WO2018041707A1 - Verfahren und vorrichtung zum fügen einer lichtscheibe mit einem gehäuse einer beleuchtungseinrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum fügen einer lichtscheibe mit einem gehäuse einer beleuchtungseinrichtung für ein kraftfahrzeug Download PDF

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    • B29L2031/747—Lightning equipment

Definitions

  • the present invention relates to a method for joining a lens with a housing of a lighting device for a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to an apparatus for performing a corresponding method.
  • a relative welding method For joining and thus a cohesive connection of a lens to a housing of a lighting device for a motor vehicle, it is known, for example, to use a relative welding method.
  • the lens is lowered so far in the direction of the housing or raised the housing until the welding area of the lens forming welding contour of the lens touches on the joining region of the housing forming welding contour of the housing.
  • the initial value determined by the path measuring system of the machine is stored by a control unit for the subsequent joining process. This ensures that a uniform welding depth between the lens and the housing is achieved with each lighting device to be produced.
  • the method for achieving the object according to the invention comprises the following steps:
  • the inventive method is characterized in that by correcting the travel of the lens by measuring at least one attachment means arranged on the housing during the joining process individually for each manufactured illumination device, a predetermined, defined distance between the top of the lens and the reference surface of the fastener and thus a defined, consistent total height of the joined lighting device can be achieved.
  • the fastening means is designed, for example, as a screw-on dome, wherein the reference surface moreover forms, for example, an end face or end face of the screw-on dome.
  • Both tolerances in the fastener due to different lengths, for example, the Anschraubdome and thus its end faces and tolerances due to dimensional variations in the housing made of plastic and the lens made of plastic can be compensated.
  • When installing such fitted lighting devices in the body of a motor vehicle can be ensured that they always lie flush against the outer skin of the motor vehicle and there can be no fluctuations in the position of the built-in lighting device relative to the outer skin of the motor vehicle.
  • the dimensional accuracy when installing a lighting device in a motor vehicle can be significantly increased.
  • the device according to the invention for joining comprises in the context of the invention any device which serves to arrange a lens to a housing of a lighting device, wherein the joining comprises a positioning of the lens.
  • joining is understood to mean any form of arrangement, positioning and / or alignment with or without a fastening or cohesive, frictional or frictional connection between the joining partners.
  • the joining device does not necessarily have to be be designed to bind the two joining partners. Consequently, in the present case a joining can also be understood to mean a process which is directed essentially or exclusively to a positioning of the joining partners with respect to one another.
  • the housing is preferably positioned in the receiving device in such a way that the at least one fastening means and thus the abutment region with its reference surface are directed towards an inner surface of the receiving device in the joining direction.
  • a defined position of the fastening means and thus the reference surface can be achieved relative to the receiving device, whereby the determination of the position of the at least one fastening means and thus the reference surface relative to the receiving device can be facilitated.
  • the position of the at least one fastening means and thus the reference surface can preferably be determined by determining a distance between the reference surface of the at least one fastening means and the inner surface of the receiving device.
  • the inner surface of the receiving device can then form a kind of firmly defined zero line, which can serve as a basis for determining the travel path of the lens and for determining the correction value.
  • the reference surface of the fastening means forms the surface with which the illumination device adjoins a receptacle in the vehicle for defined installation or rests an installation height in a determinative manner.
  • the reference surface does not necessarily have to form the end face or the end face of the entire Anschraubdomes and may for example be formed by a collar or the like of a freely configurable fastener, so for example, a mounting hole in the housing.
  • the determination of the position of the at least one fastening means or the contact surface can preferably be effected by means of a sensor element, which is designed as a distance measuring element.
  • the sensor element can preferably be arranged in the receiving device, in particular on the inner surface of the receiving device, so that the sensor element can be arranged opposite the at least one fastening means and thus the reference surface, whereby the Determining the position of the fastener and thus the reference surface can be done without disturbing effects.
  • the determined correction value is preferably transmitted to a control unit of the welding device, which controls the travel of the lens or housing. Within the control unit, the correction value can then be taken into account directly in order to be able to control the absolute travel of the lens in the direction of the housing in an optimal and defined manner during the joining process.
  • a control unit of the welding device which controls the travel of the lens or housing.
  • the correction value can then be taken into account directly in order to be able to control the absolute travel of the lens in the direction of the housing in an optimal and defined manner during the joining process.
  • the lens to the housing Upon reaching the defined target height of the welding process for welding the lens to the housing is preferably stopped immediately. This can ensure that all lighting devices to be joined always reach the constant desired height and do not deviate from it. This allows a particularly high process reliability can be achieved.
  • the welding can be done for example by means of a simultaneous Abschmelzvons.
  • a simultaneous melting process By means of the simultaneous melting process, a firm joining or welding connection between the lens and the housing can be formed in a short time.
  • the position of the two or more fastening means arranged on the underside of the housing can be determined, in which case an average value can be determined from the determined positions of the fastening means or their reference surfaces and the correction value can then be determined on the basis of the mean value, by means of which the travel path of the lens or of the housing can be corrected.
  • all fastening points formed on the housing in the form of the fastening means for attaching the lighting processing device are taken equally into account in the motor vehicle, whereby the dimensional capability can be further improved.
  • the object of the invention is further achieved by means of a welding device for carrying out a method as described above, having a receptacle for receiving and positioning the housing, a holding device for holding and moving the lens, and welding allowance for welding the lens to the housing , wherein the receiving device comprises a sensor element, by means of which the position of the at least one fastening means of the housing relative to the receiving device can be determined so that a correction value can be determined on the basis of the determined position and the lens is 29ikbar during welding to the housing along a travel, wherein the length of the travel path can be corrected by means of the correction value such that, in a welded state of the lens with the housing, a defined desired height of the illumination device is measured by the referee nz Structure of at least one fastening means is reached up to a side remote from the housing top of the lens.
  • the sensor element is preferably positioned on an inner surface of the receiving device.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a welding device for joining a
  • Fig. 2 is a schematic representation of the welding apparatus shown in Fig. 1 at the completion of the joining method according to the invention.
  • 1 shows a welding apparatus 100, by means of which a lens L formed from a plastic material can be materially bonded to a housing G of a lighting device formed from a plastic.
  • the lens L is arranged on a holding device 10, wherein by means of the holding device 10, the lens L down in the direction of the housing G is movable or lowered.
  • the housing G is positioned in a receiving device 1 1, which in turn is fixed in position with a base plate 12 is connected.
  • the receiving device 1 1 has one of a bottom plate 13 of the receiving device 1 1 upwardly projecting receiving collar 14 on which the housing G with its edge region R G , which also forms the joining region of the housing G, can rest. In cross section, the receiving device 1 1 thus has a U-shape.
  • the receiving collar 14 forms a support surface for the joining region of the housing G, in order to be able to absorb the forces acting on the joining region forming the edge region R G of the housing G during joining.
  • the housing G is placed on the receiving collar 14 in such a way that the bottom B G of the housing G is arranged freely suspended in the receiving device 1 1.
  • the bottom UG of the housing G which forms the bottom U G of the bottom B G of the housing G, is thus spaced from an inner surface 15 of the receiving device 1 1 is arranged.
  • a plurality of fastening means A are arranged in the form of Anschraubdomen in the embodiment shown here, which protrude from the bottom UG.
  • the fastening means A are used to attach the housing G and thus the finished joined lighting device B in the motor vehicle, in particular on the body of the motor vehicle, by the fastening means A
  • the fastening means A are also made of plastic and are formed in the molding of the housing G by injection molding.
  • the fastening means A After positioning of the housing G in the receiving device 1 1 is the position of one or more before the actual welding process the fastening means A relative to the receiving device 1 1 determined. In this case, the lens L is still positioned at a distance from the housing G, as can be seen in Fig. 1. The determination of the position of one or more of the fastening means A takes place by means of a sensor element 16.
  • the housing G is positioned in the receiving device 1 1 such that the fastening means A are directed with their reference surface S A to the inner surface 15 of the receiving device 1 1.
  • the position of one or more of the fastening means A is determined by means of the sensor element 16 by determining a distance between the reference surface SA of one or more of the fastening means A and the inner surface 15 of the receiving device 11.
  • a correction value ⁇ is determined.
  • This determined correction value ⁇ is transmitted to a control unit of the welding apparatus 100, which controls the movement and thus the travel of the lens L.
  • the resulting length of the travel path x res results from a basic travel path xo and the correction value ⁇ :
  • control unit By means of the control unit now takes place a process of the lens L in the direction of the housing G along the previously determined resulting travel x res and thereby performed welding the lens L to the housing G, as soon as through the edge region R L of the lens L on the edge region R. G of the housing G comes to rest.
  • the welding takes place for example by means of a friction welding process.
  • a defined target height H of the illumination device B measured from the reference surface SA of one or more of the attachment means A to a side facing away from the housing G top O L the lens L is reached.
  • All such manufactured or joined lighting devices B have such an equally large desired height H, so that it can be ensured that when installing the lighting devices B in the body of a motor vehicle they always flush with the outer skin of the motor vehicle.
  • the edge region RL of the lens L in the edge region R G of the housing G may have a different value for each lighting device B, so that the tolerances of the plastic lens L and the housing G can be compensated by the different indentation depths t, without the dimensions, in particular the desired height H of the finished joined lighting devices B changes.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Fügen einer Lichtscheibe (L) mit ei- nem Gehäuse (G) einer Beleuchtungseinrichtung (B) für ein Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte: - Positionieren des Gehäuses (G) in einer Aufnahmeeinrichtung (11) einer Schweiß- vorrichtung (100), welches Gehäuses (G) an seiner Unterseite (UG) mindestens ein Befestigungsmittel (A) zum Befestigen der Beleuchtungseinrichtung (B) in dem Kraftfahrzeug aufweist,, - Ermitteln der Position des mindestens einen Befestigungsmittels (A) relativ zu der Aufnahmeeinrichtung (11), - Ermitteln eines Korrekturwertes (Δx) anhand der ermittelten Position des mindes- tens einen Befestigungsmittels (A), und - Verfahren der in einer Halteeinrichtung (10) der Schweißvorrichtung (100) gehalte- nen Lichtscheibe (L) in Richtung des Gehäuses (G) entlang eines Verfahrweges (Xres) und Verschweißen der Lichtscheibe (L) mit dem Gehäuse (G) mittels Schweißmitteln, wobei die Länge des Verfahrweges (Xres) mittels des Korrekturwer- tes (Δx) derart korrigiert wird, dass in einem verschweißten Zustand der Licht- scheibe (L) mit dem Gehäuse (G) eine definierte Soll-Höhe (H) der Beleuchtungs- einrichtung (B) gemessen von der Referenzfläche (SA) des mindestens einen Be- festigungsmittels (A) bis zu einer von dem Gehäuse (G) abgewandten Oberseite (OL) der Lichtscheibe (L) erreicht wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Fügen einer Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen einer Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines entsprechenden Verfahrens.
Zum Fügen und damit einem stoffschlüssigen Verbinden einer Lichtscheibe an einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist es beispielsweise bekannt, ein Relativschweißverfahren einzusetzen. Hierbei wird die Lichtscheibe derart weit in Richtung des Gehäuses abgesenkt oder das Gehäuse angehoben, bis die den Fügebereich der Lichtscheibe ausbildende Schweißkontur der Lichtscheibe auf der den Fügebereich des Gehäuses ausbildenden Schweißkontur des Gehäuses aufsetzt. Der durch das Wegmesssystem der Maschine ermittelte Anfangswert wird von einer Steuereinheit für den anschließenden Fügeprozess gespeichert. Dadurch wird erreicht, dass bei jeder herzustellenden Beleuchtungseinrichtung eine einheitliche Schweißtiefe zwischen der Lichtscheibe und dem Gehäuse erreicht wird. Jedoch können dabei keine Toleranzen, insbesondere zwischen der von dem Gehäuse abgewandten Oberseite der Lichtscheibe und dem an einer Unterseite des Gehäuses angeordneten Befestigungsmittel zum Befestigen der Beleuchtungseinrichtung an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges ausgeglichen werden, da das Befestigungsmittel und das Gehäuse zum Anschrauben der Beleuchtungseinrichtung am Fahrzeug toleranzbehaftet und daher verschieden lang ausgebildet sein können. Dies hat zur Folge, dass die in ein Fahrzeug eingebauten Beleuchtungseinrichtungen unterschiedlich weit aus der Außenhaut des Fahrzeugs hervorstehen oder zurückstehen können und damit eine herstellerseitig geforderte Maßhaltigkeit nicht eingehalten werden kann.
Weiter ist es bekannt, ein Absolutschweißverfahren zum stoffschlüssigen Fügen einer Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug einzusetzen. Bei einem derartigen Absolutschweißverfahren wird die Lichtscheibe oh- ne Berücksichtigung der Toleranzen der Schweißkontur der Lichtscheibe und der Toleranzen des Gehäuses immer um den gleichen Verfahrweg nach unten in Richtung des Gehäuses oder Gehäuse in Richtung Lichtscheibe bewegt. Dadurch kann zwar erreicht werden, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe mit dem Auflagerand des Gehäuses zur Auflage in der Aufnahmeeinrichtung die Oberseite der Lichtscheibe immer eine konstante, bekannte Höhe über der Schweißkontur und damit des Randbereiches des Gehäuses aufweist, allerdings hat auch dies zur Folge, dass die in ein Fahrzeug eingebauten Beleuchtungseinrichtungen unterschiedlich weit von der Außenhaut des Fahrzeugs hervorstehen oder zurückstehen können und damit eine hohe Maßhaltigkeit nicht erreicht werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchem die Maßhaltigkeit einer Beleuchtungseinrichtung verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das Verfahren zum Lösen der erfindungsgemäßen Aufgabe umfasst die folgenden Schritte:
- Positionieren des Gehäuses in einer Aufnahmeeinrichtung einer Schweißvorrichtung, welches Gehäuse an seiner Unterseite mindestens ein Befestigungsmittel zum Befestigen der Beleuchtungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug aufweist,
- Ermitteln der Position des mindestens einen Befestigungsmittels relativ zu der Aufnahmeeinrichtung,
- Ermitteln eines Korrekturwertes anhand der ermittelten Position des mindestens einen Befestigungsmittels, und
- Verfahren der in einer Halteeinrichtung der Schweißvorrichtung gehaltenen Lichtscheibe in Richtung des Gehäuses entlang eines Verfahrweges und Verschweißen der Lichtscheibe mit dem Gehäuse mittels Schweißmitteln, wobei die Länge des Verfahrweges mittels des Korrekturwertes derart korrigiert wird, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe mit dem Gehäuse eine definierte Soll-Höhe der Beleuchtungseinrichtung gemessen von der Referenzfläche des mindestens einen Befestigungsmittels bis zu einer von dem Gehäuse abgewandten Oberseite der Lichtscheibe erzeugt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass durch eine Korrektur des Verfahrweges der Lichtscheibe anhand einer Vermessung mindestens eines an dem Gehäuse angeordneten Befestigungsmittels während des Fügevorgangs einzeln für jede hergestellte Beleuchtungseinrichtung ein vorher festgelegter, definierter Abstand zwischen der Oberseite der Lichtscheibe und der Referenzfläche des Befestigungsmittels und damit eine definierte, gleichbleibende Gesamthöhe der gefügten Beleuchtungseinrichtung erreicht werden kann. Das Befestigungsmittel ist dabei beispielsweise als Anschraubdom ausgebildet, wobei die Referenzfläche überdies beispielsweise eine Stirnfläche oder Endfläche des Anschraubdomes bildet.
Sowohl Toleranzen bei dem Befestigungsmittel aufgrund unterschiedlicher Längen beispielsweise der Anschraubdome und damit dessen Stirnflächen als auch Toleranzen aufgrund von maßlichen Abweichungen bei dem aus Kunststoff hergestellten Gehäuse und der aus Kunststoff hergestellten Lichtscheibe können dadurch ausgeglichen werden. Beim Einbau derartig gefügter Beleuchtungseinrichtungen in die Karosserie eines Kraftfahrzeuges kann sichergestellt werden, dass diese immer bündig an der Außenhaut des Kraftfahrzeuges anliegen und es zu keinen Schwankungen bei der Position der eingebauten Beleuchtungseinrichtung relativ zu der Außenhaut des Kraftfahrzeuges kommen kann. Die maßliche Genauigkeit beim Einbau einer Beleuchtungseinrichtung in ein Kraftfahrzeug kann dadurch wesentlich erhöht werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fügen umfasst dabei im Sinne der Erfindung jede Vorrichtung, die zur Anordnung einer Lichtscheibe an ein Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung dient, wobei das Fügen eine Positionierung der Lichtscheibe umfasst. Unter dem Begriff des Fügens wird dabei jede Form einer Anordnung, Positionierung und/oder Ausrichtung mit einer oder ohne eine Befestigung oder stoffschlüssige, kraftschlüssige oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Fügepartnern verstanden. Damit muss die Fügevorrichtung nicht zwingend zum stoffschlüssigen Ver- binden der beiden Fügepartner ausgelegt sein. Folglich kann vorliegend unter einem Fügen auch ein Vorgang verstanden werden, der im Wesentlichen oder ausschließlich auf eine Positionierung der Fügepartner zueinander gerichtet ist.
Das Gehäuse wird dabei vorzugsweise derart in der Aufnahmeeinrichtung positioniert, dass das mindestens eine Befestigungsmittel und damit der Anlagebereich mit seiner Referenzfläche zu einer Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung in Fügerichtung gerichtet ist. Hierdurch kann eine definierte Lage des Befestigungsmittels und damit der Referenzfläche relativ zu der Aufnahmeeinrichtung erreicht werden, wodurch das Ermitteln der Position des mindestens einen Befestigungsmittels und damit der Referenzfläche relativ zu der Aufnahmeeinrichtung erleichtert werden kann.
Die Position des mindestens einen Befestigungsmittels und damit der Referenzfläche kann bevorzugt durch Ermitteln eines Abstandes zwischen der Referenzfläche des mindestens einen Befestigungsmittels und der Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung bestimmt werden. Die Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung kann dann eine Art fest definierte Nulllinie ausbilden, welche als Basis zur Festlegung des Verfahrweges der Lichtscheibe und zur Bestimmung des Korrekturwertes dienen kann. Die Referenzfläche des Befestigungsmittels bildet dabei diejenige Fläche, mit der die Beleuchtungseinrichtung an eine Aufnahme im Fahrzeug zum definierten Einbau angrenzt bzw. eine Einbauhöhe bestimmend aufliegt. Die Referenzfläche muss folglich nicht zwingend die Stirnfläche oder die Endfläche des gesamten Anschraubdomes bilden und kann beispielsweise auch durch einen Kragen oder dergleichen eines frei gestaltbaren Befestigungsmittels gebildet sein, also beispielsweise auch eines Befestigungsloches im Gehäuse.
Das Bestimmen der Position des mindestens einen Befestigungsmittels oder der Anlagefläche kann vorzugsweise mittels eines Sensorelements erfolgen, welches als ein Abstandsmesselement ausgebildet ist. Das Sensorelement kann bevorzugt in der Aufnahmeeinrichtung, insbesondere an der Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung angeordnet sein, so dass das Sensorelement dem mindestens einen Befestigungsmittel und damit der Referenzfläche gegenüberliegend angeordnet sein kann, wodurch das Bestimmen der Position des Befestigungsmittels und damit der Referenzfläche ohne Störeffekte erfolgen kann.
Der ermittelte Korrekturwert wird vorzugsweise an eine Steuereinheit der Schweißvorrichtung übertragen, welche den Verfahrweg der Lichtscheibe oder Gehäuse steuert. Innerhalb der Steuereinheit kann dann der Korrekturwert unmittelbar berücksichtigt werden, um den Absolutverfahrweg der Lichtscheibe in Richtung des Gehäuses beim Fügevorgang optimal und definiert steuern zu können. Somit handelt es ich nicht um einen festgelegten Absolutweg sondern um einen Differenzweg, der für jeden einzelnen Fügeprozess korrigiert wird und das Verfahren kann daher als ein Differenzwegschweißen bezeichnet werden.
Bei Erreichen der definierten Soll-Höhe wird der Schweißvorgang zum Verschweißen der Lichtscheibe mit dem Gehäuse vorzugsweise unmittelbar abgebrochen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass alle zu fügenden Beleuchtungseinrichtungen immer die konstante Soll-Höhe erreichen und nicht davon abweichen. Damit kann eine besonders hohe Prozesssicherheit erreicht werden.
Das Verschweißen kann beispielsweise mittels eines simultanen Abschmelzverfahrens erfolgen. Mittels des simultanen Abschmelzverfahrens kann in kurzer Zeit eine feste Füge- bzw. Schweißverbindung zwischen der Lichtscheibe und dem Gehäuse ausgebildet werden.
Sind an der Unterseite des Gehäuses zwei oder mehr Befestigungsmittel und somit Referenzflächen angeordnet, kann die Position der zwei oder mehr an der Unterseite des Gehäuses angeordneten Befestigungsmittel ermittelt werden, wobei dann ein Mittelwert aus den ermittelten Positionen der Befestigungsmittel bzw. dessen Referenzflächen bestimmt werden kann und anhand des Mittelwertes dann der Korrekturwert ermittelt werden kann, mittels welchem der Verfahrweg der Lichtscheibe oder des Gehäuses korrigiert werden kann. Hierdurch können alle an dem Gehäuse ausgebildeten Befestigungspunkte in Form der Befestigungsmittel zum Befestigen der Beleuch- tungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug gleichermaßen berücksichtigt werden, wodurch die maßliche Fähigkeit weiter verbessert werden kann.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt ferner mittels einer Schweißvorrichtung zum Durchführen eines wie vorstehend beschriebenen, aus- und weitergebildeten Verfahrens mit einer Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen und Positionieren des Gehäuses, einer Halteeinrichtung zum Halten und Verfahren der Lichtscheibe, und Schweißzugabe zum Verschweißen der Lichtscheibe mit dem Gehäuse, wobei die Aufnahmeeinrichtung ein Sensorelement aufweist, mittels welchem die Position des mindestens einen Befestigungsmittels des Gehäuses relativ zu der Aufnahmeeinrichtung ermittelbar ist, so dass anhand der ermittelten Position ein Korrekturwert bestimmbar ist und die Lichtscheibe beim Verschweißen mit dem Gehäuse entlang eines Verfahrweges verfahbar ist, wobei die Länge des Verfahrweges mittels des Korrekturwertes derart korrigierbar ist, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe mit dem Gehäuse eine definierte Soll-Höhe der Beleuchtungseinrichtung gemessen von der Referenzfläche des mindestens einen Befestigungsmittels bis zu einer von dem Gehäuse abgewandten Oberseite der Lichtscheibe erreicht ist.
Das Sensorelement ist dabei bevorzugt an einer Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung positioniert.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schweißvorrichtung zum Fügen einer
Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung bei einem Start eines Fügeverfahrens gemäß der Erfindung, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Schweißvorrichtung bei Beendigung des Fügeverfahrens gemäß der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine Schweißvorhchtung 100, mittels welcher eine aus einem Kunststoff ausgebildete Lichtscheibe L mit einem aus einem Kunststoff ausgebildeten Gehäuse G einer Beleuchtungseinrichtung stoffschlüssig verbunden werden kann.
Die Lichtscheibe L ist dabei an einer Halteeinrichtung 10 angeordnet, wobei mittels der Halteeinrichtung 10 die Lichtscheibe L nach unten in Richtung des Gehäuses G verfahrbar bzw. absenkbar ist.
Das Gehäuse G ist in einer Aufnahmeeinrichtung 1 1 positioniert, welche wiederum lagefixiert mit einer Grundplatte 12 verbunden ist. Die Aufnahmeeinrichtung 1 1 weist einen von einer Bodenplatte 13 der Aufnahmeeinrichtung 1 1 nach oben ragenden Aufnahmekragen 14 auf, auf welchem das Gehäuse G mit seinem Randbereich RG, welcher auch den Fügebereich des Gehäuses G ausbildet, aufliegen kann. Im Querschnitt weist die Aufnahmeeinrichtung 1 1 damit eine U-Form auf. Der Aufnahmekragen 14 bildet eine Abstützfläche für den Fügebereich des Gehäuses G, um die beim Fügen auf den den Fügebereich ausbildenden Randbereich RG des Gehäuses G wirkenden Kräfte aufnehmen zu können. Das Gehäuse G liegt dabei derart auf dem Aufnahmekragen 14 auf, dass der Boden BG des Gehäuses G frei schwebend in der Aufnahmeeinrichtung 1 1 angeordnet ist. Die Unterseite UG des Gehäuses G, welche die Unterseite UG des Bodens BG des Gehäuses G ausbildet, ist damit beabstandet zu einer Innenfläche 15 der Aufnahmeeinrichtung 1 1 angeordnet. An der Unterseite UG des Gehäuses G sind bei der hier gezeigten Ausgestaltung mehrere Befestigungsmittel A in Form von Anschraubdomen angeordnet, welche von der Unterseite UG hervorstehen. Die Befestigungsmittel A dienen dazu, das Gehäuse G und damit die fertig gefügte Beleuchtungseinrichtung B in dem Kraftfahrzeug, insbesondere an der Karosserie des Kraftfahrzeugs, zu befestigen, indem durch die Befestigungsmittel A
Schrauben hindurchgeführt werden. Die Befestigungsmittel A sind ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet und werden bei der Formung des Gehäuses G mit im Spritzgussverfahren ausgebildet.
Nach dem Positionieren des Gehäuses G in der Aufnahmeeinrichtung 1 1 wird vor Beginn des eigentlichen Schweißvorgangs zunächst die Position eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A relativ zu der Aufnahmeeinrichtung 1 1 ermittelt. Dabei ist die Lichtscheibe L noch beabstandet zu dem Gehäuse G positioniert, wie in Fig. 1 zu erkennen ist. Die Ermittlung der Position eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A erfolgt mittels eines Sensorelements16.
Das Gehäuse G ist in der Aufnahmeeinrichtung 1 1 derart positioniert, dass die Befestigungsmittel A mit ihrer Referenzfläche SA zu der Innenfläche 15 der Aufnahmeeinrichtung 1 1 gerichtet sind. Das Bestimmen der Position eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A erfolgt mittels des Sensorelements 16 durch Ermitteln eines Ab- standes zwischen der Referenzfläche SA eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A und der Innenfläche 15 der Aufnahmeeinrichtung 1 1 .
Aus der ermittelten Position eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A, wobei die Referenzflächen SA der Befestigungsmittel A jeweils als Bezugspunkt dienen, wird ein Korrekturwert Δχ ermittelt. Dieser ermittelte Korrekturwert Δχ wird an eine Steuereinheit der Schweißvorrichtung 100 übertragen, welche die Verfahrbewegung und damit den Verfahrweg der Lichtscheibe L steuert. Die daraus resultierende Länge des Ver- fahrweges xres ergibt sich aus einem Basisverfahrweg xo und dem Korrekturwert Δχ:
Xres = X0 ± ΔΧ.
Mittels der Steuereinheit erfolgt nun ein Verfahren der Lichtscheibe L in Richtung des Gehäuses G entlang des vorher ermittelten resultierenden Verfahrweges xres und einem dabei durchgeführten Verschweißens der Lichtscheibe L mit dem Gehäuse G, sobald der durch den Randbereich RL der Lichtscheibe L auf dem Randbereich RG des Gehäuses G zum Aufliegen kommt. Das Verschweißen erfolgt beispielsweise mittels eines Reibschweißverfahrens.
Durch die Verfahrbewegung der Lichtscheibe L über die vorher bestimmte Länge des Verfahrweges xres wird erreicht, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe L mit dem Gehäuse G, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, eine definierte Soll-Höhe H der Beleuchtungseinrichtung B gemessen von der Referenzfläche SA eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A bis zu einer von dem Gehäuse G abgewandten Oberseite OL der Lichtscheibe L erreicht wird. Alle derartig gefertigte bzw. gefügte Beleuchtungseinrichtungen B weisen eine derartige gleich große Soll-Höhe H auf, so dass gewährleistet werden kann, dass beim Einbau der Beleuchtungseinrichtungen B in die Karosserie eines Kraftfahrzeuges diese immer bündig an der Außenhaut des Kraftfahrzeuges anschließen.
Die beim Schweißvorgang entstehende Eindrücktiefe t, auch Abschweißtiefe genannt, des Randbereichs RL der Lichtscheibe L in den Randbereich RG des Gehäuses G kann dabei bei jeder Beleuchtungseinrichtung B einen anderen Wert aufweisen, so dass die Toleranzen der aus Kunststoff hergestellten Lichtscheibe L und des Gehäuses G über die unterschiedlichen Eindrücktiefen t kompensiert werden können, ohne dass sich die Abmaße, insbesondere die Soll-Höhe H der fertig gefügten Beleuchtungseinrichtungen B ändert.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste
100 Schweißvorrichtung
10 Halteeinrichtung
1 1 Aufnahmeeinrichtung
12 Grundplatte
13 Bodenplatte
14 Aufnahmekragen
15 Innenfläche
16 Sensorelement
G Gehäuse
RG Randbereich des Gehäuses
UG Unterseite des Gehäuses
BG Boden des Gehäuses
L Lichtscheibe
RL Randbereich der Lichtscheibe
OL Oberseite der Lichtscheibe
A Befestigungsmittel
SA Referenzfläche des Befestigungsmittels
B Beleuchtungseinrichtung
H Soll-Höhe
t Eindrücktiefe
Xo Basisverfahrweg
Δχ Korrekturwert
Xres Resultierender Verfahrweg

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Fügen einer Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug Patentansprüche
1 . Verfahren zum Fügen einer Lichtscheibe (L) mit einem Gehäuse (G) einer
Beleuchtungseinrichtung (B) für ein Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte:
- Positionieren des Gehäuses (G) in einer Aufnahmeeinrichtung (1 1 ) einer Schweißvorrichtung (100), welches Gehäuse (G) an seiner Unterseite (UG) mindestens ein Befestigungsmittel (A) zum Befestigen der Beleuchtungseinrichtung (B) in dem Kraftfahrzeug aufweist,
- Ermitteln der Position des mindestens einen Befestigungsmittels (A) relativ zu der Aufnahmeeinrichtung (1 1 ),
- Ermitteln eines Korrekturwertes (Δχ) anhand der ermittelten Position des mindestens einen Befestigungsmittels (A), und
- Verfahren der in einer Halteeinrichtung (10) der Schweißvorrichtung (100) gehaltenen Lichtscheibe (L) in Richtung des Gehäuses (G) entlang eines Verfahrweges (xres) und Verschweißen der Lichtscheibe (L) mit dem Gehäuse (G) mittels Schweißmitteln, wobei die Länge des Verfahrweges (xres) mittels des Korrekturwertes (Δχ) derart korrigiert wird, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe (L) mit dem Gehäuse (G) eine definierte Soll-Höhe (H) der Beleuchtungseinrichtung (B) gemessen von einer Referenzfläche (SA) des mindestens einen Befestigungsmittels (A) bis zu einer von dem Gehäuse (G) abgewandten Oberseite (OL) der Lichtscheibe (L) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse
(G) derart in der Aufnahmeeinrichtung (1 1 ) positioniert wird, dass das mindestens eine Befestigungsmittel (A) mit seiner Referenzfläche (SA) ZU einer Innenfläche (15) der Aufnahmeeinrichtung (1 1 ) gerichtet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des mindestens einen Befestigungsmittels (A) durch Ermitteln eines Abstan- des zwischen der Referenzfläche (SA) des mindestens einen Befestigungsmittels (A) und der Innenfläche (15) der Aufnahmeeinrichtung (1 1 ) bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ermitteln der Position des mindestens einen Befestigungsmittels (A) mittels eines Sensorelements (16) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der ermittelte Korrekturwert (Δχ) an eine Steuereinheit der Schweißvorrichtung (100) übertragen wird, welche den Verfahrweg (xres) der Lichtscheibe (L) oder den Verfahrweg des Gehäuses steuert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Schweißvorgang zum Verschweißen der Lichtscheibe (L) mit dem Gehäuse (G) bei Erreichen der definierten Soll-Höhe (H) beendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschweißen mittels eines simultanen Abschmelzverfahrens erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Position von zwei oder mehr an der Unterseite (UG) des Gehäuses (G) angeordneten Befestigungsmittel (A) ermittelt wird, wobei ein Mittelwert aus den ermittelten Höhenpositionen der Referenzfläche (SA) bestimmt wird und anhand des Mittelwertes der Korrekturwert (Δχ) ermittelt wird.
9. Schweißvorrichtung (100) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit
einer Aufnahmeeinrichtung (1 1 ) zum Aufnehmen und Positionieren des Gehäuses (G), einer Halteeinrichtung (10) zum Halten und Verfahren der Lichtscheibe (L), und
Schweißmitteln zum Verschweißen der Lichtscheibe (L) mit dem Gehäuse (G),
wobei die Aufnahmeeinrichtung (1 1 ) ein Sensorelement (16) aufweist, mittels welchem die Position des mindestens einen Befestigungsmittels (A) des Gehäuses (G) relativ zu der Aufnahmeeinrichtung (1 1 ) ermittelbar ist, so dass anhand der ermittelten Position ein Korrekturwert (Δχ) bestimmbar ist und die Lichtscheibe (L) beim Verschweißen mit dem Gehäuse (G) entlang eines Verfahrweges (xres) verfahrbar ist, wobei die Länge des Verfahrweges (xres) mittels des Korrekturwertes (Δχ) derart korrigierbar ist, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe (L) mit dem Gehäuse (G) eine definierte Soll-Höhe (H) der Beleuchtungseinrichtung (B) gemessen von der Referenzfläche (SA) des mindestens einen Befestigungsmittels (A) bis zu einer von dem Gehäuse (G) abgewandten Oberseite (OL) der Lichtscheibe (L) erzeugbar ist.
Schweißvorrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (16) an einer Innenfläche (15) bevorzugt am Referenzpunktsystem in Fügerichtung der Aufnahmeeinrichtung (1 1 ) angeordnet ist.
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