des Längen-, Höhen-, Breitenmaßes verstanden werden.
Das erste Schweißteil und das zweite Schweißteil, bevorzugt die Rippe und/oder die Kompensationsabschnitte und/oder die Endabschnitte und/oder der flache Abschnitt des zweiten Schweißteils, können so dimensioniert sein, dass ein vorbestimmter Anteil der Vibrationsbewegung von der Rippe und ein vorbestimmter Anteil von den Kompensationsabschnitten ausgeglichen wird. Alternativ oder zusätzlich können sie so dimensioniert sein, dass der vorstehende Abschnitt, bevorzugt die Kompensationsabschnitte, eine Sollbruchstelle bildet/bilden, wodurch ein Schweißfehler leichter erkannt werden kann. Alternativ oder zusätzlich können sie so dimensioniert sein, dass die Aufnahme der Rippe in dem vorstehenden Abschnitt und/oder in der Aussparung erleichtert und/oder die Positionierung des zweiten Schweißteils relativ zum ersten Schweißteil verbessert wird. Zum Beispiel kann die Wandstärke der Endabschnitte und/oder der Kompensationsabschnitte zwischen 0,5 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 0,8 mm und 2 mm, betragen. Die Wandstärke der Rippe kann zwischen 0,5 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 0,8 mm und 2 mm, betragen. Die Wandstärke des flachen Abschnitts des zweiten Schweißteils kann zwischen 0,5 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 1,5 mm und 3 mm, betragen. Die Länge der Rippe kann 10 mm bis 100 mm, bevorzugt 20 mm bis 40 mm betragen. Die in der lateralen Richtung gemessene Höhe der Rippe kann 5 mm bis 50 mm, bevorzugt 12 mm bis 22 mm betragen. Die in der lateralen Richtung gemessene Höhe der Endabschnitte im an die Rippe angrenzenden Bereich kann 1 mm bis 8 mm, vorzugsweise 2 mm bis 4 mm, betragen. Die Rippe kann in der lateralen Richtung durch die Aussparung im Vorstehenden Abschnitt 1 mm bis 10 mm, vorzugsweise 2 mm bis 6 mm, hinausragen.
Der flache Abschnitt des ersten Schweißteils und der flache Abschnitt des zweiten Schweißteils können mittels einer Vibrationsschweißverbindung aneinandergeschweißt sein. Das erste Schweißteil und das zweite Schweißteil können vorzugsweise aus Kunststoff sein. Beispielsweise können das erste Schweißteil und das zweite Schweißteil aus ABS, PC-ABS, oder PP sein oder ABS, PC-ABS, oder PP umfassen. Das erste Schweißteil und/oder das zweite Schweißteil können jeweils Spritzgussteile, zum Beispiel einteilige Spritzgussteile, sein. Die Schweißbaugruppe kann Teil einer Fahrzeuginnenverkleidung sein. Zum Beispiel kann das erste Schweißteil ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil sein und/oder das zweite Schweißteil ein Defrosterelement oder Teil einer Defrosterstruktur sein.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Schweißbaugruppe aus einem ersten Schweißteil und einem zweiten Schweißteil. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

- Bereitstellen des ersten Schweißteils, wobei das erste Schweißteil eine Rippe umfasst, die sich in einer lateralen Richtung von einem flachen Abschnitt des ersten Schweißteils weg erstreckt,
- Bereitstellen des zweiten Schweißteils, wobei das zweite Schweißteil einen flachen Abschnitt und einen vorstehenden Abschnitt mit einer Aussparung umfasst, wobei der vorstehende Abschnitt zwei Endabschnitte und zwei Kompensationsabschnitte umfasst, wobei die zwei Kompensationsabschnitte jeweils einen der zwei Endabschnitte bewegbar mit dem flachen Abschnitt des zweiten Schweißteils verbinden,
- Zusammenfügen des zweiten Schweißteils und des ersten Schweißteils durch Aufnehmen der Rippe in der Aussparung, wobei die Endabschnitte beabstandet zu den flachen Abschnitten auf entgegengesetzten Seiten der Rippe angeordnet sind,
- stoffschlüssiges Verbinden des flachen Abschnitts des ersten Schweißteils und des flachen Abschnitts des zweiten Schweißteils durch Vibrationsverschweißen.

Eine zum Vibrationsverschweißen des ersten und des zweiten Schweißteils aufgebrachte Vibrationsbewegung kann in einer Richtung entlang einer Kontaktfläche zwischen den flachen Abschnitten des ersten Schweißteils und des zweiten Schweißteils erfolgen. Die Vibrationsbewegung kann entlang einer Richtung quer, bevorzugt orthogonal, zur lateralen Richtung der Rippe erfolgen. Eine Ebene in lateraler Richtung entlang der Rippe kann den Nullpunkt der Vibrationsbewegung definieren.
Der flache Abschnitt des ersten Schweißteils und/oder der flache Abschnitt des zweiten Schweißteils können auf ihren einander zugewandten Seiten Schweißrippen umfassen. Die Schweißrippen können in einer Lücke zwischen dem flachen Abschnitt des ersten Schweißteils und dem flachen Abschnitt des zweiten Schweißteils, die eine Schweißlücke ist, angeordnet sein. Die Lücke kann zum Beispiel zwischen 0,05 mm und 0,3 mm betragen.
Vorliegend wurden mehrere Ausführungsformen offenbart. Aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung zeigt und beschreibt, werden dem Fachmann noch weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Dementsprechend sind die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung als beispielhaft und nicht einschränkend zu betrachten. Wiederkehrende Merkmale sind in der Figurenbeschreibung mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen

1a eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Schweißbaugruppe in einer xz-Ebene entlang der Rippe, wobei das erste und das zweite Schweißteil noch nicht zusammengeschweißt sind,
1b eine schematische Darstellung der Schweißbaugruppe aus 1a in einer yz-Ebene orthogonal zu der Rippe,
1c eine schematische zu dem vorstehenden Bereich gewandte Draufsicht der Schweißbaugruppe aus 1a in einer xy-Ebene,
1d eine schematische Darstellung entsprechend der 1b, wobei das erste und das zweite Schweißteil zusammengeschweißt sind,
2a eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Schweißbaugruppe in einer xz-Ebene entlang der Rippe, wobei das erste und das zweite Schweißteil noch nicht zusammengeschweißt sind,
2b eine schematische Darstellung der Schweißbaugruppe aus 2a in einer yz-Ebene orthogonal zu der Rippe,
2c eine schematische zum vorstehenden Bereich gewandte Draufsicht der Schweißbaugruppe aus 2a in einer xy-Ebene,
2d eine schematische Darstellung entsprechend der 2b, wobei das erste und das zweite Schweißteil zusammengeschweißt sind.

Die 1a, 1b und 1c zeigen eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Schweißbaugruppe 10 aus einem ersten Schweißteil 100 und einem zweiten Schweißteil 200, wobei das erste und das zweite Schweißteil 100, 200 noch nicht zusammengeschweißt sind. Eine zum Vibrationsverschweißen des ersten und des zweiten Schweißteils 100, 200 aufgebrachte Vibrationsbewegung erfolgt hierbei vorzugsweise entlang der y-Richtung.
Das erste Schweißteil 100 umfasst einen flachen Abschnitt 120 und eine sich in einer lateralen Richtung von dem flachen Abschnitt in einem rechten Winkel weg erstreckende Rippe 110. Die Rippe 110 ist plattenförmig ausgebildet, wobei sie sich lateral in z-Richtung von dem flachen Abschnitt 120 des ersten Schweißteils 100 weg erstreckt und longitudinal in x-Richtung entlang des flachen Abschnitts 120 des ersten Schweißteils 100 erstreckt. Das zweite Schweißteil 200 umfasst einen flachen Abschnitt 220 und einen in Richtung der Rippe 110 vorstehenden Abschnitt 230 mit einer Aussparung 240 in der die Rippe 110 aufgenommen ist. Die Aussparung 240 ist in x-Richtung durchgehend ausgebildet. Der vorstehende Abschnitt umfasst zwei Endabschnitte 233, 234, die auf entgegengesetzten Seiten der Rippe 110 angeordnet sind und sich jeweils an die Rippe 110 angrenzend in der lateralen Richtung parallel zu der Rippe 110 erstrecken. Zusätzlich umfasst der vorstehende Abschnitt 230 zwei Kompensationsabschnitte 231, 232 zum zumindest teilweisen Ausgleich einer Relativbewegung zwischen den flachen Abschnitten 120, 220 des ersten Schweißteils 100 und des zweiten Schweißteils 200. Die Kompensationsabschnitte 231, 232 verbinden jeweils einen der zwei Endabschnitte 233, 234 bewegbar mit dem flachen Abschnitt 220 des zweiten Schweißteils 200. Die Kompensationsabschnitte 231, 232 sind als flache Plattenabschnitte ausgebildet. Alternativ können die Kompensationsabschnitte 231, 232 als gekrümmte Abschnitte oder als wellenförmige Abschnitte ausgebildet sein. Die Kompensationsabschnitte 231, 232 erstrecken sich zwischen dem jeweiligen Endabschnitt 233, 234 und dem flachen Abschnitt 220 des zweiten Plastikteils 200. Die Kompensationsabschnitte 231, 232 erstrecken sich in x-Richtung entlang der Rippe und sind jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Rippe 110 angeordnet. Die Kompensationsabschnitte 231, 232 erstrecken sich von dem flachen Abschnitt 220 des zweiten Schweißteils 200 in Richtung zu der Rippe hin in einem Winkel θ1 von 30° bis 60° zwischen dem jeweiligen Kompensationsabschnitt 231, 232 und der Rippe 110. Vorzugsweise beträgt der Winkel 45°. Die Endabschnitte 233, 234 sind plattenförmig und erstrecken sich von jedem der Kompensationsabschnitte 231, 232 in z- und x-Richtung parallel zu der Rippe 110. Die Endabschnitte 233, 234 sind mit einer Höhe h an die Rippe 110 angrenzend angeordnet und von dieser in einem Abstand j beabstandet. Der Abstand j beträgt typischerweise weniger als 0,2 mm, beispielsweise 0,1 mm. Die Endabschnitte 233, 234 und die Kompensationsabschnitte 231, 232 weisen die gleiche Wandstärke e, f auf, wobei diese größer ist als die Wandstärke c der Rippe 110. Die Wandstärke e, f kann 1 mm bis 2 mm betragen, beispielsweise 1,5 mm. Die Wandstärke c kann 0,5 mm bis 1 mm betragen, beispielsweise 0,8 mm. In andere Ausführungsformen können die Wandstärke e und f unterschiedlich sein.
Der flache Abschnitt 120 des ersten Schweißteils 100 und der flache Abschnitt 220 des zweiten Schweißteils 200 sind plattenförmig ausgebildet und erstrecken sich parallel zueinander. In der Lücke k zwischen den flachen Abschnitten 120, 220 des ersten und des zweiten Schweißteils 100, 200 können Schweißrippen angeordnet sein, die sich von dem flachen Abschnitt 120 des ersten Schweißteils 100 und/oder dem flachen Abschnitt 220 des zweiten Schweißteils 200 erstrecken. Die flachen Abschnitte 120, 220 des ersten und des zweiten Schweißteils 100, 200 können eine gleiche Wandstärke a, g aufweisen. Die Wandstärke kann 2 mm bis 3 mm betragen, beispielsweise 2,5 mm. Die Wandstärken f und e des vorstehenden Abschnitts 230 sind jeweils kleiner als die Wandstärke g des flachen Abschnitts 220 des zweiten Schweißteils 200. In andere Ausführungsformen können die Schweißteile eine unterschiedliche Wandstärke a, g aufweisen.
Gemäß der Darstellung in 1a sind die Rippe 110 und der vorstehende Abschnitt 230 in der xz-Ebenen mit den zur Trapezbasis gemessenen Innenwinkeln θ3 und θ4 gleichschenklig trapezförmig ausgebildet, wobei der vorstehende Abschnitt 230 spitzwinkeliger zuläuft als die Rippe 110. Die in z-Richtung gemessene Höhe b der Rippe 110 ist größer als die Höhe i des vorstehenden Abschnitts 230 und überragt die Endabschnitte 233, 234 in z-Richtung. Beispielsweise überragt die Rippe die Endabschnitte um 2 mm bis 4 mm, insbesondere kann die Rippe die Endabschnitte um 3 mm überragen. Die Höhe b der Rippe 110 kann 17 mm bis 20 mm betragen, beispielsweise 18,5 mm. Die Höhe i der vorstehenden Abschnitts 230 kann 13 mm bis 16 mm betragen, beispielsweise 14,5 mm. Die Rippe 110 ist in der xz-Ebene in einem Bereich in z-Richtung oberhalb des vorstehenden Abschnitts 230 abgerundet.
Der flache Abschnitt 220 des zweiten Schweißteils 200 weist eine Aussparung 250 auf, die sich von den Kompensationsabschnitten 231, 232 in x-Richtung in einem Winkel θ2 weg erstreckt und zwar derart, dass sich die Aussparung 250 zu der Rippe 110 hin verjüngt. Die Aussparung 250 ist in z-Richtung durchgängig ausgebildet und wird von zwei Fügekanten 251, 252 begrenzt, die gemäß dem Winkel θ2 als Fasen ausgebildet sind.
Gemäß der Darstellung in 1b sind die Kompensationsabschnitte 231, 232, die Endabschnitte 233, 234, der flache Abschnitt 120 des ersten Schweißteils 100 und der flache Abschnitt 220 des zweiten Schweißteils 200 in Bezug auf eine Spiegelebene, die in der lateralen Richtung und in der Längsrichtung der Rippe (110) innerhalb derer verläuft, spiegelsymmetrisch ausgebildet.
Die 1d zeigt die Schweißbaugruppe 10 des ersten Ausführungsbeispiels in einem zusammengeschweißten Zustand, wobei die flachen Abschnitte 120, 220 des ersten Schweißteils 100 und des zweiten Schweißteils 200 aneinandergeschweißt sind. Der flache Abschnitt 120 des ersten Schweißteils 100 und der flache Abschnitt 220 des zweiten Schweißteils 200 sind vorzugsweise mittels einer Vibrationsschweißverbindung aneinandergeschweißt. Das erste Schweißteil 100 und das zweite Schweißteil 100 können aus Kunststoff und beispielsweise Teil einer Fahrzeuginnenverkleidung sein.
Die 2a bis 2d zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schweißbaugruppe 20 analog zur Darstellung der 1a bis 1d. Im Folgenden werden nur die wesentlichen Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert. Die Endabschnitte 233, 234 greifen in die Rippe 110 ein. Die Endabschnitte 233, 234 und die Kompensationsabschnitte 231, 232 weisen die gleiche Wandstärke e, f auf. Diese ist gleich der Wandstärke c der Rippe 110.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Schweißbaugruppe 10; 20 aus einem ersten Schweißteil 100 und einem zweiten Schweißteil 200 umfasst die folgenden Schritte:

- Bereitstellen des ersten Schweißteils 100, wobei das erste Schweißteil 100 eine Rippe 110 umfasst, die sich in einer lateralen Richtung von einem flachen Abschnitt 120 des ersten Schweißteils 100 weg erstreckt,
- Bereitstellen des zweiten Schweißteils 200, wobei das zweite Schweißteil 200 einen flachen Abschnitt 220 und einen vorstehenden Abschnitt 230 mit einer Aussparung 240 umfasst, wobei der vorstehende Abschnitt 230 zwei Endabschnitte 233, 234 und zwei Kompensationsabschnitte 231, 232 umfasst, wobei die zwei Kompensationsabschnitte 231, 232 jeweils einen der zwei Endabschnitte 233, 234 bewegbar mit dem flachen Abschnitt 220 des zweiten Schweißteils 200 verbinden,
- Zusammenfügen des zweiten Schweißteils 200 und des ersten Schweißteils 100 durch Aufnehmen der Rippe 110 in der Aussparung 240, wobei die Endabschnitte 233, 234 beabstandet zu den flachen Abschnitten 120, 220 auf entgegengesetzten Seiten der Rippe 110 angeordnet sind,
- stoffschlüssiges Verbinden des flachen Abschnitts 120 des ersten Schweißteils 100 und des flachen Abschnitts 220 des zweiten Schweißteils 200 durch Vibrationsverschweißen.

Eine zum Vibrationsverschweißen des ersten und des zweiten Schweißteils 100, 200 aufgebrachte Vibrationsbewegung kann entlang einer Kontaktfläche zwischen dem flachen Abschnitte 120 des ersten Schweißteils 100 und dem flachen Abschnitt 220 des zweiten Schweißteils 200 in y-Richtung erfolgen. Eine xz-Ebene entlang der Rippe 110 kann in y-Richtung den Nullpunkt der Vibrationsbewegung definieren.

Claims

Schweißbaugruppe (10; 20) aus einem ersten Schweißteil (100) und einem zweiten Schweißteil (200), wobei das erste Schweißteil (100) eine Rippe (110) umfasst, die sich in einer lateralen Richtung von einem flachen Abschnitt (120) des ersten Schweißteils (100) weg erstreckt, und das zweite Schweißteil (200) einen flachen Abschnitt (220) und einen vorstehenden Abschnitt (230) mit einer Aussparung (240), in der die Rippe (110) aufgenommen ist, umfasst, wobei die flachen Abschnitte (120, 220) des ersten Schweißteils (100) und des zweiten Schweißteils (200) aneinandergeschweißt sind, wobei der vorstehende Abschnitt (230) zwei Endabschnitte (233, 234) umfasst, die beabstandet zu den flachen Abschnitten (120, 220) auf entgegengesetzten Seiten der Rippe (110) angeordnet sind, und wobei der vorstehende Abschnitt (230) zwei Kompensationsabschnitte (231, 232) umfasst, die jeweils einen der zwei Endabschnitte (233, 234) bewegbar mit dem flachen Abschnitt (220) des zweiten Schweißteils (200) verbinden.
Schweißbaugruppe (10; 20) gemäß Anspruch 1, wobei die Kompensationsabschnitte (231, 232) als flache Plattenabschnitte, als gekrümmte Abschnitte oder als wellenförmige Abschnitte ausgebildet sind.
Schweißbaugruppe (10; 20) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Kompensationsabschnitte (231, 232) von dem flachen Abschnitt (220) des zweiten Schweißteils (200) in Richtung zu der Rippe (110) hin erstrecken, vorzugsweise in einem Winkel von 20° bis 80° zwischen dem jeweiligen Kompensationsabschnitt (231, 232) und der Rippe (110), und besonders bevorzugt in einem Winkel von 40° bis 50°.
Schweißbaugruppe (10; 20) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der flache Abschnitt (220) des zweiten Schweißteils (200) eine Aussparung (250) umfasst, die sich von den Kompensationsabschnitten (231, 232) weg erstreckt, wobei die Aussparung (250) vorzugsweise von zwei Fügekanten (251, 252) begrenzt wird, die bevorzugt als Fasen ausgebildet sind, und zwar derart, dass sich die Aussparung (250) vorzugsweise zu der Rippe (110) hin verjüngt.
Schweißbaugruppe (10; 20) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Rippe (110) in der lateralen Richtung von dem flachen Abschnitt (120) des ersten Schweißteils (100) in einem rechten Winkel weg erstreckt und/oder die Rippe (110) im Wesentlichen plattenförmig ist und/oder die Rippe (110) in einer Ebene, die in der lateralen Richtung entlang der Rippe (110) verläuft, trapezförmig, vorzugsweise gleichschenklig trapezförmig, ausgebildet ist.
Schweißbaugruppe (10; 20) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kompensationsabschnitte (231, 232) und/oder die Endabschnitte (233, 234) und/oder der flache Abschnitt (120) des ersten Schweißteils (100) und/oder der flache Abschnitt (220) des zweiten Schweißteils (200) in Bezug auf eine Spiegelebene, die in der lateralen Richtung entlang der Rippe (110) verläuft, spiegelsymmetrisch ausgebildet sind/ist.
Schweißbaugruppe (10; 20) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Wandstärke des vorstehenden Abschnitts (230) kleiner ist als eine Wandstärke des flachen Abschnitts (220) des zweiten Schweißteils (200).
Schweißbaugruppe (10; 20) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zwei Endabschnitte (233, 234) sich jeweils an die Rippe (110) angrenzend in der lateralen Richtung parallel zu der Rippe (110) erstrecken.
Schweißbaugruppe (10; 20) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der flache Abschnitt (120) des ersten Schweißteils (100) und der flache Abschnitt (220) des zweiten Schweißteils (200) mittels einer Vibrationsschweißverbindung aneinandergeschweißt sind.
Verfahren zum Herstellen einer Schweißbaugruppe (10; 20) aus einem ersten Schweißteil (100) und einem zweiten Schweißteil (200), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen des ersten Schweißteils (100), wobei das erste Schweißteil (100) eine Rippe (110) umfasst, die sich in einer lateralen Richtung von einem flachen Abschnitt (120) des ersten Schweißteils (100) weg erstreckt, Bereitstellen des zweiten Schweißteils (200), wobei das zweite Schweißteil (200) einen flachen Abschnitt (220) und einen vorstehenden Abschnitt (230) mit einer Aussparung (240) umfasst, wobei der vorstehende Abschnitt (230) zwei Endabschnitte (233, 234) und zwei Kompensationsabschnitte (231, 232) umfasst, wobei die zwei Kompensationsabschnitte (231, 232) jeweils einen der zwei Endabschnitte (233, 234) bewegbar mit dem flachen Abschnitt (220) des zweiten Schweißteils (200) verbinden, Zusammenfügen des zweiten Schweißteils (200) und des ersten Schweißteils (100) durch Aufnehmen der Rippe (110) in der Aussparung (240), wobei die Endabschnitte (233, 234) beabstandet zu den flachen Abschnitten (120, 220) auf entgegengesetzten Seiten der Rippe (110) angeordnet sind, Stoffschlüssiges Verbinden des flachen Abschnitts (120) des ersten Schweißteils (100) und des flachen Abschnitts (220) des zweiten Schweißteils (200) durch Vibrationsverschweißen.