DE10345105B4

DE10345105B4 - Konusverschluss für Laserschweissnaht an einem Bestandteil einer Luftansaugung

Info

Publication number: DE10345105B4
Application number: DE2003145105
Authority: DE
Inventors: Bobbye Kaye Whiteton Baylis; Daniel Frank Watt; Xiao Qun Xu; James Vanderveen
Original assignee: Siemens VDO Automotive Inc
Current assignee: Continental Tire Canada Inc
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2023-09-27
Also published as: US7407338B2; FR2845310A1; US20040068227A1; DE10345105A1

Abstract

Laserschweißverbindung, – mit einem ersten Bestandteilsabschnitt (12), welcher eine als konische Oberfläche ausgebildete erste Laserschweißfläche (28) festlegt und welcher eine erste konische Oberfläche (30) gegenüber der ersten Laserschweißfläche (28) umfasst, – mit einem zweiten Bestandteilsabschnitt (14), welcher eine als konische Oberfläche ausgebildete zweite Laserschweißfläche (58) festlegt und welcher eine zweite konische Oberfläche (60) gegenüber der zweiten Laserschweißfläche (58) umfasst, – wobei die erste und die zweite konische Oberfläche (30, 60) zusammen die erste und die zweite Laserschweißfläche (28, 58) bei einem vorbestimmten Druck in Stoßverbindung zwingen, – wobei ein Laserstrahlverbindungsbereich (16) ausgebildet wird, und – wobei ein Laserstrahl (92) auf den Laserstrahlverbindungsbereich (16) gerichtet wird, um den ersten und den zweiten Bestandteilsabschnitt (12, 14) dauerhaft aneinander zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, – dass die Wandstärke der zusammengefügten Bestandteilsabschnitte (12, 14) im Verbindungsbereich (16) gleich wie oder kleiner als die maximale Wandstärke eines der Bestandteilsabschnitte (12, 14) ist, – dass der erste Bauteilabschnitt (12) eine erste Verlängerung (22) mit einem ersten Abschnitt (24) und einem zweiten Abschnitt (26) aufweist, – dass die erste Laserschweißfläche (28) in einen ersten Vorsprung (32) übergeht, welcher sich von einem Ende (34) der konischen Oberfläche der ersten Laserschweißfläche (28) bis zu einer äußeren Oberfläche (36) des ersten Abschnitts (24) der ersten Verlängerung (22) ausdehnt, – dass die erste konische Verschlussfläche (30) in einen zweiten Vorsprung (38) übergeht, welcher sich von einem Ende (40) der ersten konischen Verschlussfläche (30) bis zu einer äußeren Oberfläche (42) des zweiten Abschnitts (26) der ersten Verlängerung (22) ausdehnt, – dass der zweite Bauteilabschnitt (14) eine zweite Verlängerung (52) mit einem ersten Abschnitt (54) und einem zweiten Abschnitt (56) aufweist, ...

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Diese Erfindung betrifft eine Laserschweißverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen Bestandteil eines Luftansaugaufbaus gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Ferner betrifft die Erfindung gemäß Anspruch 13 ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Ansaugbestandteilsabschnitts mit einem zweiten Ansaugbestandteilsabschnitt bei einem Luftansaugsystem.
Luftansaugsysteme umfassen typischerweise mehrere verschiedene Ansaugbestandteile, wie beispielsweise Luftfilter, Luftschläuche, Resonatoren, Ansaugkrümmer usw., wobei jeder Bestandteil an wenigstens einem anderen Bestandteil befestigt ist, um einen Luftansaugaufbau bereitzustellen, welcher einen Kanal für die Luft ausbildet, welche durch das Luftansaugsystem strömt. Es können viele verschiedene Befestigungsverfahren verwendet werden, um die Kunststoffbestandteile der Luftansaugung aneinander zu befestigen oder um Abschnitte derartiger Bestandteile miteinander zu verschweißen. Ein bevorzugtes Verfahren setzt Vibrationsschweißen ein, um Abschnitte der Bestandteile dauerhaft miteinander zu verschweißen.
Bei einem herkömmlichen Vibrationsschweißverfahren umfasst jedes Teilstück des Bestandteils der Luftansaugung einen Kragen, an welchem eine Spannkraft eingesetzt wird, um vor dem Schweißen die Teilstücke des Bestandteils zusammenzuspannen. Wenn die Teilstücke einmal zusammengespannt sind, wird ein Teilstück entlang einer vorbestimmten Schweißnaht an dem anderen in Schwingung versetzt, um den Kunststoff zu schmelzen und die Bestandteile aneinander zu befestigen.
Das herkömmliche Vibrationsschweißverfahren weist einige Nachteile auf. Beispielsweise ist zusätzliches Material für den Bestandteil erforderlich, um die Kragen, Nähte und Entspanner auf den Bestandteilen auszubilden. Dieses Material verursacht zusätzliches Gewicht und Kosten und stellt für die Bestandteile keinen zusätzlichen Vorteil bereit, wenn das Luftansaugsystem einmal in einem Motor eingebaut ist. Weiterhin führt auch die Ausübung und Erhaltung der Spannkraft während des Vibrationsschweißverfahrens zu höheren Kosten.
Da das Vibrationsschweißen während des Schmelzvorgangs Material als Grat entfernt, müssen die Schweißnähte mit dem zusätzlichen Material entworfen werden. Da die Materialmenge, welche von jedem Abschnitt der Schweißnaht unter einem Winkel zur Spannkraft entfernt wird, von dem Winkel abhängt, kann die Berechnung der korrekten Materialmenge, welche hinzuzufügen ist, kompliziert sein. Ein anderer Nachteil des Vibrationsschweißens ist, dass die Schweißnaht auf einem Kragen angebracht werden muss, was die Verbindung seitlich zu einer wirklichen Zugbelastung versetzt. Eine derartige Naht ist einem Schälkraftanteil ausgesetzt, welcher die Naht beträchtlich schwächt.
Ein anderes Verfahren zum Verbinden von Kunststoffbestandteilen von Luftansaugungen ist das Transmissionslaserschweißen. Dieses Verfahren erfordert, dass die beiden Oberflächen, welche miteinander verbunden werden sollen, mit den Spannbestandteilen zusammengespannt werden. Wenn diese beiden Oberflächen einfache, sich überlappende, flache Oberflächen sind, müssen die beiden Spannbestandteile auf der Oberfläche liegen, welche geschweißt werden soll, eines darauf und eines darunter. Bei dieser Konfiguration muss der Laser entweder durch eine der Spannvorrichtungen passieren oder die Spannvorrichtung muss sich wegbewegen, bevor sich der sich bewegende Laser nähert, und dann muss die Spannvorrichtung nach dem Passieren des Lasers wieder angelegt werden. Bei diesem letzteren Beispiel verlangsamen das Öffnen, das sich Wegbewegen, das sich zurück in Position Bewegen und dann das Schließen der Spannvorrichtung das Laserschweißverfahren deutlich. Beim ersteren Fall muss ein Teilstück der Spannvorrichtung aus einem transparenten Material gefertigt sein, so dass der Laserstrahl durch die Spannvorrichtung passieren kann. Die Verwendung eines transparenten Materials für die Spannvorrichtung ist nicht erwünscht, da die Energie des Laserstrahls absorbiert wird, wenn das Material der Spannvorrichtung verschmutzt ist, was bewirken kann, dass die Spannvorrichtung sich erhitzt und schmilzt oder zerbricht. Keine dieser Lösungen ist daher befriedigend.
Folglich ist es wünschenswert, über ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laserstrahlschweißen zu verfügen, welche einen freien Weg des Lasers zur zu verschweißenden Oberfläche (Stoßfläche) des Bestandteils bereitstellen sowie die anderen oben stehenden Unzulänglichkeiten nach dem Stand der Technik überwinden können. Das Verfahren sollte ferner weniger Material verwenden und keine Veränderung der Geometrie des Bestandteils während des Schweißens erfordern, so dass die entstehenden Schweißnähte viel stärker sind, weil die Schweißnähte so ausgebildet sind, dass sie unter Zugbeanspruchung nachgeben, statt einen Schälkraftanteil aufzuweisen.
Aus der JP 2002-086567 A ist eine Laserschweißverbindung bekannt, bei der ein erster Bestandteilsabschnitt, welcher eine als konische Oberfläche ausgebildete erste Laserschweißfläche festlegt und welcher eine erste konische Oberfläche gegenüber der ersten Laserschweißfläche umfasst, mit einem zweiten Bestandteilsabschnitt verbunden ist, welcher eine als konische Oberfläche ausgebildete zweite Laserschweißfläche festlegt und welcher eine zweite konische Oberfläche gegenüber der zweiten Laserschweißfläche umfasst. Die erste und die zweite konische Oberfläche zwingen zusammen die erste und die zweite Laserschweißfläche bei einem vorbestimmten Druck in Stoßverbindung, wobei ein Laserstrahlverbindungsbereich ausgebildet wird, und wobei ein Laserstrahl auf den Laserstrahlverbindungsbereich gerichtet wird, um den ersten und den zweiten Bestandteilsabschnitt dauerhaft aneinander zu befestigen.
Aus der JP 2002-283457 A ist eine Laserschweißverbindung bekannt, bei der gezielt ein Abstand bzw. Spalt zwischen den sich gegenüberliegenden Schweißflächen hergestellt und beibehalten werden soll, um diesen beim Schweißverfahren mit Schmelze auszufüllen. Dabei wird diese Schmelze beim Schweißen nur in einem Außenbereich der Verbindungszone hergestellt. Damit die Schmelze auch in einem Innenbereich der Verbindungszone den Spalt ausfüllen kann, wird ein Innenraum eines Behälters, der mit Hilfe der beiden miteinander zu verschweißenden Bauteile hergestellt wird, evakuiert. Durch den im Innenraum erzeugten Unterdruck kann die Schmelze angesaugt werden, so dass sie den Spalt bis zum Innenbereich ausfüllt.
Ein weiteres Laserschweißverfahren ist aus der DE 199 16 786 A1 bekannt.
Die US 4 579 242 A offenbart ein Reibschweißverfahren.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung charakterisiert sich durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bestandteile von Luftansaugungen sind im Allgemeinen komplizierte Hohlbauteile, durch welche Luft strömt. Die Fertigung eines Hohlbauteils aus Kunststoff im Spritzgussverfahren erfordert entweder die Verwendung von Schmelzkerntechnik oder die Fertigung mehrerer Abschnitte des Bauteils, welche zusammengeschweißt werden. Ein Verfahren zum Laserschweißen eines ersten Abschnitts des Bestandteils an einen zweiten Abschnitt des Bestandteils umfasst die Verwendung von Schweißverbindungen, welche konische Oberflächen auf dem ersten und dem zweiten Abschnitt aufweisen, um die erste und die zweite Schweißfläche mit einem vorbestimmten Druck in Stoßverbindung zu zwingen und so einen Bereich der Laserschweißverbindung festzulegen. Dann wird ein Laserstrahl durch die erste und auf die zweite Schweißfläche gerichtet, um die Flächen zu schmelzen und den ersten und den zweiten Abschnitt des Bestandteils dauerhaft aneinander zu befestigen.
Ein Abschnitt des Bestandteils wird aus einem lasertransparenten Material gefertigt, und der andere Abschnitt des Bestandteils wird aus einem nichttransparenten Material gefertigt. Der Laserstrahl passiert durch das transparente Material und in das nichttransparente Material, welches als ein Absorber dient. Der Laserstrahl schmilzt das absorbierende nichttransparente Material, welches wiederum das transparente Material schmilzt, um die Laserschweißnaht auszubilden, welche die Bestandteile aneinander befestigt.
Bei einer offenbarten Ausführungsform ist der Bestandteil vorzugsweise ein Bestandteil einer Luftansaugung, wie beispielsweise ein Krümmer, welcher an einen Fahrzeugmotor montiert wird. Ein Abschnitt des Bestandteils einer Luftansaugung umfasst eine erste Laserschweißfläche und eine erste konische Verschlussfläche, welche der ersten Laserschweißfläche gegenüberliegt. Ein zweiter Abschnitt des Bestandteils einer Luftansaugung umfasst eine zweite Laserschweißfläche und eine zweite konische Verschlussfläche, welche der zweiten Laserschweißfläche gegenüberliegt. Die erste und die zweite konische Verschlussfläche zwingen die erste und die zweite Laserschweißfläche bei einem vorbestimmten Druck in Stoßverbindung. Die erste und die zweite konische Verschlussfläche halten vorzugsweise die erste und die zweite Laserschweißfläche zusammen und wirken zusammen, um den vorbestimmten Druck während des Laserschweißvorgangs zu erhalten.
Bei einer offenbarten Ausführungsform legen die erste und die zweite Laserschweißfläche eine erste und eine zweite konische Oberfläche fest. Die erste konische Schweißfläche legt einen ersten Winkel fest, und die zweite konische Schweißfläche legt einen Winkel fest, welcher vom ersten Winkel verschieden ist. Wenn der erste Bestandteil aus einem transparenten Material ausgebildet wird, ist der erste Winkel vorzugsweise größer als der zweite Winkel. Die erste und die zweite konische Verschlussfläche legen ferner einen konischen Verschlusswinkel fest, welcher wenigstens zweimal so groß ist wie sowohl der erste als auch der zweite Winkel. Diese zweifach konische Schnittstellenkonfiguration erzeugt und erhält die gewünschten Druckwerte, welche erforderlich sind, um eine befriedigende Laserschweißverbindung zu erzielen.
Das vorliegende System und Verfahren stellen ein einfaches und wirksames Laserschweißverfahren zum dauerhaften Befestigen von Abschnitten eines Bestandteils aneinander bereit. Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung können am besten durch die folgenden Beschreibungen und Zeichnungen, welche im Folgenden kurz beschrieben sind, verstanden werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Umgebungsansicht einer Laserschweißnaht für Bestandteile eines Ansaugsystems nach der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Laserschweißverbindung der vorliegenden Erfindung vor dem Laserschweißen.
2B zeigt die Ausführungsform der 2A während des Laserschweißens.
3 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ein Querschnitt eines idealisierten Bestandteils einer Luftansaugung, wie beispielsweise eines Krümmers für ein Luftansaugsystem, wird allgemein unter 10 in 1 gezeigt. Die folgende Beschreibung betrifft als den Bestandteil einer Luftansaugung einen Krümmer, es versteht sich jedoch, dass die Erfindung mit anderen, ähnlichen Bestandteilen eingesetzt werden kann. Der Krümmer 10 umfasst wenigstens einen ersten Abschnitt oder einen oberen Mantel 12 und einen zweiten Abschnitt oder unteren Mantel 14. Während der erste 12 und der zweite 14 Mantel des Krümmers 10 gezeigt werden, versteht es sich, dass zusätzliche Abschnitte oder Mäntel erforderlich sein können, um einen vollständigen Bestandteil auszubilden. Weiterhin können der erste 12 und der zweite 14 Mantel verschiedene Abschnitte des gleichen Bestandteils (wie oben) sein, oder sie können verschiedene Bestandteile innerhalb des Luftansaugsystems sein.
Die Bestandteile von Luftansaugungen oder die Mäntel davon werden dauerhaft entlang eines Bereichs einer Laserschweißverbindung aneinander befestigt, welcher allgemein unter 16 gezeigt wird. Zuerst werden die Mäntel 12, 14 aneinander befestigt, um den Luftansaugkrümmer 10 auszubilden. Dann wird der Luftansaugkrümmer 10 an einen Fahrzeugmotor 18 montiert, um saubere Luft an die verschiedenen Zylinder des Motors 18 zu verteilen.
Es versteht sich, dass der Luftansaugkrümmer oder das Luftansaugsystem 10 zusätzliche Bestandteile einer Luftansaugung umfassen kann und dass diese zusätzlichen Bestandteile bei Bedarf auch durch Laserschweißen ähnlich zur nachfolgend beschriebenen Weise miteinander verbunden oder aneinander befestigt werden können. Während nur ein Bereich einer Laserschweißverbindung 16 gezeigt wird, können weiterhin mehrere Bereiche von Laserschweißverbindungen nötig sein, um die mehreren Mäntel aneinander zu befestigen.
Bei einer offenbarten Ausführungsform umfasst der erste Mantel 12 einen ersten Körperabschnitt 20 mit einer ersten Wandverlängerung 22, welche sich quer zum ersten Körperabschnitt 20 ausdehnt. Die erste Verlängerung 22 umfasst einen ersten Abschnitt 24 und einen zweiten Abschnitt 26, welcher dem ersten Abschnitt 24 gegenüberliegt. Die erste Verlängerung 22 legt eine erste Laserschweißfläche 28 auf dem ersten Abschnitt 24 fest und umfasst eine erste konische Verschlussfläche 30, welche auf dem zweiten Abschnitt 26 ausgebildet ist.
Die erste Laserschweißfläche 28 wird vorzugsweise als eine konische Oberfläche ausgebildet. Die erste Laserschweißfläche 28 geht in einen ersten Vorsprung 32 über, welcher sich von einem Ende 34 der konischen Oberfläche der ersten Laserschweißfläche 28 bis zu einer äußeren Oberfläche 36 des ersten Abschnitts 24 der Verlängerung 22 ausdehnt. Die erste konische Verschlussfläche 30 geht in einen zweiten Vorsprung 38 über, welcher sich von einem Ende 40 der ersten konischen Verschlussfläche 30 bis zu einer äußeren Oberfläche 42 des zweiten Abschnitts 26 der Verlängerung 22 ausdehnt. Eine Übergangsfläche 44 verbindet ein gegenüberliegendes Ende 46 der konischen Oberfläche der ersten Laserschweißfläche 28 mit dem gegenüberliegenden Ende 48 der konischen Verschlussfläche 30. Vorzugsweise umfasst die Übergangsfläche 44 eine gekrümmte Oberfläche mit einer flachen Partie 45 am unteren Ende. Die erste Laserschweißfläche 28 und die erste konische Verschlussfläche 30 zeigen voneinander weg und sind durch die Übergangsfläche 44 getrennt.
Der zweite Mantel 14 umfasst einen zweiten Körperabschnitt 50 mit einer zweiten Wandverlängerung 52, welche sich quer zum zweiten Körperabschnitt 50 erstreckt. Die zweite Verlängerung 52 umfasst einen ersten Abschnitt 54 und einen zweiten Abschnitt 56, welcher dem ersten Abschnitt 54 gegenüberliegt. Die zweite Verlängerung 52 legt eine zweite Laserschweißfläche 58 auf der ersten Seite 54 fest und umfasst eine zweite konische Verschlussfläche 60, welche auf dem zweiten Abschnitt 56 ausgebildet ist.
Die zweite Laserschweißfläche 58 wird vorzugsweise als eine konische Oberfläche ausgebildet. Die zweite Laserschweißfläche 58 geht in einen ersten Vorsprung 62 über, welcher sich von einem Ende 64 der konischen Oberfläche der zweiten Laserschweißfläche 58 bis zu einer äußeren Oberfläche 66 des ersten Abschnitts 54 der Verlängerung 52 erstreckt. Die zweite konische Verschlussfläche 60 geht in einen zweiten Vorsprung 68 über, welcher sich von einem Ende 70 der zweiten konischen Verschlussfläche 60 bis zu einer äußeren Oberfläche 72 des zweiten Abschnitts 56 der Verlängerung 52 erstreckt. Eine Übergangsfläche 74 verbindet ein gegenüberliegendes Ende 76 der konischen Oberfläche der zweiten Laserschweißfläche 58 mit dem gegenüberliegenden Ende 78 der konischen Verschlussfläche 60. Vorzugsweise umfasst die Übergangsfläche 74 eine vollständig gekrümmte Oberfläche. Die zweite Laserschweißfläche 58 und die zweite konische Verschlussfläche 60 stehen sich gegenüber und sind durch die Übergangsfläche 74 getrennt. Die Oberflächen 74 und 44 befinden sich nicht in vollem Kontakt, wenn die Verlängerung 52 auf die Verlängerung 22 trifft (siehe 2B).
Der erste Mantel 12 umfasst einen ersten Spannkragen 80, welcher sich quer zur ersten Verlängerung 22 erstreckt. Der zweite Mantel 14 umfasst einen zweiten Spannkragen 82, welcher sich quer zur zweiten Verlängerung 52 erstreckt. Der erste Spannkragen 80 nimmt ein erstes Spannglied 84 und der zweite Spannkragen 82 ein zweites Spannglied 86 auf. Die Spannglieder 84, 86 üben eine Spannkraft C_F aus, welche die erste und die zweite Verlängerung 22, 52 auf einem ersten Weg aufeinander zu bewegt. Dies führt die erste 30 und die zweite 60 konische Verschlussfläche in eine Verbindung miteinander. Die erste 30 und die zweite 60 konische Verschlussfläche zwingen die erste 28 und die zweite 58 Laserschweißfläche in Stoßverbindung miteinander. Die erste 30 und die zweite 60 konische Verschlussfläche führen die erste 28 und die zweite 58 Laserschweißfläche entlang eines zweiten Wegs, welcher quer zum ersten Weg liegt. Ein Laser 90 richtet einen Laserstrahl 92 gegen die erste 28 und die zweite 58 Laserschweißfläche, um eine Laserschweißverbindung 16 auszubilden.
Vorzugsweise wird eine kleine Lücke 98 (siehe 1) zwischen den Kanten 32, 62 erhalten. Die Lücke 98 stellt sicher, dass, wenn die Mäntel 12, 14 zusammengebracht werden, der Kontakt zuerst an den konischen Verschlussflächen 30, 60 nahe dem unteren Ende der Schnittstelle hergestellt wird. Wie deutlicher in 2A gezeigt, ist die Lücke 98 vorzugsweise wenigstens 0,1 mm groß, wenn der Verschlusskontakt hergestellt wird, d. h., wenn Kontakt zwischen den Oberflächen 74, 60, 68 des zweiten Mantels 14 mit den dazu passenden Oberflächen 44, 30, 38 des ersten Mantels 12 hergestellt wird.
Diese Lücke 98 von 0,1 mm kann durch verschiedene geometrische Konfigurationen erzielt werden. Bei einem Beispiel beträgt der Abstand entlang der Oberfläche 72 von der Kante 68 bis zum Kragen 82 genauso wie der Abstand entlang der Oberfläche 36 von der Kante 32 bis zur Wand des Hauptkörperabschnitts 20 2,22 mm. Der vertikale Abstand entlang der Oberfläche 52 von der Kante 62 bis zur Wand des Hauptkörperabschnitts 50 beträgt 7,68 mm, und der vertikale Abstand entlang der Oberfläche 42 von der Kante 38 bis zum Kragen 80 beträgt 7,78 mm, was 0,1 mm länger ist als der Abstand entlang der Oberfläche 52. Wenn folglich die Mantel 12, 14 zusammengebracht werden, führt die Differenz von 0,1 mm zur Lücke 98 von 0,1 mm zwischen den Kanten 62 und 32.
Die Bedeutung der Lücke 98 liegt darin, dass, wenn die Mäntel 12, 14 zusammengebracht werden, die zweite Verlängerung 52 keinen Kontakt mit der ersten Verlängerung 22 vor dem Kontakt zwischen den konischen Verschlussflächen 30, 60 bekommt. Falls der anfängliche Kontakt zunächst zwischen den Verlängerungen 22, 52 entsteht, dann bewirkt die Spannkraft C_F, dass die Verlängerung 52 sich verzieht, was die Presspassung zwischen den Schweißflächen 28, 58 zerstört. Dieses Erhalten der Lücke 98 in Verbindung mit der Presspassung zwischen den Schweißflächen 28, 58, welche durch den anfänglichen Kontakt zwischen den konischen Verschlussflächen 30, 60 hergestellt wird, ist zum Erzielen einer einwandfreien Schweißnaht wichtig.
Es gibt auch eine Lücke 100 zwischen der Oberfläche 44 der Verlängerung 22 und der Oberfläche 74 der Verlängerung 52, welche durch die Fläche 45 auf dem unteren Ende der teilweise gekrümmten Oberfläche 44 bewirkt wird, welche nicht in die vollständig gekrümmte Oberfläche 74 greift. Diese Lücke 100 ist nötig, um zu gewährleisten, dass der anfängliche Kontakt zwischen den Oberflächen 30 und 60 und zwischen den Oberflächen 38 und 68 entsteht.
Weiterhin wird wenigstens der erste 12 oder der zweite 14 Mantel daran gehindert, sich entlang des zweiten Wegs relativ zum anderen des ersten 12 oder des zweiten 14 Ansaugbestandteils zu bewegen. Diese Hinderung erlaubt der ersten 30 und der zweiten 60 konischen Verschlussfläche, die erste 28 und die zweite 58 Laserschweißfläche in Stoßverbindung zu arretieren und diese Stoßverbindung bei einem vorbestimmten Druckwert während des Schweißvorgangs zu erhalten.
In 2A führen die Spannglieder 84, 86 die erste 22 und die zweite 52 Verlängerung in einer im Allgemeinen vertikalen Richtung aufeinander zu und legen den ersten Weg fest. Die konischen Verschlussflächen 30, 60 bewegen die Kragen 22, 53 in einer im Allgemeinen seitlichen Richtung und legen den zweiten Weg fest. Es versteht sich, dass die Begriffe vertikal und seitlich bloß beschreibende Begriffe sind, welche verwendet werden, um die Richtung der Kräfte zu beschreiben, welche in den Figuren gezeigt sind.
Der vorbestimmte Druckwert wird während des Laserschweißvorgangs auf einem Druck von wenigstens einhundertneunzig (190) Pfund pro Quadratzoll (psi) gehalten. Vorzugsweise wird der Druckwert zum Erzielen einer guten Laserschweißnaht bei einem Druck von ungefähr wenigstens zweihundertzehn (210) psi gehalten.
2A zeigt die erste 22 und die zweite 52 Verlängerung vor der Verbindung zwischen der ersten 30 und der zweiten 60 konischen Verschlussfläche. 2B zeigt die erste 22 und die zweite 52 Verlängerung in Stoßverbindung während des Laserschweißvorgangs. Der Laser 90 richtet den Laserstrahl 92 vorzugsweise in eine Richtung, welche senkrecht zu wenigstens der ersten 28 oder der zweiten 58 Laserschweißfläche steht.
Die Konfiguration, welche in den 2A und 2B gezeigt wird, ist die bevorzugte Ausführungsform, wobei die Oberflächen 36 und 52 innere Wandflächen des Bestandteils und die Oberflächen 42 und 72 äußere Wandflächen des Bestandteils sind. Bei dieser Konfiguration ist die Oberfläche 42 die erste Oberfläche, welche den Laserstrahl 92 aufnimmt. Es ist auch möglich, eine spiegelverkehrte Konfiguration des Verbindungsentwurfs zu verwenden, wobei die Oberflächen 42 und 72 innere Wandflächen und die Oberflächen 36 und 52 äußere Wandflächen sind. Es ist möglich, bei dieser spiegelverkehrten Konfiguration zu schweißen, der resultierende Bestandteil wird jedoch schwächer sein, da der Laser 90 nicht in der Lage ist, eine der Oberflächen hinter der Oberfläche 74 zu erreichen. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Oberfläche, welche nicht vom Laser 90 erreicht werden kann, d. h. die Oberfläche 32, viel kürzer. Bei beiden Konfigurationen wirken die unverschweißten Oberflächen belastungssteigernd, wenn diese Hohlbestandteile einem Innendruck wie bei einem Bersttest ausgesetzt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke der Wand, auf welche die Belastungssteigerung wirkt, größer als bei der spiegelverkehrten Konfiguration. Deshalb kann der Bestandteil einem höheren Innendruck ausgesetzt werden, bevor sich ein Riss durch die Wand ausbreitet.
Die Ausführungsform, welche in 3 gezeigt ist, ist der in den 2A und 2B gezeigten ähnlich. Während die Ausführungsform der 2A und 2B jedoch die vorhandenen Spannkragen 80, 82 einsetzt, setzt die Ausführungsform der 3 einen ersten und einen zweiten Minikragen 94, 96 ein, welche die Spannvorrichtungen 84, 86 aufnehmen. Die Minikragen 94, 96 reduzieren wesentlich die Materialmenge, welche gebraucht wird, um die Wandverlängerungen 22, 52 auszubilden, was wiederum das Gesamtgewicht des ersten 12 und des zweiten 14 Bestandteils der Luftansaugung reduziert.
Die in 4 gezeigte Ausführungsform ist der in 3 gezeigten Ausführungsform ähnlich, reduziert jedoch die Materialmenge weiter, welche zum Ausbilden der Wandverlängerung 22 benötigt wird. Dies wird erreicht, indem die äußere Oberfläche 42 der einen Seite der Wandverlängerung 22 im Allgemeinen parallel zur ersten Laserschweißfläche 28 gefertigt wird. Diese Ausführungsform wird gegenüber der in 3 gezeigten Ausführungsform bevorzugt, weil die Materialmenge, durch welche der Laserstrahl 92 passieren muss, über den Schweißbereich hinweg gleich ist. Dies gewährleistet eine gleichmäßigere Erwärmung der Oberfläche 58. Da der Laserstrahl jetzt senkrecht zur äußeren Oberfläche steht, tritt ferner ein geringerer Verlust an Laserenergie aufgrund von Reflexion auf.
Die Ausführungsform der 5 ist denen der 2A, 2B, 3 und 4 ähnlich, eliminiert jedoch die Spannkragen 80, 82 und 94, 96 völlig. Die erforderliche Kraft, um den ersten 30 und den zweiten 60 konischen Verschlussabschnitt in Verbindung miteinander zu bewegen, wird über die Körperabschnitte 20, 50 des ersten 12 und des zweiten 14 Bestandteils der Luftansaugung angewandt.
Bei jeder der offenbarten Ausführungsformen ist der erste Mantel 12 aus einem lasertransparenten Material und der zweite Mantel 14 aus einem nichttransparenten (absorbierenden) Material angefertigt. Jede Art transparenter und nichttransparenter Materialien, welche in der Technik bekannt sind, kann verwendet werden. Der Laserstrahl 92 passiert durch das transparente Material und in das nichttransparente Material, welches als ein Absorber dient. Der Laserstrahl 92 heizt das absorbierende, nichttransparente Material auf, was bewirkt, dass es schmilzt, was wiederum das transparente Material schmilzt, um die Laserschweißverbindung 16 auszubilden, welche die Mäntel 12, 14 aneinander befestigt.
Jede der offenbarten Ausführungsformen umfasst auch eine ähnliche bevorzugte Geometrie, welche den konischen Verschluss erzielt, d. h. sie erzielt eine Konfiguration, welche die erste 28 und die zweite 58 Laserschweißfläche bei den gewünschten Druckwerten für das Laserschweißen zwingt und dort hält. Die erste Laserschweißfläche 28 ist eine konische Oberfläche, welche durch einen ersten Winkel festgelegt ist. Die zweite Laserschweißfläche 58 ist eine konische Oberfläche, welche durch einen zweiten Winkel festgelegt ist. Vorzugsweise ist der erste Winkel größer als der zweite Winkel.
Auch die erste 30 und die zweite 60 konische Verschlussfläche sind durch den gleichen Konuswinkel festgelegt. Dieser Konuswinkel ist vorzugsweise wenigstens zweimal so groß wie der erste und der zweite Winkel. Bei der bevorzugten Konfiguration beträgt der erste Winkel wenigstens vierzehn (14) Grad, der zweite Winkel beträgt wenigstens zwölf (12) Grad, und der konische Verschlusswinkel beträgt wenigstens sechsunddreißig (36) Grad. Während diese Konfiguration bevorzugt wird, versteht es sich, dass auch andere, ähnliche geometrische Konfigurationen verwendet werden können.
Die vorliegende Erfindung stellt im Vergleich mit herkömmlichen Laserschweißsystemen mehrere Vorteile bereit. Das Merkmal des konischen Verschlusses erlaubt es, dass die Spannvorrichtungen 84, 86, welche die Spannkraft C_F anwenden, in allen Konfigurationen aus dem direkten Weg des Laserstrahls 92 verlegt werden können. Weiterhin liegt die fertige Laserschweißverbindung 16 innerhalb des Wandmaterials oder der Wandverlängerungen 22, 52 der Bestandteile 12, 14 und darum nicht außerhalb der Wände des Bestandteils, wie bei herkömmlichen Konfigurationen, wo sie auf den Kragen 80, 82 lokalisiert wäre. Weiterhin stellt das Eliminieren der Kragen 80, 82 einen kleineren und leichteren Bestandteil 12, 14 bereit. Folglich führt bei dieser Konfiguration ein Bersttest (ein bekannter Test, welcher die Festigkeit der Schweißnaht bestimmt) zu einem Zugspannungsbruch statt einem Schälbruch. Bekanntermaßen sind Schweißnähte hinsichtlich Zugspannungsbrüchen stärker als hinsichtlich Schälbrüchen.
Es werden zusätzliche Vorteile bereitgestellt, welche die Schmelzung betreffen, welche herkömmlich während des Laserschweißvorgangs erzeugt wird. Es gibt keine Schmelzung während des Laserschweißens mit dieser einzigartigen Konfiguration der zweifachen konischen Schnittstellenschweißverbindung. Folglich braucht während der Entwurfphase kein Aufmaß für die Schmelzung in die Bestandteile eingebaut werden. Dies ist vorteilhaft, weil das Bestimmen des genauen Aufmaßes für die Schmelzung schwierig ist, wenn die Schweißflächen relativ zur Spannkraft C_F abgewinkelt sind. Wenn die Mäntel 12, 14 erst einmal zusammengespannt sind, weist der Aufbau bei der vorliegenden Konfiguration vor und nach dem Schweißen die gleiche Geometrie auf.
Die vorliegende Erfindung erfüllt ferner die folgenden Anforderungen, welche zum Erzielen einer einwandfreien Schweißverbindung mit einem Transmissionslaser zwischen Bestandteilen aus Kunststoff erforderlich sind. Vorzugsweise beträgt eine Dicke des transparenten Materials an der Schweißnaht vier (4) Millimeter (mm) oder weniger. Eine allgemeine Wanddicke von drei (3) bis zweieinhalb (2,5) mm wird bevorzugt. Auch die Breite der Schweißflächen beträgt vorzugsweise wenigstens fünfeinhalb (5,5) mm, was der maximalen Spurbreite des Laserstrahls 92 entspricht.
Die vorliegende Erfindung stellt auch dort, wo die abgewinkelte Oberfläche lang genug ist, um einen Versatz zuzulassen, welcher durch Verzerrung verursacht wird, eine abgewinkelte Verbindung bereit, welche stark genug ist, um den Kräften zu widerstehen, welche erforderlich sind, um den Versatz zu eliminieren. Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verschlussmerkmal, welches verhindert, dass die Mäntel 12, 14 relativ zueinander verrutschen, und umfasst ein Konusmerkmal, welches, wenn es beim Spannen einmal verbunden ist, die Schweißflächen 28, 58 zum Schweißen aufeinander zu treibt.
Die vorliegende Erfindung setzt auch eine minimale Materialmenge ein und stellt eine lückenlose Schnittstelle zwischen den Schweißflächen 28, 58 bereit. Weiterhin ist die konische Schweißverbindung 16 so entworfen, dass sie den Kräften widersteht, welche benötigt werden, um die Lücken zu eliminieren. Ungefähr fünfhundert (500) Pfund Spannkraft C_F sind ausreichend, um jede Verformung des Bestandteils zu überwinden. Wie oben besprochen wird vorzugsweise ein Druck von wenigstens 210 psi zwischen den Schweißflächen 28, 58 erhalten, um reproduzierbare Schweißnähte zu gewährleisten.
Vorzugsweise sollte die Schweißverbindung 16 so parallel wie möglich zu einer oberen Oberfläche des ersten (transparenten) Bestandteils 12 liegen. Dies erlaubt dem Laserstrahl 92, fast senkrecht sowohl zur oberen Oberfläche als auch zur Oberfläche zu liegen, welche geschweißt werden soll, und reduziert Verluste an Strahlenergie aufgrund von Reflexion. Dies lässt ferner zu, dass die Erhitzung durch den Laser 90 symmetrisch zur Mitte des Strahls 92 erfolgt.
Vorzugsweise werden keine Trennlinien zugelassen, welche die Schweißfläche kreuzen. Die Schweißfläche liegt vorzugsweise nicht an einem Wendepunkt der Innenkrümmung eines Bauteils, d. h., die Schweißnaht liegt nicht an einer Position unmittelbar unter dem Kragen 80, 82, sondern ist stattdessen nahe der Mitte eines geraden Abschnitts positioniert, d. h. entlang der Wandverlängerungen 22, 52. Dies erhält die Integrität der Schweißnaht.
Die vorliegende Laserschweißverbindung erfüllt auch andere bekannte Anforderungen, welche erzielt werden müssen, um eine einwandfreie Schweißnaht auszubilden. Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung offenbart wurde, wird ein Durchschnittfachmann erkennen, dass bestimmte Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung liegen. Aus diesem Grund sollten die nachfolgenden Ansprüche studiert werden, um den wirklichen Schutzumfang und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen.

Claims

Laserschweißverbindung, – mit einem ersten Bestandteilsabschnitt (12), welcher eine als konische Oberfläche ausgebildete erste Laserschweißfläche (28) festlegt und welcher eine erste konische Oberfläche (30) gegenüber der ersten Laserschweißfläche (28) umfasst, – mit einem zweiten Bestandteilsabschnitt (14), welcher eine als konische Oberfläche ausgebildete zweite Laserschweißfläche (58) festlegt und welcher eine zweite konische Oberfläche (60) gegenüber der zweiten Laserschweißfläche (58) umfasst, – wobei die erste und die zweite konische Oberfläche (30, 60) zusammen die erste und die zweite Laserschweißfläche (28, 58) bei einem vorbestimmten Druck in Stoßverbindung zwingen, – wobei ein Laserstrahlverbindungsbereich (16) ausgebildet wird, und – wobei ein Laserstrahl (92) auf den Laserstrahlverbindungsbereich (16) gerichtet wird, um den ersten und den zweiten Bestandteilsabschnitt (12, 14) dauerhaft aneinander zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, – dass die Wandstärke der zusammengefügten Bestandteilsabschnitte (12, 14) im Verbindungsbereich (16) gleich wie oder kleiner als die maximale Wandstärke eines der Bestandteilsabschnitte (12, 14) ist, – dass der erste Bauteilabschnitt (12) eine erste Verlängerung (22) mit einem ersten Abschnitt (24) und einem zweiten Abschnitt (26) aufweist, – dass die erste Laserschweißfläche (28) in einen ersten Vorsprung (32) übergeht, welcher sich von einem Ende (34) der konischen Oberfläche der ersten Laserschweißfläche (28) bis zu einer äußeren Oberfläche (36) des ersten Abschnitts (24) der ersten Verlängerung (22) ausdehnt, – dass die erste konische Verschlussfläche (30) in einen zweiten Vorsprung (38) übergeht, welcher sich von einem Ende (40) der ersten konischen Verschlussfläche (30) bis zu einer äußeren Oberfläche (42) des zweiten Abschnitts (26) der ersten Verlängerung (22) ausdehnt, – dass der zweite Bauteilabschnitt (14) eine zweite Verlängerung (52) mit einem ersten Abschnitt (54) und einem zweiten Abschnitt (56) aufweist, – dass die zweite Laserschweißfläche (58) in einen ersten Vorsprung (62) übergeht, welcher sich von einem Ende (64) der konischen Oberfläche der zweiten Laserschweißfläche (58) bis zu einer äußeren Oberfläche (66) des ersten Abschnitts (54) der zweiten Verlängerung (52) ausdehnt, – dass die zweite konische Verschlussfläche (60) in einen zweiten Vorsprung (68) übergeht, welcher sich von einem Ende (70) der zweiten konischen Verschlussfläche (60) bis zu einer äußeren Oberfläche (72) des zweiten Abschnitts (56) der zweiten Verlängerung (52) erstreckt, – dass zwischen dem ersten Vorsprung (32) des ersten Abschnitts (24) der ersten Verlängerung (22) und dem ersten Vorsprung (62) des ersten Abschnitts (54) der zweiten Verlängerung (52) eine Lücke (98) ausgebildet ist, während der zweite Vorsprung (38) am zweiten Abschnitt (26) der ersten Verlängerung (22) am zweiten Vorsprung (68) des zweiten Abschnitts (56) der zweiten Verlängerung (52) anliegt.
Laserschweißverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bestandteilsabschnitt einen oberen Mantel (12) für einen Bestandteil (10) einer Luftansaugung umfasst und der zweite Bestandteilsabschnitt einen unteren Mantel (14) für den Bestandteil (10) einer Luftansaugung umfasst, wobei der obere und der untere Mantel (12, 14) zusammen den Bestandteil (10) einer Luftansaugung ausbilden, welcher an einem Fahrzeugmotor (18) montierbar ist.
Laserschweißverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Druck wenigstens 1,31 × 10⁶ Pascal (190 psi) beträgt.
Laserschweißverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer des ersten und des zweiten Bestandteilsabschnitts (12, 14) ein lasertransparentes Material umfasst und der andere des ersten und des zweiten Bestandteils (12, 14) ein absorbierendes Material umfasst.
Laserschweißverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste oder die zweite konische Oberfläche (30, 60) einen Konuswinkel von wenigstens dreißig Grad festlegt.
Laserschweißverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite konische Schweißfläche (28, 58) Schweißkonuswinkel festlegen, welche verschieden voneinander sind, und wobei die erste und die zweite konische Oberfläche (30, 60) einen Konuswinkel festlegen, welcher wenigstens zweimal so groß wie die Schweißkonuswinkel für sowohl die erste als auch die zweite konische Schweißfläche (28, 58) ist.
Laserschweißverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel wenigstens sechsunddreißig Grad beträgt, wobei der Schweißkonuswinkel für die erste konische Schweißfläche (28) wenigstens vierzehn Grad beträgt und der Schweißkonuswinkel für die zweite konische Schweißfläche (58) wenigstens zwölf Grad beträgt.
Bestandteil eines Luftansaugaufbaus, umfassend: – einen ersten Mantel (12), welcher aus einem lasertransparenten Material gefertigt ist und welcher eine erste Laserschweißfläche (28) festlegt und welcher eine erste konische Verschlussfläche (30) gegenüber der ersten Laserschweißfläche (28) umfasst, – einen zweiten Mantel (14), welcher aus einem absorbierenden Material gefertigt ist und welcher eine zweite Laserschweißfläche (58) festlegt und welcher eine zweite konische Verschlussfläche (60) gegenüber der zweiten Laserschweißfläche (58) umfasst, und – einen Laserschweißverbindungsbereich (16), welcher an der ersten und der zweiten Laserschweißfläche (28, 58) ausgebildet ist, um den ersten Mantel (12) dauerhaft am zweiten Mantel (14) zu befestigen, wobei die erste und die zweite konische Verschlussfläche (30, 60) zusammen die erste und die zweite Laserschweißfläche (28, 58) bei einem vorbestimmten Druck während eines Laserschweißvorgangs in Stoßverbindung arretieren, dadurch gekennzeichnet, – dass die Wandstärke der zusammengefügten Bestandteilsabschnitte der Mäntel (12, 14) im Verbindungsbereich (16) gleich wie oder kleiner als die maximale Wandstärke eines der Mantel (12, 14) ist, – dass der erste Bauteilabschnitt (12) eine erste Verlängerung (22) mit einem ersten Abschnitt (24) und einem zweiten Abschnitt (26) aufweist, – dass die erste Laserschweißfläche (28) in einen ersten Vorsprung (32) übergeht, welcher sich von einem Ende (34) der konischen Oberfläche der ersten Laserschweißfläche (28) bis zu einer äußeren Oberfläche (36) des ersten Abschnitts (24) der ersten Verlängerung (22) ausdehnt, – dass die erste konische Verschlussfläche (30) in einen zweiten Vorsprung (38) übergeht, welcher sich von einem Ende (40) der ersten konischen Verschlussfläche (30) bis zu einer äußeren Oberfläche (42) des zweiten Abschnitts (26) der ersten Verlängerung (22) ausdehnt, – dass der zweite Bauteilabschnitt (14) eine zweite Verlängerung (52) mit einem ersten Abschnitt (54) und einem zweiten Abschnitt (56) aufweist, – dass die zweite Laserschweißfläche (58) in einen ersten Vorsprung (62) übergeht, welcher sich von einem Ende (64) der konischen Oberfläche der zweiten Laserschweißfläche (58) bis zu einer äußeren Oberfläche (66) des ersten Abschnitts (54) der zweiten Verlängerung (52) ausdehnt, – dass die zweite konische Verschlussfläche (60) in einen zweiten Vorsprung (68) übergeht, welcher sich von einem Ende (70) der zweiten konischen Verschlussfläche (60) bis zu einer äußeren Oberfläche (72) des zweiten Abschnitts (56) der zweiten Verlängerung (52) erstreckt, – dass zwischen dem ersten Vorsprung (32) des ersten Abschnitts (24) der ersten Verlängerung (22) und dem ersten Vorsprung (62) des ersten Abschnitts (54) der zweiten Verlängerung (52) eine Lücke (98) ausgebildet ist, während der zweite Vorsprung (38) am zweiten Abschnitt (26) der ersten Verlängerung (22) am zweiten Vorsprung (68) des zweiten Abschnitts (56) der zweiten Verlängerung (52) anliegt.
Bestandteil eines Luftansaugaufbaus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Druck wenigstens 1,31 × 10⁶ Pascal (190 psi) beträgt.
Bestandteil eines Luftansaugaufbaus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Laserschweißfläche eine erste konische Schweißfläche (28) umfasst, welche einen ersten Winkel festlegt, und wobei die zweite Laserschweißfläche eine zweite konische Oberfläche (58) umfasst, welche einen zweiten Winkel festlegt, welcher vom ersten Winkel verschieden ist.
Bestandteil eines Luftansaugaufbaus nach Anspruch 10, wobei ein Laserstrahl (92) im Allgemeinen senkrecht auf wenigstens die erste oder die zweite konische Schweißfläche (28, 58) angewandt wird.
Bestandteil eines Luftansaugaufbaus nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste oder die zweite konische Verschlussfläche (30, 60) einen Konuswinkel festlegt, welcher wenigstens zweimal so groß ist wie sowohl der erste als auch der zweite Winkel.
Verfahren zum Verbinden eines ersten Ansaugbestandteilsabschnitts (12) mit einem zweiten Ansaugbestandteilsabschnitt (14) bei einem Luftansaugsystem (10), die folgenden Schritte umfassend: (a) Ausbilden eines ersten Bestandteilsabschnitts (12) einer Luftansaugung (10) aus einem lasertransparenten Material, welches eine erste Laserschweißfläche (28) festlegt, und Ausbilden einer ersten konischen Oberfläche (30) auf dem ersten Bestandteilsabschnitt (12) einer Luftansaugung (10) gegenüber der ersten Laserschweißfläche (28), (b) Ausbilden eines zweiten Bestandteilsabschnitts (14) einer Luftansaugung (10) aus einem absorbierenden Material, welches eine zweite Laserschweißfläche (58) festlegt und Ausbilden einer zweiten konischen Oberfläche (60) auf dem zweiten Bestandteilsabschnitt (14) einer Luftansaugung (10) gegenüber der zweiten Laserschweißfläche (58), (c) Einrücken der ersten und der zweiten konischen Oberfläche (30, 60) um die erste und die zweite Laserschweißfläche (28, 58) bei einem vorbestimmten Druck in Stoßverbindung zu zwingen, und (d) Richten eines Laserstrahls (92) auf die erste und die zweite Laserschweißfläche (18, 58) um eine Laserschweißverbindung (16) auszubilden, welche den ersten Bestandteilsabschnitt (12) einer Luftansaugung (10) dauerhaft mit dem zweiten Bestandteilsabschnitt (14) einer Luftansaugung (10) verbindet. – wobei zusammengefügte Bestandteilsabschnitte (12, 14) hergestellt werden, die im Verbindungsbereich (16) eine Wandstärke gleich wie oder kleiner als die maximale Wandstärke eines der Bestandteilsabschnitt (12, 14) besitzen, – dass der erste Bauteilabschnitt (12) eine erste Verlängerung (22) mit einem ersten Abschnitt (24) und einem zweiten Abschnitt (26) aufweist, – dass die erste Laserschweißfläche (28) in einen ersten Vorsprung (32) übergeht, welcher sich von einem Ende (34) der konischen Oberfläche der ersten Laserschweißfläche (28) bis zu einer äußeren Oberfläche (36) des ersten Abschnitts (24) der ersten Verlängerung (22) ausdehnt, – dass die erste konische Verschlussfläche (30) in einen zweiten Vorsprung (38) übergeht, welcher sich von einem Ende (40) der ersten konischen Verschlussfläche (30) bis zu einer äußeren Oberfläche (42) des zweiten Abschnitts (26) der ersten Verlängerung (22) ausdehnt, – dass der zweite Bauteilabschnitt (14) eine zweite Verlängerung (52) mit einem ersten Abschnitt (54) und einem zweiten Abschnitt (56) aufweist, – dass die zweite Laserschweißfläche (58) in einen ersten Vorsprung (62) übergeht, welcher sich von einem Ende (64) der konischen Oberfläche der zweiten Laserschweißfläche (58) bis zu einer äußeren Oberfläche (66) des ersten Abschnitts (54) der zweiten Verlängerung (52) ausdehnt, – dass die zweite konische Verschlussfläche (60) in einen zweiten Vorsprung (68) übergeht, welcher sich von einem Ende (70) der zweiten konischen Verschlussfläche (60) bis zu einer äußeren Oberfläche (72) des zweiten Abschnitts (56) der zweiten Verlängerung (52) erstreckt, – dass zwischen dem ersten Vorsprung (32) des ersten Abschnitts (24) der ersten Verlängerung (22) und dem ersten Vorsprung (62) des ersten Abschnitts (54) der zweiten Verlängerung (52) eine Lücke (98) ausgebildet ist, während der zweite Vorsprung (38) am zweiten Abschnitt (26) der ersten Verlängerung (22) am zweiten Vorsprung (68) des zweiten Abschnitts (56) der zweiten Verlängerung (52) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 13, umfassend die Schritte des Ausbildens der ersten Laserschweißfläche mit einer ersten konischen Schweißfläche (28), welche einen ersten Winkel festlegt, und des Ausbildens der zweiten Laserschweißfläche (58), welche einen zweiten Winkel festlegt, welcher vom ersten Winkel verschieden ist.
Verfahren nach Anspruch 14, umfassend den Schritt des Ausbildens der ersten und der zweiten konischen Oberfläche (30, 60) mit einem Konuswinkel, welcher wenigstens zweimal so groß ist wie sowohl der erste als auch der zweite Winkel.
Verfahren nach Anspruch 15, umfassend die Schritte des Festlegens des Konuswinkels auf wenigstens sechsunddreißig Grad, des Festlegens des ersten Winkels auf wenigstens vierzehn Grad und des Festlegens des zweiten Winkels auf wenigstens zwölf Grad.
Verfahren nach Anspruch 14, umfassend den Schritt des Positionierens des Laserstrahls (92) im Allgemeinen senkrecht zu wenigstens dem ersten oder dem zweiten Winkel.