WO2018138035A1

WO2018138035A1 - Ausgestaltung einer fügestelle zur ausführung eines laserstrahlschweissens von zwei bauteilen aus kunststoff

Info

Publication number: WO2018138035A1
Application number: PCT/EP2018/051399
Authority: WO
Inventors: Georg Fiegler
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2019-07-24
Also published as: DE102017101268A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ausgestaltung einer Fügestelle zur Ausführung eines Laserstrahlschweißens von zwei Bauteilen (10, 11) aus Kunststoff, insbesondere zur Herstellung eines KFZ-Schlüsslkontainers (1), wobei ein Bauteil (10) transparent und ein Bauteil (11) absorbierend ausgebildet ist, sodass mittels einem Durchstrahlen einer Laserstrahlung (12) durch einen Bereich des transparenten Bauteils (10) und mittels einer Absorption in einem gegenüberliegenden Bereich des absorbierenden Bauteils (11) in einem innenliegenden Bereich (13) eine Schweißnaht erzeugbar ist, wenn die Bauteile (10, 11) aufeinander angeordnet sind, und wobei die Bauteile (10, 11) für das Ausführen des Laserstrahlschweißens in ihrer Anordnung aufeinander mit einer Fügekraft (FN) aus einer Fügerichtung (R) beaufschlagt werden. Erfindungsgemäß ist der innenliegende Bereich (13) zwischen den Bauteilen (10, 11) zur Ausbildung der Schweißnaht wenigstens abschnittsweise durch eine Rippe (14) mit einer zur Fügerichtung (R) geneigten Kontaktfläche (15) gebildet.

Description

AUSGESTALTUNG EINER FUGESTELLE ZUR AUSFUHRUNG EINES

LASERSTRAHLSCHWEISSENS VON ZWEI BAUTEILEN AUS KUNSTSTOFF

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgestaltung einer Fügestelle zur Ausführung eines Laserstrahlschweißens von zwei Bauteilen aus Kunststoff sowie ein Verfahren zum Laserstrahlschweißen der Bauteile, insbesondere zur Herstellung eines KFZ- Schlüsselkontainers, wobei ein Bauteil transparent und ein Bauteil absorbierend ausgebildet ist, sodass mittels einem Durchstrahlen einer Laserstrahlung durch einen Bereich des transparenten Bauteils und mittels einer Absorption in einem gegenüberliegenden Bereich des absorbierenden Bauteils in einem innenliegenden Bereich eine Schweißnaht erzeugbar ist, wenn die Bauteile aufeinander angeordnet sind, und wobei die Bauteile für das Ausführen des Laserstrahlschweißens in ihrer Anordnung aufeinander mit einer Fügekraft aus einer Fügerichtung beaufschlagt werden.

STAND DER TECHNIK

Die DE 10 2010 032 1 65 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines KFZ- Schlüsselkontainers aus zwei Bauteilen, die aus Kunststoff ausgebildet sind. Ein oberes, transparentes Bauteil wird auf ein unteres, absorbierendes Bauteil angeordnet und mit Laserstrahlung kann eine Schweißnaht in einem innenliegenden Bereich zwischen den beiden Bauteilen hergestellt werden. Die transparente Eigenschaft des oberen Bauteils und die absorbierende Eigenschaft des unteren Bauteils bezieht sich dabei auf die Laserstrahlung, sodass das obere Bauteil durchstrahlt werden kann, während das untere Bauteil die Laserstrahlung absorbiert. Durch die Absorption erzeugt die Laserstrahlung eine Wärmeeinbringung in die Fügestelle, wobei durch Wärmeleitung vom absorbierenden Teil in den transparenten Teil dieser ebenfalls lokal aufgeschmolzen wird, und durch Bildung einer gemeinsamen Schmelze kann eine Schweißnaht hergestellt werden.

Bei der Strategie zur Einbringung der Laserstrahlung sind mehrere Möglichkeiten bekannt. Beispielsweise gibt es das sogenannte Konturlaserschweißen, bei dem ein fo- kussierter oder leicht defokussierter Laserstrahl entlang einer Fügelinie bewegt wird, sodass eine Schweißnaht erzeugt wird. Die Schweißnaht bildet dabei beispielsweise eine geschlossene Kontur, sodass eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem transparenten Bauteil und dem absorbierenden Bauteil erzeugt wird. Das transparente Bauteil ist beispielsweise als Tastenmatte oder als Blende mit einem Sichtfenster ausgebildet, während der größere, untere Teil absorbierend ausgeführt ist und das eigentliche Gehäuse des Schlüsselkontainers bildet.

Alternativ zum Konturlaserschweißen besteht auch die Möglichkeit der simultanen Bestrahlung mit Laserstrahlung, sodass die geschlossene Fügelinie beispielsweise mit entsprechend angeordneten Laserdiodenbarren bestrahlt wird. Das Besondere am Konturlaserschweißen ist die Tatsache, dass im Gegensatz zum Quasi- Simultanschweißen kein gewollter Fügeweg entsteht, um so Toleranzen in den

Schweißwulst drücken zu können. Dies liegt darin begründet, dass über der gesamten Schweißlinie keine zeitgleiche Schmelze entsteht, sodass etwa der obere transparente Teil in den unteren, absorbierenden Teil nachgesetzt werden kann, hervorgerufen durch die notwendige Fügekraft, die orthogonal auf die Bauteile aufgebracht wird. Beim Konturlaserschweißen muss vielmehr der Kontakt in der Fügestelle vor dem Schweißvorgang bestmöglich ausgeprägt sein, und anschließend fixiert der Laserstrahl den vorhandenen Status ohne eine Relativbewegung zwischen den Fügeteilen. Durch eine Wärmeausdehnung der Kunststoffteile kann ein geringerer Ausgleich der Toleranzen erreicht werden, um so eine geschlossene und dichte Schweißnaht herstellen zu können.

Da unabhängig von der Verfahrensvariante beim Laserstrahlschweißen immer eine Fügekraft notwendig ist, kann die Positionierung der Fügeteile durch die Fügekraft negativ beeinflusst werden, obwohl vor dem Schweißvorgang die Positionierung korrekt war. Einerseits wird durch die Fügekraft der Kontakt der Fügeteile im Schweißbereich optimiert und die so die Festigkeit verbessert, andererseits kann es durch die Wirkung der Fügekraft zu einer relativen Verschiebung und Verkippung der Fügeteile zueinander kommen, wodurch die Funktion und/oder das optische Erscheinungsbild beeinträchtigt werden. Beispielsweise offenbart die DE 1 1 2012 006 391 T5 eine geometrische Ausgestaltung einer Fügestelle zur Ausführung eines Laserstrahlschweißens zwischen zwei Bauteilen, wobei beispielsweise neben der herzustellenden Schweißnaht eine Nut verläuft, die an einem Vorsprung des weiteren Bauteils eine Ausrichtung der Bauteile zueinander erlaubt. Ändert sich jedoch beispielsweise durch Materialtoleranzen oder durch eine variierende Absorption das Schweißverhalten, so kann die bloße Anordnung einer Nut benachbart zu einem Vorsprung nicht grundsätzlich eine Fehlschwei- ßung verhindern.

Damit sind zwar konstruktive Maßnahmen bekannt, um die Positionierung der Fügeteile während des Schweißvorgangs zu optimieren, jedoch können Toleranzen der Ausgestaltung der Fügestelle, die vor dem Schweißvorgang vorhanden sind, nicht ausgeglichen werden. Zwar können laterale Verschiebungen der Bauteile zueinander verhindert werden, eine Verkippung oder gar ein unerwünschter Fügeweg durch ein Nachsetzen in die Schmelze hinein kann durch eine seitliche Nut in Verbindung mit einem Vorsprung jedoch nicht verhindert werden.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist eine verbesserte Ausgestaltung einer Fügestelle zur Ausführung eines Laserstrahlschweißens von zwei Bauteilen aus Kunststoff, insbesondere zur Herstellung eines KFZ-Schlüsselkontainers, mit der Toleranzen der Bauteile sowohl in geometrischer als auch in optischer Hinsicht ausgeglichen werden können. Insbesondere soll die Ausgestaltung der Fügestelle so optimiert werden, dass unabhängig vom Laserstrahl-Fügeverfahren, insbesondere eines Konturlaserschweißens oder einer Simultanschweißens, ein optimales Schweißergebnis erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Ausgestaltung einer Fügestelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Verfahren gemäß Anspruch 10 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der innenliegende Bereich zwischen den Bauteilen zur Ausbildung der Schweißnaht wenigstens abschnittsweise durch eine Rippe mit einer zur Fügerichtung geneigten Kontaktfläche gebildet ist.

Kerngedanke der Erfindung ist eine Ausgestaltung der Fügestelle, die über der Breite der Kontaktfläche unterschiedliche Spaltgrößen ausgleichen kann. Wird die Kontaktfläche mit dem Laserstrahl erwärmt und teilweise aufgeschmolzen, so können Toleranzen, die sich auch etwa in Höhenrichtung ergeben, ausgeglichen werden, indem sich der Schweißbereich unterschiedlich breit über der geneigten Kontaktfläche ausbildet. Die Rippe ermöglicht dabei zunächst eine generelle Positionierung der beiden Bauteile zueinander, und werden die beiden Bauteile in Fügerichtung aufeinander zubewegt und mit einer Fügekraft beaufschlagt, so kann bei einem Laserstrahlerwärmen und folglich mit einem Erweichen des Werkstoffes ein Ausgleich von auftretenden geometrischen Toleranzen, jedoch auch von optischen Toleranzen stattfinden, indem bereichsweise auf einer größeren und bereichsweise auf einer kleineren Flächenbreite verschweißt wird, wodurch der Ausgleich der Toleranzen erfolgen kann. Die optischen Toleranzen betreffen dabei insbesondere unterschiedliche Absorptionsgrade und - tiefen, wodurch sich unterschiedliche Schweißergebnisse ergeben können. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Fügestelle können jedoch mit einem geeigneten Parametersatz auch unterschiedliche Chargen von Bauteilen mit voneinander abweichenden Toleranzen in geometrischer Hinsicht, jedoch auch abweichende optische Eigenschaften, ausgeglichen werden.

Die Kontaktfläche bildet dabei diejenige Fläche, die an einem der beiden Bauteile ausgebildet ist, und an die wenigstens teilweise das gegenüberliegende Bauteil im noch nicht aufgeschmolzenen Zustand des Werkstückes zunächst nur randseitig mit der gegenüberliegenden Kontaktfläche anliegt. Erfolgt nun die Aufschmelzung der Werkstoffe der Bauteile durch die Laserstrahleinwirkung, kann durch die schräge Ausbildung der Kontaktfläche unter einem Winkel zur Fügerichtung ein unterschiedlich breites Ausbilden der Schweißnaht selbsttätig erfolgen. Die Berührung der beiden Kontaktflächen erfolgt aufgrund einer Ausdehnung des Werkstoffes des bestrahlten Bauteils, wobei durch den sehr kleinen Winkel der Kontaktflächen zueinander bereits ein kleiner Wärmedehnungsbetrag ausreicht. Die Folge davon ist die Erzeugung einer durchgehenden Schweißnaht mit einer variablen Schweißnahtbreite, wobei über die Schweißnahtbreite schließlich der Ausgleich der Toleranzen stattfinden kann. Im Ergebnis ist es möglich, bei einem festen Schweißparametersatz und schwankender Transmission und Absorption der Laserstrahlung durch die Bauteile die Wärmeausdehnung des Kunststoff materials und das lokale Schließvermögen des Spaltes unterschiedlich auszuführen. Mit anderen Worten wird einmal ein kleinerer Spalt geschlossen und einmal ein größerer Spalt geschlossen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Fügestelle ist die Rippe an einem der Bauteile ausgebildet, wobei die Fügestelle an dem anderen Bauteil einen gegenüberliegend zur Rippe ausgebildeten Aufnahmebereich aufweist, in den die Rippe hineinragt, wenn die Bauteile aufeinander angeordnet sind. Auch ist es von Vorteil, wenn der Aufnahmebereich eine Kontaktfläche aufweist, die zur Kontaktfläche an der Rippe geneigt ausgebildet ist und mit der Kontaktfläche an der Rippe einen Winkel einschließt. Durch die Wärmeeinwirkung in den Werkstoff des die Laserstrahlung absorbierenden Bauteils dehnt sich dieses im Bereich der Lasereinstrahlung aus, und so schließt sich der Spalt zwischen den beiden zueinander geneigten Kontaktflächen teilweise und über der Länge der Schweißnaht in unterschiedlichem Maße zum Ausgleich der auftretenden Toleranzen, wobei der Winkel zwischen den beiden Kontaktflächen aufrechterhalten bleibt.

Weiterhin weist die Rippe mit Bezug auf die Kontaktfläche eine schmalere Vorkontakt- fläche auf, die mit einer Gegenfläche im Aufnahmebereich vor dem Ausführen des Laserstrahlschweißens in Kontakt bringbar ist, wenn die Bauteile aufeinander angeordnet sind. Setzt dann bei Ausführung des Laserstrahlschweißverfahrens die Laserstrahlung ein und werden die Werkstoffe der Bauteile aufgeschmolzen, so vergrößert sich die Kontaktfläche ausgehend von der Vorkontaktfläche in Kontakt mit der Gegenfläche, und ein unterschiedlich starker Anteil zwischen den beiden Kontaktflächen, die unter unterschiedlichen Winkeln zueinander angeordnet sind, ergeben sich über der Länge der Schweißnaht. Die Vorkontaktfläche in Kontakt mit der Gegenfläche bildet folglich eine Art Startfläche, über die die beiden Bauteile unter Berücksichtigung der vorhandenen Toleranzen aufeinander angeordnet sind.

Die Vorkontaktfläche und die Gegenfläche sind an den Bauteilen so ausgebildet, dass diese jeweils an die Kontaktflächen der beiden Bauteile angrenzen. Die Vorkontaktfläche grenzt folglich an die Kontaktfläche der Rippe an, und die Vorkontaktfläche ist somit ebenfalls an der Rippe ausgebildet. Mit Bezug auf das gegenüberliegende Bauteil ist die Gegenfläche angrenzend an die weitere Kontaktfläche angeordnet, die damit Abschnitte des Aufnahmebereiches bilden.

Mit Vorteil ist der Winkel zwischen den Kontaktflächen mit einem Wert von 1 ° bis 3° ausgebildet, insbesondere 2°. Auch ist es von Vorteil, wenn die Kontaktflächen für die vorstehend angegebene Schweißung der Bauteile zur Bildung eines KFZ- Schlüsselkontainers eine Breite von 1 mm aufweisen. Bevorzugt beträgt die Breite dabei 0,5 bis 1 ,5mm, jedoch insbesondere 1 mm.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an der Rippe eine unter einem Winkel zur Fügerichtung ausgebildete Zentrierfläche vorhanden ist, an der eine Gegen- zentrierfläche im Aufnahmebereich des weiteren Bauteils zur Anlage gelangt, wenn die Bauteile aufeinander angeordnet sind. Auch die Zentrierfläche in Kontakt mit der Gegenzentrierfläche ist unter einem Winkel ausgebildet, der mit Bezug auf die Fügerichtung eine laterale Positionierung der Bauteile zueinander ermöglicht. Der Winkel der beiden Flächen zur Richtung der Fügekraft und damit zur Fügerichtung ist so klein bemessen, dass ein sicheres Zentrieren auch bereits bei einer kleineren Fügekraft möglich ist, da ein Keileffekt genutzt werden kann.

Die Fügestelle zur Bildung einer Schweißnaht ist mit besonderem Vorteil mit einer umlaufend geschlossenen Kontur ausgeführt, sodass auch die Rippe mit der geneigten Kontaktfläche eine geschlossene Kontur bildet. Weist auch die Rippe und damit der Aufnahmebereich an den beiden Bauteilen eine geschlossene Kontur auf, so können zur Bildung des KFZ-Schlüsselkontainers beide Bauteile dicht miteinander verschweißt werden. Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Verfahren zum Laserstrahlschweißen von zwei Bauteilen aus Kunststoff über eine Fügestelle, die erfindungsgemäß ausgeführt ist, wie obenstehend beschrieben.

BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG

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 Ansicht eines KFZ-Schlüsselkontainers umfassend zwei Bauteile, die über einen innenliegenden Bereich miteinander verschweißt werden und

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Fügestelle mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung.

Figur 1 zeigt einen KFZ- Schlüsselkontainer 1 mit einem obenliegenden, transparenten Bauteil 10 und einem darunter angeordneten, eine Laserstrahlung absorbierenden, Bauteil 1 1 . Mit einer gestrichelten Linie ist ein innenliegender Bereich 13 angedeutet, und entlang der dargestellten Linie kann die Schweißnaht hergestellt werden. Ein Querschnitt durch diese Schweißnaht bildet dabei die Fügestelle zwischen den beiden Bauteilen 10 und 1 1 , die nicht lediglich auf eine punktuelle Stelle begrenzt ist, sondern die Fügestelle im Sinne der Erfindung bildet eine Schweißnaht mit einer Längserstreckung, und die Fügestelle beschreibt dabei den Querschnitt der Schweißnaht zwischen den beiden Bauteilen.

Figur 2 zeigt eine schematisierte Ansicht einer Fügestelle als Querschnitt durch den innenliegenden Bereich 13 gemäß Figur 1 . Obenliegend ist das für die Laserstrahlung 12 transparente Bauteil 10 dargestellt, und darunterliegend ist ein weiteres Bauteil 1 1 dargestellt, an dem die Laserstrahlung 12 absorbiert wird. Das untenliegende Bauteil 1 1 ist dabei in einem Werkstückträger 23 angeordnet. Die beiden Bauteile 10 und 1 1 werden mit einer Fügekraft FN aufeinander gedrückt, und die Fügekraft FN verläuft in einer Fügerichtung R, welche in der Bildebene senkrecht verläuft und damit eine Kraft FN in Normalrichtung zur Fügekontur bildet.

Zwischen den beiden Bauteilen 10 und 1 1 ist ein innenliegender Bereich 13 dargestellt, innerhalb dem die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Fügestelle vorgesehen ist. Der innenliegende Bereich 13 bildet dabei den Bereich, der vor dem Ausführen des Laserstrahlschweißens den Kontaktbereich zwischen den beiden Bauteilen 10, 1 1 bildet. Zur Bildung dieses Kontaktbereiches weist beispielhaft das untenliegende Bauteil 1 1 die erfindungsgemäße Rippe 14 mit der zur Fügerichtung R geneigten Kontaktfläche 15 auf. Das darüber liegende Bauteil 10 weist eine weitere Kontaktfläche 17 auf, und die beiden Kontaktflächen 15 und 17 an den Bauteilen 10 und 1 1 schließen einen Winkel α zueinander ein.

Die Darstellung zeigt die beiden Bauteile 10 und 1 1 im innenliegenden Bereich 13 vor Ausführung des Laserstrahlschweißens mittels der Laserstrahlung 12, die mit der Laserstrahlquelle 22 erzeugt werden kann. Die Rippe 14 ragt in einen Aufnahmebereich 1 6 hinein, der am gegenüberliegenden Bauteil, hier beispielhaft gezeigt in Bauteil 10, eingebracht ist. Die beiden Bauteile 10, 1 1 berühren sich vor dem Laserstrahlschweißen über die Vorkontaktfläche 18, ausgebildet an der Rippe 14 des Bauteils 1 1 , und die Gegenfläche 19, ausgebildet im Aufnahmebereich 1 6 des Bauteils 10. Die Vorkontaktfläche 18 beziehungsweise die Gegenfläche 19 ist angrenzend an die Kontaktfläche 15 beziehungsweise die Kontaktfläche 17 angeordnet. Auf der den schräg angeordneten Kontaktflächen 15, 17 abgewandten Seite der Vorkontaktfläche 18 bzw. der Gegenfläche 19 befindet sich an der Rippe 14 eine Zentrierfläche 20, die unter einem Winkel ß zur Fügerichtung R ausgebildet ist, und die Zentrierfläche 20 wirkt mit einer Gegenzentrierfläche 21 am oberen Bauteil 10 zusammen. Über die Zentrierfläche 20 in Wirkverbindung mit der Gegenzentrierfläche 21 erfolgt eine Zentrierung der Bauteile 10 und 1 1 in lateraler Richtung mit Bezug auf die Fügerichtung R. Bei einem Einsetzen des Laserstrahlschweißens werden die Bereiche der Rippe 14 und des Aufnahmebereiches 1 6 nicht aufgeschmolzen, in dem sich die Vorkontaktfläche 18 und die Gegenfläche 19 sowie die Zentrierfläche 20 beziehungsweise die Gegenzentrierfläche 21 befinden.

Wird die Laserstrahlung 12 eingeschaltet, so kommet es zu einer leichten Ausdehnung des Bauteils 1 1 im Bereich der Kontaktfläche 15, die sich damit an die Kontaktfläche 17 annähert und schließlich berührt und diese damit auch aufschmelzt. Werden die Werkstoffe der Bauteile 10, 1 1 im Bereich der Rippe 14 und im gegenüberliegenden Aufnahmebereich 1 6 aufgeschmolzen, so wandert der Kontaktbereich, in dem sich die beiden Kontaktflächen 15, 17 treffen, mit zunehmendem Abstand weg von dem Bereich der Vorkontaktfläche 18 beziehungsweise der Gegenfläche 19.

Dadurch können die Toleranzen ausgeglichen werden, die in geometrischer Hinsicht vorhanden sind, und es können zudem Prozessschwankungen ausgeglichen werden, die beispielsweise auf optischen Toleranzen der Bauteile 10, 1 1 beruhen, sodass die Bauteile 10, 1 1 schließlich in ihrer Sollposition miteinander verschweißt werden können, ohne dass diese nach der Ausführung des Laserstrahlschweißens einen Lagefehler zueinander aufweisen, da in Fügerichtung R die Vorkontaktfläche 18 in Anlage an der Gegenfläche 19 für eine Positionierung sorgt und in lateraler Richtung sorgt die Zentrierfläche 20 in Anlage an der Gegenzentrierfläche 21 für eine Zentrierung der Bauteile 10, 1 1 auch noch während des Fügevorgangs bei aufgeschmolzenen Fügeflächen.

Wichtig ist bei der Ausführung des Laserstrahlschweißverfahrens, dass der gesamte Bereich der Kontaktfläche 15 aufgeschmolzen wird, da nur so das erfindungsgemäße Schweißverfahren auch ausgeführt werden kann, und die Toleranzen in den Bauteilen 10, 1 1 können ausgeglichen werden. Zugleich ermöglicht jedoch auch die Rippe 14 in Wirkverbindung mit dem Aufnahmebereich 16 eine exakte Vorpositionierung der Bauteile 10, 1 1 zueinander, welche Vorpositionierung auch bei einem Aufschmelzen der Werkstoffe nicht verloren geht. Hierfür ist es wichtig, dass abgesehen von unvermeidbarer Streustrahlung die Vorkontaktfläche 18 und damit die Gegenfläche 19 und ebenfalls die Zentrierfläche 20 und damit die Gegenzentrierfläche 21 nicht aufgeschmolzen werden, da über diese Flächen die Zentrierung bzw. die Positionierung der Bauteile 10 und 1 1 zueinander auch noch während der Schweißung sichergestellt bleibt. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Fügestelle von Vorteil für das Konturschweißen, wobei kein Fügeweg erzeugt wird, auch wenn die Bauteile 10 und

1 1 mit der Fügekraft FN aufeinandergedrückt werden.

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

I KFZ - Schlüsselkontainer

10 Bauteil

I I Bauteil

12 Laserstrahlung

13 Innenliegender Bereich

14 Rippe

15 Kontaktfläche

1 6 Aufnahmebereich

17 Kontaktfläche

18 Vorkontaktfläche

19 Gegenfläche

20 Zentrierfläche

21 Gegenzentrierfläche

22 Laserstrahlquelle

23 Werkstückträger

FN Fügekraft

R Fügerichtung

Winkel

ß Winkel

Claims

Patentansprüche

1 . Ausgestaltung einer Fügestelle zur Ausführung eines Laserstrahlschweißens von zwei Bauteilen (10, 1 1 ) aus Kunststoff, insbesondere zur Herstellung eines KFZ-Schlüsselkontainers (1 ), wobei ein Bauteil (1 0) für die Laserstrahlung transparent und ein Bauteil (1 1 ) absorbierend ausgebildet ist, so dass mittels einem Durchstrahlen einer Laserstrahlung (1 2) durch einen Bereich des transparenten Bauteils (1 0) und mittels einer Absorption in einem gegenüberliegenden Bereich des absorbierenden Bauteils (1 1 ) in einem innenliegenden Bereich (1 3) eine Schweißnaht erzeugbar ist, wenn die Bauteile (1 0, 1 1 ) aufeinander angeordnet sind, und wobei die Bauteile (1 0, 1 1 ) für das Ausführen des Laserstrahlschweißens in ihrer Anordnung aufeinander mit einer Fügekraft (FN) aus einer Fügerichtung (R) beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der innenliegende Bereich (1 3) zwischen den Bauteilen (1 0, 1 1 ) zur Ausbildung der Schweißnaht wenigstens abschnittsweise durch eine Rippe (14) mit einer zur Fügerichtung (R) geneigten Kontaktfläche (15) gebildet ist.

2. Ausgestaltung der Fügestelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

dass die Rippe (14) an einem der Bauteile (1 0, 1 1 ) ausgebildet ist, wobei die Fügestelle an dem anderen Bauteil (1 0, 1 1 ) einen gegenüberliegend zur Rippe (14) ausgebildeten Aufnahmebereich (1 6) aufweist, in den die Rippe (14) hineinragt, wenn die Bauteile (10, 1 1 ) aufeinander angeordnet sind.

3. Ausgestaltung der Fügestelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass der Aufnahmebereich (1 6) eine Kontaktfläche (1 7) aufweist, die mit der Kontaktfläche (15) an der Rippe (14) einen Winkel (cc) einschließt.

4. Ausgestaltung der Fügestelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (14) mit Bezug auf die Kontaktfläche (15) eine schmalere Vorkontaktfläche (18) aufweist, die mit einer Gegenfläche (19) im Aufnahmebereich (1 6) vor dem Ausführen des Laserstrahlschweißens in Kontakt bringbar ist, wenn die Bauteile (10, 1 1 ) aufeinander angeordnet sind.

5. Ausgestaltung der Fügestelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorkontaktfläche (18) und die Gegenfläche (19) an die jeweiligen Kontaktflächen (15, 17) der Bauteile (10, 1 1 ) angrenzen bzw. in diese übergehen.

6. Ausgestaltung der Fügestelle nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (cc) zwischen den Kontaktflächen (15, 17) einen Wert von 1 ° bis 3° beträgt.

7. Ausgestaltung der Fügestelle nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (15, 17) eine Breite von 1 mm aufweisen.

8. Ausgestaltung der Fügestelle nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass an der Rippe (14) eine unter einem Winkel (ß) zur Fügerichtung (R) ausgebildete Zentrierfläche (20) vorhanden ist, an der eine Gegenzentrierfläche (21 ) im Aufnahmebereich (1 6) des weiteren Bauteils (10, 1 1 ) zur Anlage gelangt, wenn die Bauteile (10, 1 1 ) aufeinander angeordnet sind.

9. Ausgestaltung der Fügestelle nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestelle zur Bildung einer Schweißnaht mit einer geschlossenen Kontur ausgeführt ist, wobei auch die Rippe (14) mit der geneigten Kontaktfläche (15) eine geschlossene Kontur bildet.

10. Verfahren zum Laserstrahlschweißen von zwei Bauteilen (10, 1 1 ) aus Kunststoff über eine Fügestelle, die ausgebildet ist gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Breite der Kontaktflächen (15, 17) mit der Laserstrahlung (12) bestrahlt wird.