WO2021151768A1 - Join and joining method - Google Patents

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WO2021151768A1
WO2021151768A1 PCT/EP2021/051291 EP2021051291W WO2021151768A1 WO 2021151768 A1 WO2021151768 A1 WO 2021151768A1 EP 2021051291 W EP2021051291 W EP 2021051291W WO 2021151768 A1 WO2021151768 A1 WO 2021151768A1
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solder
section
cavity
joining
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PCT/EP2021/051291
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Miguel Lebrato-Rastrojo
Thomas Albert RÖBBECKE
Ingo Engler
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HELLA GmbH & Co. KGaA
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Definitions

  • the present invention relates to a joint connection between a first component and a second component, preferably between a module frame and a support frame of a motor vehicle lighting device, the first component and / or the second component comprising a plastic.
  • the invention also relates to a corresponding joining method.
  • the lighting components for example a light module or an optical assembly
  • the lighting components are connected to a support frame of the motor vehicle lighting device via associated module frames, the adjustment of the lighting components relative to one another being carried out by appropriately positioning the module frames relative to the support frame.
  • the generated light impression of the lighting device is observed on a test screen during the positioning of the module frame, and the Sollpo position of the module frame is determined by achieving a desired light impression.
  • a joint connection between the module frame and the support frame must then be established, which fixes the module frame precisely in the target position and also has high strength and long-term stability.
  • module frames and support frames are typically components made of plastic, they are connected to one another in the prior art by means of gluing, a major challenge being to compensate for the inevitable shrinkage that occurs when the adhesive hardens in such a way that there is no significant deviation in the position of the Module frame results from its target position.
  • adhesive connections are therefore implemented in the state of the art by means of complex multi-stage processes, for example using a number of different adhesives, such as a UV-curing adhesive and additional fixing elements for pre-fixing the module frame in combination with a thermosetting adhesive to achieve the necessary final strength.
  • Such multi-stage bonding processes are disadvantageously error-prone and time-consuming and cost-intensive, and under certain circumstances they can also cause limiting boundary conditions to the geometry of the components to be bonded, for example to ensure sufficient accessibility of a bonding gap for UV light.
  • the invention includes the technical teaching that the joint has a metallic solder.
  • the invention is based on the idea that the adhesive used to build Fugtverbin according to the prior art by a metallic To replace solder, which on the one hand ensures a much higher final strength, and in particular special a much faster processability.
  • Typical solders for example low-melting, metallic alloys based on lead and / or tin, solidify from their molten state within a few seconds after the heat source has been switched off. The process time for establishing such a joint connection based on a metallic solder can thus advantageously be drastically reduced in comparison to methods according to the prior art based on the use of adhesives.
  • An inductive heating method is particularly suitable for melting the metallic solder, which advantageously hardly puts any thermal stress on the joining partners made of plastics and also makes joining gaps of any geometry accessible for heating. Solidified solder also has a much higher strength than cured adhesives, so that in principle a much more robust joint can be established.
  • the first component has a receiving section with a cavity and the second component has a joining section, the solder being at least partially received in the cavity and the joining section partially extending into the cavity and the solder.
  • the receiving section represents the interface on the first component for establishing the connection, the cavity being used to receive the solder and the joining section, which has the shape of a pin, for example.
  • the receiving section preferably has a flint cut section such that a form-fitting connection is formed between the first component and the solder. Since the metallic solder cannot establish a resilient material connection with a plastic component, it is expedient to establish a positive connection by means of geometric flint cuts.
  • the flint cut section can be shaped, for example, in such a way that the cavity the Assumes the shape of a truncated cone or the undercut section has a plurality of blind holes into which the liquid solder penetrates when building the Fugtver connection and then solidifies there.
  • the receiving section has a bottom section adjoining the cavity with at least one opening, the opening connecting a top side of the bottom section adjoining the cavity to an underside of the bottom section, the solder filling the opening and the top and the bottom of the bottom portion covered in such a way that a form-fitting connection is formed between the first component and the solder.
  • This embodiment represents an alternative or addition to the use of a receiving section with an undercut section. The construction of such a joining connection requires the use of a specially shaped counter-holder on the process side, which is illustrated in more detail in the description of the associated process according to the invention.
  • the receiving section has a bottom section adjoining the cavity with at least one opening, the opening having an undercut and connecting an upper side of the bottom section adjoining the cavity to an underside of the bottom section, the solder filling the opening, such that a form-fitting connection is formed between the first component and the solder.
  • the use of a counterholder to close the opening on the underside while the solder is cooling is necessary on the procedural side.
  • the joining section preferably has a form-fit section such that a form-fit connection is formed between the second component and the solder.
  • a form-fit section can be shaped, for example, in the form of an anchor or can be implemented by making one or more blind holes in the joining section.
  • the receiving section has at least one rib which at least partially extends into the cavity and the solder.
  • the use of one or more such ribs in particular serves to maintain the positional accuracy of the two components relative to one another with regard to the adjusted target position when establishing the joint connection.
  • the solder is subject to shrinkage, with compressive stresses being built up in the area of the ribs in the solder, which lead to a clamping and securing of the position of the solder body and thus the joining section of the second component received therein.
  • the solder preferably has a liquidus temperature from a temperature range from 140 ° C. to 450 ° C. and / or also from a temperature range from 140 ° C. to 330 °
  • solders with liquidus temperatures below approximately 450 ° C are called soft solders and are mostly based on lead, tin, silver and / or copper alloys. Tin solders have liquidus temperatures of usually below 330 ° C.
  • the use of such low-melting solders is advantageous in the context of the present invention, since this keeps the thermal load on the components to be connected, in particular plastic components, low and the heating process for melting the solder is less energy-intensive and time-consuming.
  • the liquidus temperature of the solder used should be at least 140 ° C, since the solder must be prevented from undesirably softening during the temperatures of up to 120 ° C that typically occur when the motor vehicle lighting device is in operation .
  • the invention also relates to a motor vehicle lighting device comprising a module frame for receiving a light module or an optical module, further comprising a support frame, the module frame and the support frame being connected to one another by means of a joint connection according to one of the aforementioned embodiments.
  • the invention also relates to a method for joining a first component to a second component, preferably for joining a module frame to a support frame of a motor vehicle lighting device, the first component and / or the second component comprising a plastic, with at least the following method steps being carried out :
  • the first component is provided with a receiving section which has a bottom section adjoining the cavity with at least one opening, the opening connecting an upper side of the bottom section adjoining the cavity to an underside of the bottom section
  • a counter-holder is positioned on the receiving section, with a cavity being formed between the counter-holder and the underside of the bottom section, which is connected to the cavity through the opening in the bottom section, in such a way that the solder after the liquefaction flows into the cavity.
  • the first component is provided with a receiving portion which has a bottom portion adjoining the cavity with at least one opening, the opening having a flint cut and an upper side of the bottom portion adjoining the cavity with an underside of the Bottom portion connects, wherein after the positioning of the first component relative to the second component, a counter holder is positioned on the underside of the bottom portion, wherein the counter holder closes the opening to the bottom, such that the solder does not flow out of the opening after liquefying.
  • Fig. 1 a is a first cross-sectional view of a joint connection according to the invention
  • FIG. 1 b shows a second cross-sectional view of the joint connection from FIG. 1 a
  • Fig. 1 c is a plan view of the joint from Fig. 1 a
  • FIG. 3 depicts a further embodiment of the joining connection according to the invention and the method according to the invention.
  • FIG. 1 ac show a joint connection 1000 according to the invention, with FIG. 1 c being a plan view from above and FIGS. 1 a, b associated cross-sectional views which are taken along the section lines AA 'shown in FIG. 1 c (FIG. 1 a) and BB '(Fig. 1 b) run.
  • the joining connection 1000 between the first component 1 and the second component 2 has the solder 3.
  • the first component 1 is formed by a support frame of a motor vehicle lighting device and the second component 2 is formed by a module frame for receiving a light module or an optical module of the motor vehicle lighting device.
  • the cavity 10 is delimited by the undercut section 12 and has an essentially frustoconical shape which is modified by the four radially receding ribs 15. Due to this undercut shape of the receiving section 11, a positive connection in all spatial directions is built up between the first component 1 and the solder 3. Due to the radially receding ribs 15, the solder 3 is also secured against twisting within the cavity 10.
  • a positive-locking connection in all spatial directions is also built up between the second component 2 and the solder 3, since the joining section 21 of the second component 2 has the plate-shaped positive-locking section 22.
  • the solder 3 is not shown for the sake of clarity.
  • FIGS. 2a-e show schematic representations of the method according to the invention for setting up a further embodiment of the joining connection 1000 according to the invention.
  • Cross-sectional views of the parts and components involved are shown in each case.
  • Fig. 2a shows the positioning 100 of the first component 1 relative to the second construction part 2, the components 1, 2 being joined to one another in the desired position shown.
  • the first component 1 has the example cylindrical opening 14 in the bottom section 13 of the receiving cutout 11.
  • the bottom section 13 comprises the top side 13a, which adjoins the cavity 10, and the bottom side 13b.
  • the cup-shaped receiving portion 11 preferably also has the ribs 15 shown in FIGS. 1b-c. From the second component 2, the pin-shaped joining section 21 with the plate-shaped form-fitting section 22 protrudes into the cavity 10.
  • Fig. 2b shows the positioning 101 of the counter-holder 4 below the Bodenab section 13 on the receiving section 11 of the first component 1.
  • the counter-holder 4 has an end section with a shell-like shape, which is brought into contact with the bottom section 13 at the front, so that the flea space 40 is formed below the underside 13b of the bottom portion 13.
  • the flea space 40 is preferably only accessible through the opening 14, which represents a connection between the flea space 40 and the cavity 10.
  • the solder 3 shows the filling 200 of the solder 3 into the cavity 10, the solder 3 being present here in the form of granules 31, for example.
  • the solder 3 can also be introduced in the form of a paste or a wire.
  • the granules 31 fill the cavity 10 and trickle through the opening 14 into the cavity 40.
  • the liquefaction 300 takes place by heating the solder 3 to temperatures above its liquidus temperature, preferably by means of inductive heating or alternatively by means of laser or infrared radiation or furnace heating.
  • the liquid solder 30 fills the cavity 40, the opening 14, and part of the cavity 10, the mold closure section 22 and part of the joining section 21 of the second component 2 also being enclosed by the liquid solder 30.
  • the joint connection 1000 has a significantly higher strength than adhesive connections from the prior art.
  • the cooling of the solder 3 from the molten phase 30 typically takes place within a few seconds after the heat source has been switched off, which results in the advantage of an extremely short process time for establishing the joint 1000 compared to the prior art adhesive method used.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a further embodiment of the joint connection 1000 according to the invention and of the method according to the invention.
  • a cross-sectional view of the components and components involved is shown.
  • the difference to the variant shown in FIGS. 2a-e lies in the formation of the positive connection between the first component 1 and the solder 3.
  • the opening 14 has a flint cut in the form of a truncated cone shaped contour, which in particular in the vertical direction a form fit between the first component 1 and solder 3's is formed.
  • the counter-holder 4 has a flat top side, so that when the counter-holder 4 rests on the Bodenab section 13, the opening 14 is closed on the underside.
  • the bottom section 13 preferably has a plurality of openings 14 with an undercut.
  • the implementation with an undercut opening 14 offers the advantage of a lower material use of solder 3 compared to the variant shown in FIGS. 2a-e.

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Abstract

The invention relates to a join (1000) between a first component (1) and a second component (2), preferably between a module frame and a support frame of a motor vehicle lighting device, the first component (1) and/or the second component (2) comprising a plastic material. According to the invention, the join (1000) has a metallic solder material (3). The invention also relates to a corresponding joining method.

Description

FUGEVERBINDUNG UND FUGEVERFAHREN JOINT JOINT AND JOINT PROCEDURE
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fügeverbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, vorzugsweise zwischen einem Modulrahmen und einem Tragrahmen einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, wobei das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil einen Kunststoff umfassen. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Fügeverfahren. The present invention relates to a joint connection between a first component and a second component, preferably between a module frame and a support frame of a motor vehicle lighting device, the first component and / or the second component comprising a plastic. The invention also relates to a corresponding joining method.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Beim Einbau von lichttechnischen Baugruppen in eine Kraftfahrzeugbeleuchtungsein richtung werden hohe Anforderungen an eine präzise Justage der Baugruppen zuei nander gestellt, welche für den erzeugten Lichteindruck der Kraftfahrzeugbeleuch tungseinrichtung maßgeblich ist. Die lichttechnischen Baugruppen, beispielsweise ein Lichtmodul oder eine Optikbaugruppe, werden über zugehörige Modulrahmen mit ei nem Tragrahmen der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung verbunden, wobei die Justage der lichttechnischen Bauteile relativ zueinander durch eine entsprechende Positionierung der Modulrahmen relativ zu dem Tragrahmen ausgeführt wird. Insbe sondere wird während der Positionierung der Modulrahmen der erzeugte Lichtein druck der Beleuchtungseinrichtung auf einem Testschirm beobachtet, und die Sollpo sition der Modulrahmen wird über das Erreichen eines gewünschten Lichteindrucks festgelegt. Anschließend ist eine Fügeverbindung zwischen Modulrahmen und Trag rahmen aufzubauen, welche den Modulrahmen präzise in der Sollposition fixiert und zudem eine hohe Festigkeit und Langzeitstabilität aufweist. When installing lighting components in a motor vehicle lighting device, high demands are placed on precise adjustment of the components to one another, which is decisive for the light impression produced by the motor vehicle lighting device. The lighting components, for example a light module or an optical assembly, are connected to a support frame of the motor vehicle lighting device via associated module frames, the adjustment of the lighting components relative to one another being carried out by appropriately positioning the module frames relative to the support frame. In particular, the generated light impression of the lighting device is observed on a test screen during the positioning of the module frame, and the Sollpo position of the module frame is determined by achieving a desired light impression. A joint connection between the module frame and the support frame must then be established, which fixes the module frame precisely in the target position and also has high strength and long-term stability.
Da Modulrahmen und Tragrahmen typischerweise aus Kunststoff gefertigte Bauteile darstellen, werden sie im Stand der Technik mittels Kleben miteinander verbunden, wobei eine wesentliche Herausforderung darin besteht, den beim Aushärten des Kleb stoffs unvermeidlich auftretenden Schrumpf derart zu kompensieren, dass keine signi fikante Abweichung der Lage des Modulrahmens von seiner Sollposition resultiert. Derartige Klebeverbindungen werden daher im Stand der Technik mittels aufwendiger mehrstufiger Verfahren realisiert, beispielsweise unter Verwendung einer Mehrzahl unterschiedlicher Klebstoffe, etwa eines UV-aushärtenden Klebstoffs und zusätzlichen Fixierelementen zur Vorfixierung des Modulrahmens in Kombination mit einem wär- meaushärtenden Klebstoff zur Erlangung der notwendigen Endfestigkeit. Solche mehrstufigen Klebeverfahren sind nachteilig fehleranfällig sowie zeit- und kosteninten siv, zudem können sie unter Umständen einschränkende Randbedingungen an die Geometrie der zu verklebenden Bauteile verursachen, beispielsweise um eine ausrei chende Zugänglichkeit eines Klebespalts für UV-Licht zu gewährleisten. Since module frames and support frames are typically components made of plastic, they are connected to one another in the prior art by means of gluing, a major challenge being to compensate for the inevitable shrinkage that occurs when the adhesive hardens in such a way that there is no significant deviation in the position of the Module frame results from its target position. Such adhesive connections are therefore implemented in the state of the art by means of complex multi-stage processes, for example using a number of different adhesives, such as a UV-curing adhesive and additional fixing elements for pre-fixing the module frame in combination with a thermosetting adhesive to achieve the necessary final strength. Such multi-stage bonding processes are disadvantageously error-prone and time-consuming and cost-intensive, and under certain circumstances they can also cause limiting boundary conditions to the geometry of the components to be bonded, for example to ensure sufficient accessibility of a bonding gap for UV light.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fügeverbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, vorzugsweise zwischen einem Mo dulrahmen und einem Tragrahmen einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, wobei das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil aus einem Kunststoff gefertigt sind, vor zuschlagen, welche eine hohe Positionstreue der Fügepartner, sowie eine große Ver bindungsstärke gewährleistet. Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein wenig fehleranfälliges und in vergleichsweise kurzer Prozessdauer durchführbares Verfahren zum Aufbau einer derartigen Fügeverbindung vorzuschlagen. It is therefore the object of the present invention to propose a joint connection between a first component and a second component, preferably between a module frame and a support frame of a motor vehicle lighting device, the first component and / or the second component being made of a plastic. which ensures a high degree of positional accuracy of the joining partners, as well as a large connection strength. Furthermore, it is the object of the present invention to propose a method for establishing a joint connection of this type that is less prone to errors and that can be carried out in a comparatively short process time.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Fügeverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen, sowie einem Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved on the basis of a joint connection according to the preamble of claim 1 in conjunction with the characterizing features and a method according to claim 9. Advantageous further developments of the invention are given in the dependent claims.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Fügeverbindung ein metalli sches Lot aufweist. The invention includes the technical teaching that the joint has a metallic solder.
Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, den zum Aufbau von Fügeverbin dungen nach dem Stand der Technik verwendeten Klebstoff durch ein metallisches Lot zu ersetzen, welches einerseits eine wesentlich höhere Endfestigkeit, sowie insbe sondere eine wesentlich schnellere Verarbeitbarkeit gewährleistet. Typische Lote, bei spielsweise niedrig schmelzende, metallische Legierungen auf Blei- und/oder Zinnba sis, erstarren aus ihrem schmelzflüssigen Zustand nach Abschalten der Wärmequelle innerhalb weniger Sekunden. Somit kann vorteilhaft die Prozessdauert zum Aufbau einer solchen auf einem metallischen Lot basierenden Fügeverbindung drastisch re duziert werden im Vergleich zu Verfahren nach dem Stand der Technik basierend auf der Verwendung von Klebstoffen. Zum Aufschmelzen des metallischen Lots bietet sich insbesondere ein induktives Wärmeverfahren an, welches vorteilhaft die aus Kunststoffen bestehenden Fügepartner thermisch kaum belastet und zudem Füge spalte beliebiger Geometrie der Erwärmung zugänglich macht. Erstarrtes Lot weist zu dem eine wesentlich höhere Festigkeit als ausgehärtete Klebstoffe auf, so dass damit prinzipiell eine wesentlich robustere Fügeverbindung aufbaubar ist. The invention is based on the idea that the adhesive used to build Fugtverbin according to the prior art by a metallic To replace solder, which on the one hand ensures a much higher final strength, and in particular special a much faster processability. Typical solders, for example low-melting, metallic alloys based on lead and / or tin, solidify from their molten state within a few seconds after the heat source has been switched off. The process time for establishing such a joint connection based on a metallic solder can thus advantageously be drastically reduced in comparison to methods according to the prior art based on the use of adhesives. An inductive heating method is particularly suitable for melting the metallic solder, which advantageously hardly puts any thermal stress on the joining partners made of plastics and also makes joining gaps of any geometry accessible for heating. Solidified solder also has a much higher strength than cured adhesives, so that in principle a much more robust joint can be established.
In vorteilhafter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fügeverbindung weist das erste Bauteil einen Aufnahmeabschnitt mit einer Kavität und das zweite Bauteil einen Fügeabschnitt auf, wobei das Lot wenigstens teilweise in der Kavität aufgenommen ist und sich der Fügeabschnitt teilweise in die Kavität und das Lot hineinerstreckt. Der Aufnahmeabschnitt stellt die Schnittstelle am ersten Bauteil zum Verbindungsaufbau dar, wobei die Kavität zur Aufnahme des Lotes und des Fügeabschnitts, welcher bei spielsweise die Gestalt eines Stiftes aufweist, dient. Beim Aufbau der Fügeverbindung ist das flüssige Lot innerhalb der Kavität aufgenommen, so dass Verunreinigungen der umgebenden Bauteilabschnitte bzw. des Arbeitsplatzes minimiert werden. In an advantageous embodiment of the joining connection according to the invention, the first component has a receiving section with a cavity and the second component has a joining section, the solder being at least partially received in the cavity and the joining section partially extending into the cavity and the solder. The receiving section represents the interface on the first component for establishing the connection, the cavity being used to receive the solder and the joining section, which has the shape of a pin, for example. When establishing the joint connection, the liquid solder is received within the cavity, so that contamination of the surrounding component sections or the workplace is minimized.
Vorzugsweise weist der Aufnahmeabschnitt einen Flinterschneidungsabschnitt auf, derart, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem Lot gebildet ist. Da das metallische Lot mit einem Kunststoffbauteil keine belastbare stoffschlüssige Verbindung aufbauen kann, ist es zweckmäßig mittels geometrischer Flinterschneidungen eine formschlüssige Verbindung aufzubauen. Dabei kann der Flinterschneidungsabschnitt beispielsweise derart geformt sein, dass die Kavität die Gestalt eines Kegelstumpfes annimmt oder der Hinterschneidungsabschnitt weist eine Mehrzahl von Sacklöchern auf, in welche das flüssige Lot beim Aufbau der Fügever bindung eindringt und dort anschließend erstarrt. The receiving section preferably has a flint cut section such that a form-fitting connection is formed between the first component and the solder. Since the metallic solder cannot establish a resilient material connection with a plastic component, it is expedient to establish a positive connection by means of geometric flint cuts. In this case, the flint cut section can be shaped, for example, in such a way that the cavity the Assumes the shape of a truncated cone or the undercut section has a plurality of blind holes into which the liquid solder penetrates when building the Fugtver connection and then solidifies there.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Aufnahmeabschnitt einen an die Kavität angrenzenden Bodenabschnitt mit wenigstens einer Öffnung auf, wobei die Öffnung eine an die Kavität angrenzende Oberseite des Bodenabschnitts mit einer Unterseite des Bodenabschnitts verbindet, wobei das Lot die Öffnung ausfüllt und die Oberseite und die Unterseite des Bodenabschnitts bedeckt, derart, dass eine form schlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem Lot gebildet ist. Diese Ausführungsform stellt eine Alternative oder Ergänzung zu Verwendung eines Aufnah meabschnitts mit einem Hinterschneidungsabschnitt dar. Der Aufbau einer derartigen Fügeverbindung erfordert verfahrensseitig die Verwendung eines speziell geformten Gegenhalters, was im Rahmen der Beschreibung des zugehörigen erfindungsgemä ßen Verfahrens detaillierter dargestellt wird. In a further advantageous embodiment, the receiving section has a bottom section adjoining the cavity with at least one opening, the opening connecting a top side of the bottom section adjoining the cavity to an underside of the bottom section, the solder filling the opening and the top and the bottom of the bottom portion covered in such a way that a form-fitting connection is formed between the first component and the solder. This embodiment represents an alternative or addition to the use of a receiving section with an undercut section. The construction of such a joining connection requires the use of a specially shaped counter-holder on the process side, which is illustrated in more detail in the description of the associated process according to the invention.
In einer alternativen Ausführungsform weist der Aufnahmeabschnitt einen an die Kavi tät angrenzenden Bodenabschnitt mit wenigstens einer Öffnung auf, wobei die Öff nung eine Hinterschneidung aufweist und eine an die Kavität angrenzende Oberseite des Bodenabschnitts mit einer Unterseite des Bodenabschnitts verbindet, wobei das Lot die Öffnung ausfüllt, derart, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem Lot gebildet ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist verfah rensseitig die Verwendung eines Gegenhalters zum unterseitigen Verschließen der Öffnung während des Erkalten des Lots erforderlich. In an alternative embodiment, the receiving section has a bottom section adjoining the cavity with at least one opening, the opening having an undercut and connecting an upper side of the bottom section adjoining the cavity to an underside of the bottom section, the solder filling the opening, such that a form-fitting connection is formed between the first component and the solder. In this embodiment, too, the use of a counterholder to close the opening on the underside while the solder is cooling is necessary on the procedural side.
Vorzugsweise weist der Fügeabschnitt einen Formschlussabschnitt auf, derart, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Bauteil und dem Lot gebildet ist. Ein derartiger Formschlussabschnitt kann beispielsweise in Form eines Ankers ge formt sein oder durch die Einbringung von einem oder mehreren Sacklöchern in den Fügeabschnitt realisiert werden. Über die formschlüssigen Verbindungen zwischen dem Lot und dem ersten Bauteil einerseits, sowie dem Lot und dem zweiten Bauteil andererseits, resultiert insgesamt eine Fügeverbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil. The joining section preferably has a form-fit section such that a form-fit connection is formed between the second component and the solder. Such a form-fit section can be shaped, for example, in the form of an anchor or can be implemented by making one or more blind holes in the joining section. About the form-fitting connections between the solder and the first component on the one hand, and the solder and the second component on the other hand, a joint connection between the first component and the second component results overall.
In weiterer vorteilhafter Ausführungsform weist der Aufnahmeabschnitt wenigstens eine Rippe auf, welche sich zumindest teilweise in die Kavität und das Lot hinein er streckt. Die Verwendung einer bzw. insbesondere mehrerer derartiger Rippen dient beim Aufbau der Fügeverbindung dem Erhalt der Lagetreue der beiden Bauteile rela tiv zueinander hinsichtlich der einjustierten Sollposition. Beim Erstarren aus der flüssi gen Phase unterliegt das Lot einer Schrumpfung, wobei im Bereich der Rippen im Lot Druckspannungen aufgebaut werden, welche zu einer Verklammerung und Positions sicherung des Lotkörpers und somit des darin aufgenommenen Fügeabschnitts des zweiten Bauteils führen. In a further advantageous embodiment, the receiving section has at least one rib which at least partially extends into the cavity and the solder. The use of one or more such ribs in particular serves to maintain the positional accuracy of the two components relative to one another with regard to the adjusted target position when establishing the joint connection. When solidifying from the liquid phase, the solder is subject to shrinkage, with compressive stresses being built up in the area of the ribs in the solder, which lead to a clamping and securing of the position of the solder body and thus the joining section of the second component received therein.
Vorzugsweise weist das Lot eine Liquidustemperatur aus einem Temperaturbereich von 140° C bis 450° C und/oder auch einem Temperaturbereich von 140° C bis 330°The solder preferably has a liquidus temperature from a temperature range from 140 ° C. to 450 ° C. and / or also from a temperature range from 140 ° C. to 330 °
C auf. Lote mit Liquidustemperaturen unterhalb von ungefähr 450° C werden als Weichlote bezeichnet und basieren zumeist auf Blei-, Zinn-, Silber- und/oder Kupferle gierungen. Zinnlote weisen Liquidustemperaturen von üblicherweise unterhalb 330° C auf. Die Verwendung von solch niedrigschmelzenden Loten ist im Rahmen der vorlie genden Erfindung vorteilhaft, da dadurch die thermische Belastung der zu verbinden den Bauteile, insbesondere Kunststoffbauteile, gering gehalten wird und der Erwär mungsprozess zum Aufschmelzen des Lots weniger energie- und zeitintensiv ist. Für die Anwendung der erfindungsgemäßen Fügeverbindung in einer Kraftfahrzeugbe leuchtungseinrichtung sollte die Liquidustemperatur des verwendeten Lotes mindes tens 140° C betragen, da verhindert werden muss, dass das Lot während der im Be trieb der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung typischerweise auftretenden Tempera turen von bis zu 120° C unerwünschterweise erweicht. Die Erfindung betrifft zudem eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung umfassend einen Modulrahmen zur Aufnahme eines Lichtmoduls oder eines Optikmoduls, weiter hin umfassend einen Tragrahmen, wobei der Modulrahmen und der Tragrahmen mit tels einer Fügeverbindung gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen mitei nander verbunden sind. C on. Solders with liquidus temperatures below approximately 450 ° C are called soft solders and are mostly based on lead, tin, silver and / or copper alloys. Tin solders have liquidus temperatures of usually below 330 ° C. The use of such low-melting solders is advantageous in the context of the present invention, since this keeps the thermal load on the components to be connected, in particular plastic components, low and the heating process for melting the solder is less energy-intensive and time-consuming. For the application of the joint connection according to the invention in a motor vehicle lighting device, the liquidus temperature of the solder used should be at least 140 ° C, since the solder must be prevented from undesirably softening during the temperatures of up to 120 ° C that typically occur when the motor vehicle lighting device is in operation . The invention also relates to a motor vehicle lighting device comprising a module frame for receiving a light module or an optical module, further comprising a support frame, the module frame and the support frame being connected to one another by means of a joint connection according to one of the aforementioned embodiments.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil, vorzugsweise zum Fügen eines Modulrahmens mit einem Tragrahmen einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, wobei das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil einen Kunststoff umfassen, wobei wenigstens die folgen den Verfahrensschritte durchgeführt werden: The invention also relates to a method for joining a first component to a second component, preferably for joining a module frame to a support frame of a motor vehicle lighting device, the first component and / or the second component comprising a plastic, with at least the following method steps being carried out :
- Bereitstellen des ersten Bauteils mit einem Aufnahmeabschnitt, wobei der Aufnah meabschnitt eine Kavität aufweist, und des zweiten Bauteils mit einem Fügeabschnitt,- Provision of the first component with a receiving section, the receiving section having a cavity, and the second component with a joining section,
- Positionieren des ersten Bauteils relativ zu dem zweiten Bauteil, wobei der Fügeab schnitt wenigstens teilweise in die Kavität hineingeführt wird, - Positioning the first component relative to the second component, wherein the Fügeab section is at least partially guided into the cavity,
- Einfüllen eines metallischen Lots in die Kavität, - Filling a metallic solder into the cavity,
- Verflüssigen des Lots mittels Erwärmen auf eine Temperatur oberhalb der Liquidus- temperatur, und - Liquefying the solder by heating it to a temperature above the liquidus temperature, and
- Erkalten des Lots und Erhalt einer Fügeverbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil. - Cooling of the solder and obtaining a joint between the first component and the second component.
In vorteilhafter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erste Bauteil mit einem Aufnahmeabschnitt bereitgestellt, welcher einen an die Kavität an grenzenden Bodenabschnitt mit wenigstens einer Öffnung aufweist, wobei die Öffnung eine an die Kavität angrenzende Oberseite des Bodenabschnitts mit einer Unterseite des Bodenabschnitts verbindet, wobei nach dem Positionieren des ersten Bauteils re lativ zu dem zweiten Bauteil ein Gegenhalter an dem Aufnahmeabschnitt positioniert wird, wobei zwischen dem Gegenhalter und der Unterseite des Bodenabschnitts ein Hohlraum gebildet wird, welcher durch die Öffnung im Bodenabschnitt mit der Kavität verbunden ist, derart, dass das Lot nach dem Verflüssigen in den Hohlraum fließt. In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren wird das erste Bauteil mit einem Aufnahmeabschnitt bereitgestellt wird, welcher einen an die Kavität angrenzenden Bodenabschnitt mit wenigstens einer Öffnung aufweist, wobei die Öff nung eine Flinterschneidung aufweist und eine an die Kavität angrenzende Oberseite des Bodenabschnitts mit einer Unterseite des Bodenabschnitts verbindet, wobei nach dem Positionieren des ersten Bauteils relativ zu dem zweiten Bauteil ein Gegenhalter an die Unterseite des Bodenabschnitts positioniert wird, wobei der Gegenhalter die Öffnung zur Unterseite verschließt, derart, dass das Lot nach dem Verflüssigen nicht aus der Öffnung heraus fließt. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the first component is provided with a receiving section which has a bottom section adjoining the cavity with at least one opening, the opening connecting an upper side of the bottom section adjoining the cavity to an underside of the bottom section Positioning the first component relative to the second component, a counter-holder is positioned on the receiving section, with a cavity being formed between the counter-holder and the underside of the bottom section, which is connected to the cavity through the opening in the bottom section, in such a way that the solder after the liquefaction flows into the cavity. In a further embodiment of the method according to the invention, the first component is provided with a receiving portion which has a bottom portion adjoining the cavity with at least one opening, the opening having a flint cut and an upper side of the bottom portion adjoining the cavity with an underside of the Bottom portion connects, wherein after the positioning of the first component relative to the second component, a counter holder is positioned on the underside of the bottom portion, wherein the counter holder closes the opening to the bottom, such that the solder does not flow out of the opening after liquefying.
BEVORZUGTES AUSFUHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung vom bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt: Es zeigt: PREFERRED EXEMPLARY EMBODIMENT OF THE INVENTION Further measures improving the invention are shown in more detail below together with the description of the preferred exemplary embodiment of the invention with reference to the figures: It shows:
Fig. 1 a eine erste Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Fügeverbin dung, Fig. 1 a is a first cross-sectional view of a joint connection according to the invention,
Fig. 1 b eine zweite Querschnittsansicht der Fügeverbindung aus Fig. 1 a,1 b shows a second cross-sectional view of the joint connection from FIG. 1 a,
Fig. 1 c eine Draufsicht auf die Fügeverbindung aus Fig. 1 a, Fig. 1 c is a plan view of the joint from Fig. 1 a,
Fig. 2a-e Darstellungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, und Fig. 3 Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fü geverbindung und des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2a-e depictions of the method according to the invention, and FIG. 3 depicts a further embodiment of the joining connection according to the invention and the method according to the invention.
Die Fig. 1 a-c zeigen eine erfindungsgemäße Fügeverbindung 1000, wobei die Fig. 1 c eine Draufsicht von oben und die Fig. 1 a,b zugehörige Querschnittsansichten darstel len, welche entlang der in der Fig. 1 c eingetragenen Schnittlinien AA‘ (Fig. 1 a) und BB‘ (Fig. 1 b) verlaufen. Die Fügeverbindung 1000 zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 weist das Lot 3 auf. Insbesondere wird das erste Bauteil 1 durch einen Tragrahmen einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung gebildet und das zweite Bauteil 2 durch einen Modulrahmen zur Aufnahme eines Lichtmoduls oder eines Optikmoduls der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung. Dargestellt sind hier lediglich die zum Aufbau der Fügeverbindung 1000 benötigten Abschnitte der Bauteile 1 , 2, nämlich der Auf nahmeabschnitt 11 , welcher die Kavität 10 bildet, sowie der Fügeabschnitt 21 , welcher in die Kavität 10 und das darin aufgenommene Lot 3 hineinragt. Die Kavität 10 wird durch den Hinterschneidungsabschnitt 12 begrenzt und weist eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt auf, welche durch die vier radial einspringenden Rippen 15 modifiziert ist. Aufgrund dieser hinterschnittigen Gestalt des Aufnahmeabschnitts 11 ist eine in allen Raumrichtungen formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem Lot 3 aufgebaut. Aufgrund der radial einspringenden Rippen 15 ist das Lot 3 zudem gegen ein Verdrehen innerhalb der Kavität 10 gesichert. Ferner ist auch zwischen dem zweiten Bauteil 2 und dem Lot 3 eine in allen Raumrichtungen formschlüssige Verbindung aufgebaut, da der Fügeabschnitt 21 des zweiten Bauteils 2 den tellerförmigen Formschlussabschnitt 22 aufweist. In der Fig. 1c ist das Lot 3 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. 1 ac show a joint connection 1000 according to the invention, with FIG. 1 c being a plan view from above and FIGS. 1 a, b associated cross-sectional views which are taken along the section lines AA 'shown in FIG. 1 c (FIG. 1 a) and BB '(Fig. 1 b) run. The joining connection 1000 between the first component 1 and the second component 2 has the solder 3. In particular, the first component 1 is formed by a support frame of a motor vehicle lighting device and the second component 2 is formed by a module frame for receiving a light module or an optical module of the motor vehicle lighting device. Only the sections of the components 1, 2 required to establish the joining connection 1000 are shown here, namely the receiving section 11, which forms the cavity 10, and the joining section 21, which protrudes into the cavity 10 and the solder 3 received therein. The cavity 10 is delimited by the undercut section 12 and has an essentially frustoconical shape which is modified by the four radially receding ribs 15. Due to this undercut shape of the receiving section 11, a positive connection in all spatial directions is built up between the first component 1 and the solder 3. Due to the radially receding ribs 15, the solder 3 is also secured against twisting within the cavity 10. Furthermore, a positive-locking connection in all spatial directions is also built up between the second component 2 and the solder 3, since the joining section 21 of the second component 2 has the plate-shaped positive-locking section 22. In Fig. 1c, the solder 3 is not shown for the sake of clarity.
Die Fig. 2a-e zeigen schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbau einerweiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fügeverbindung 1000. Dargestellt sind jeweils Querschnittsansichten der beteiligten Bauteile und Kom ponenten. 2a-e show schematic representations of the method according to the invention for setting up a further embodiment of the joining connection 1000 according to the invention. Cross-sectional views of the parts and components involved are shown in each case.
Fig. 2a zeigt das Positionieren 100 des ersten Bauteils 1 relativ zu dem zweiten Bau teil 2, wobei die Bauteile 1 , 2 in der dargestellten Sollposition zueinander gefügt wer den sollen. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden eines Modulrahmens mit einem Tragrahmen einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrich tung ist dies die lichttechnische Sollposition, welche zur Erzeugung des gewünschten Lichteindrucks notwendig ist. Das erste Bauteil 1 weist die beispielsweise zylinderförmige Öffnung 14 in dem Bodenabschnitt 13 des Aufnahmeaufschnitts 11 auf. Der Bodenabschnitt 13 umfasst die Oberseite 13a, welche an die Kavität 10 an grenzt, sowie die Unterseite 13b. Der becherförmige Aufnahmeabschnitt 11 weist vor zugsweise ebenfalls die in den Fig. 1b-c dargestellten Rippen 15 auf. Vom zweiten Bauteil 2 ragt der stiftförmige Fügeabschnitt 21 mit dem tellerförmigen Formschluss abschnitt 22 in die Kavität 10 hinein. Fig. 2a shows the positioning 100 of the first component 1 relative to the second construction part 2, the components 1, 2 being joined to one another in the desired position shown. When using the method according to the invention for connecting a module frame to a support frame of a motor vehicle lighting device, this is the desired lighting position which is necessary to generate the desired light impression. The first component 1 has the example cylindrical opening 14 in the bottom section 13 of the receiving cutout 11. The bottom section 13 comprises the top side 13a, which adjoins the cavity 10, and the bottom side 13b. The cup-shaped receiving portion 11 preferably also has the ribs 15 shown in FIGS. 1b-c. From the second component 2, the pin-shaped joining section 21 with the plate-shaped form-fitting section 22 protrudes into the cavity 10.
Fig. 2b zeigt das Positionieren 101 des Gegenhalters 4 unterhalb des Bodenab schnitts 13 am Aufnahmeabschnitt 11 des ersten Bauteils 1. Der Gegenhalter 4 weist einen Endabschnitt mit einer schalenförmigen Gestalt auf, welche stirnseitig in Kontakt mit dem Bodenabschnitt 13 gebracht wird, sodass der Flohlraum 40 unterhalb der Un terseite 13b des Bodenabschnitts 13 gebildet wird. Dabei ist der Flohlraum 40 vor zugsweise lediglich durch die Öffnung 14 zugänglich, welche eine Verbindung des Flohlraums 40 mit der Kavität 10 darstellt. Fig. 2b shows the positioning 101 of the counter-holder 4 below the Bodenab section 13 on the receiving section 11 of the first component 1. The counter-holder 4 has an end section with a shell-like shape, which is brought into contact with the bottom section 13 at the front, so that the flea space 40 is formed below the underside 13b of the bottom portion 13. In this case, the flea space 40 is preferably only accessible through the opening 14, which represents a connection between the flea space 40 and the cavity 10.
Fig. 2c zeigt das Einfüllen 200 des Lots 3 in die Kavität 10, wobei das Lot 3 hier bei spielhaft in Form von Granalien 31 vorliegt. Alternativ kann das Lot 3 auch in Form ei ner Paste oder eines Drahtes eingebracht werden. Die Granalien 31 füllen die Kavität 10 auf, und rieseln durch die Öffnung 14 bis in den Hohlraum 40 hinein. 2c shows the filling 200 of the solder 3 into the cavity 10, the solder 3 being present here in the form of granules 31, for example. Alternatively, the solder 3 can also be introduced in the form of a paste or a wire. The granules 31 fill the cavity 10 and trickle through the opening 14 into the cavity 40.
Fig. 2d zeigt das Verflüssigen 300 des Lots 3. Das Verflüssigen 300 erfolgt durch Er wärmung des Lots 3 auf Temperaturen oberhalb seiner Liquidustemperatur, vorzugs weise mittels induktiver Erwärmung oder alternativ mittels Laser- oder Infrarotbestrah lung oder Ofenerwärmung. Im aufgeschmolzenen Zustand füllt das flüssige Lot 30 den Hohlraum 40, die Öffnung 14, sowie einen Teil der Kavität 10 aus, wobei auch der Formabschlussabschnitt 22 und ein Teil des Fügeabschnitts 21 des zweiten Bauteils 2 von dem flüssigen Lot 30 umschlossen werden. 2d shows the liquefaction 300 of the solder 3. The liquefaction 300 takes place by heating the solder 3 to temperatures above its liquidus temperature, preferably by means of inductive heating or alternatively by means of laser or infrared radiation or furnace heating. In the melted state, the liquid solder 30 fills the cavity 40, the opening 14, and part of the cavity 10, the mold closure section 22 and part of the joining section 21 of the second component 2 also being enclosed by the liquid solder 30.
Fig. 2e zeigt den Erhalt 400 der Fügeverbindung 1000, welche nach dem Erkalten des Lots 3 und dem Entfernen des Gegenhalters 4 ausgebildet ist. Der Gegenhalter 4 dient ausschließlich der Ausformung des pilzförmigen Abschnitts des Lots 3 unterhalb der Kavität 10 und ist kein Bestandteil der Fügeverbindung 1000. Aufgrund des pilzför migen Abschnitts des Lots 3 ist eine formschlüssige Verbindung in vertikaler Richtung zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem Lot 3 gebildet und über den im Lot 3 einge schlossenen Formschlussabschnitt 22 besteht eine formschlüssige Verbindung auch zwischen dem zweiten Bauteil 2 und dem Lot 3. Die Fügeverbindung 1000 weist eine wesentlich höhere Festigkeit auf als Klebeverbindungen aus dem Stand der Technik. Das Erkalten des Lots 3 aus der schmelzflüssigen Phase 30 erfolgt nach Abschalten der Wärmequelle typischerweise binnen weniger Sekunden, wodurch der erfindungs gemäße Vorteil einer im Vergleich zu im Stand der Technik verwendeten Klebeverfah ren überaus kurzen Prozesszeit zum Aufbau der Fügeverbindung 1000 resultiert. 2e shows the retention 400 of the joint connection 1000, which is formed after the solder 3 has cooled down and the counter-holder 4 has been removed. The counter holder 4 serves exclusively to form the mushroom-shaped section of the solder 3 below the cavity 10 and is not part of the joint connection 1000 The form-fit section 22 enclosed in the solder 3 is a form-fit connection also between the second component 2 and the solder 3. The joint connection 1000 has a significantly higher strength than adhesive connections from the prior art. The cooling of the solder 3 from the molten phase 30 typically takes place within a few seconds after the heat source has been switched off, which results in the advantage of an extremely short process time for establishing the joint 1000 compared to the prior art adhesive method used.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einerweiteren Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Fügeverbindung 1000 sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dargestellt ist wiederum eine Querschnittsansicht der beteiligten Bauteile und Kompo nenten. Der Unterschied zu der in den Fig. 2a-e dargestellten Variante liegt in der Ausbildung der formschlüssigen Verbindung zwischen dem erstem Bauteil 1 und dem Lot 3. Die Öffnung 14 weist dazu eine Flinterschneidung in Form einer kegelstumpfför migen Kontur auf, wodurch insbesondere in vertikaler Richtung ein Formschluss zwi schen erstem Bauteil 1 und Lot 3 ausgebildet ist. Der Gegenhalter 4 weist eine plane Oberseite auf, so dass bei der dargestellten Anlage des Gegenhalters 4 am Bodenab schnitt 13 die Öffnung 14 unterseitig verschlossen ist. Dadurch wird ein Herausfließen des verflüssigten Lots aus der Öffnung 14 verhindert, so dass nach dem Erkalten des Lots 3 die dargestellte Fügeverbindung 1000 resultiert. Vorzugsweise weist der Bo denabschnitt 13 eine Mehrzahl an Öffnungen 14 mit Hinterschneidung auf. Die Aus führungsform mit hinterschnittiger Öffnung 14 bietet den Vorteil eines geringeren Ma terialeinsatzes an Lot 3 im Vergleich zu der in den Fig. 2a-e dargestellten Variante. 3 shows a schematic representation of a further embodiment of the joint connection 1000 according to the invention and of the method according to the invention. In turn, a cross-sectional view of the components and components involved is shown. The difference to the variant shown in FIGS. 2a-e lies in the formation of the positive connection between the first component 1 and the solder 3. The opening 14 has a flint cut in the form of a truncated cone shaped contour, which in particular in the vertical direction a form fit between the first component 1 and solder 3's is formed. The counter-holder 4 has a flat top side, so that when the counter-holder 4 rests on the Bodenab section 13, the opening 14 is closed on the underside. This prevents the liquefied solder from flowing out of the opening 14, so that the joint connection 1000 shown results after the solder 3 has cooled down. The bottom section 13 preferably has a plurality of openings 14 with an undercut. The implementation with an undercut opening 14 offers the advantage of a lower material use of solder 3 compared to the variant shown in FIGS. 2a-e.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angege bene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearte ten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschrei bung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließ lich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, kön nen sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswe sentlich sein. The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiment given above. Rather, it is a number of variations conceivable, which makes use of the solution shown even with fundamentally different types of designs. All features and / or advantages arising from the claims, the description or the drawings, including structural details, spatial arrangements and process steps, can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1000 Fügeverbindung 1000 joint connections
1 erstes Bauteil 1 first component
10 Kavität 10 cavity
11 Aufnahmeabschnitt 11 receiving section
12 Hinterschneidungsabschnitt12 undercut section
13 Bodenabschnitt 13 floor section
13a Oberseite 13a top
13b Unterseite 13b bottom
14 Öffnung 14 opening
15 Rippe 15 rib
2 zweites Bauteil 2 second component
21 Fügeabschnitt 21 joining section
22 Formschlussabschnitt 22 form-fit section
3 Lot 3 lot
30 flüssiges Lot 30 liquid solder
31 Lot Granalie 31 lot of granules
4 Gegenhalter 4 counterholders
40 Hohlraum 40 cavity
100 Positionieren der Bauteile 100 Positioning the components
101 Positionieren des Gegenhalters101 Positioning the counter holder
200 Einfüllen des Lots 200 filling in the lot
300 Verflüssigen des Lots 300 Liquefying the solder
400 Erhalt der Fügeverbindung 400 Preservation of the joint

Claims

FUGEVERBINDUNG UND FUGEVERFAHREN Patentansprüche JOINT JOINT AND JOINT PROCESS Claims
1. Fügeverbindung (1000) zwischen einem ersten Bauteil (1) und einem zwei ten Bauteil (2), vorzugsweise zwischen einem Modulrahmen und einem Tragrahmen einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, wobei das erste Bauteil (1) und/oder das zweite Bauteil (2) einen Kunststoff umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeverbindung (1000) ein metalli sches Lot (3) aufweist. 1. Joining connection (1000) between a first component (1) and a two-th component (2), preferably between a module frame and a support frame of a motor vehicle lighting device, the first component (1) and / or the second component (2) being a plastic comprise, characterized in that the joint connection (1000) has a metallic solder (3).
2. Fügeverbindung (1000) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (1 ) einen Aufnahmeabschnitt (11 ) mit einer Kavität (10) und das zweite Bauteil (2) einen Fügeabschnitt (21) aufweisen, wobei das Lot (3) wenigstens teilweise in der Kavität (10) aufgenommen ist und sich der Fügeabschnitt (21) wenigstens teilweise in die Kavität (10) und das Lot (3) hinein erstreckt. 2. joining connection (1000) according to claim 1, characterized in that the first component (1) has a receiving section (11) with a cavity (10) and the second component (2) has a joining section (21), wherein the solder (3 ) is at least partially received in the cavity (10) and the joining section (21) extends at least partially into the cavity (10) and the solder (3).
3. Fügeverbindung (1000) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (11) einen Flinterschneidungsabschnitt (12) auf weist, derart, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem Lot (3) gebildet ist. 3. joining connection (1000) according to claim 2, characterized in that the receiving portion (11) has a flint cut portion (12) such that a positive connection between the first component (1) and the solder (3) is formed.
4. Fügeverbindung (1000) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (11) einen an die Kavität (10) angrenzen den Bodenabschnitt (13) mit wenigstens einer Öffnung (14) aufweist, wobei die Öffnung (14) eine an die Kavität (10) angrenzende Oberseite (13a) des Bodenabschnitts (13) mit einer Unterseite (13b) des Bodenabschnitts (13) verbindet, wobei das Lot (3) die Öffnung (14) ausfüllt und die Oberseite (13a) und die Unterseite (13b) des Bodenabschnitts (13) bedeckt, derart, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem Lot (3) gebildet ist. 4. joining connection (1000) according to claim 2 or 3, characterized in that the receiving portion (11) has a to the cavity (10) adjoining the bottom portion (13) with at least one opening (14), wherein the opening (14) has a the top (13a) of the bottom section (13) adjoining the cavity (10) connects to a bottom (13b) of the bottom section (13), the solder (3) filling the opening (14) and the top (13a) and the bottom (13b) of the bottom section (13) covered in such a way that that a positive connection is formed between the first component (1) and the solder (3).
5. Fügeverbindung (1000) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (11) einen an die Kavität (10) angrenzen den Bodenabschnitt (13) mit wenigstens einer Öffnung (14) aufweist, wobei die Öffnung (14) eine Hinterschneidung aufweist und eine an die Kavität (10) angrenzende Oberseite (13a) des Bodenabschnitts (13) mit einer Un terseite (13b) des Bodenabschnitts (13) verbindet, wobei das Lot (3) die Öff nung (14) ausfüllt, derart, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem Lot (3) gebildet ist. 5. joining connection (1000) according to claim 2 or 3, characterized in that the receiving portion (11) has a to the cavity (10) adjoining the bottom portion (13) with at least one opening (14), wherein the opening (14) has a Has an undercut and connects a top side (13a) of the bottom section (13) adjoining the cavity (10) to an underside (13b) of the bottom section (13), the solder (3) filling the opening (14) in such a way that that a positive connection is formed between the first component (1) and the solder (3).
6. Fügeverbindung (1000) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügeabschnitt (21) einen Formschlussabschnitt (22) aufweist, derart, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Bauteil (2) und dem Lot (3) gebildet ist. 6. joining connection (1000) according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the joining section (21) has a form-fitting section (22) such that a form-fitting connection between the second component (2) and the solder (3) is formed is.
7. Fügeverbindung (1000) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (11) wenigstens eine Rippe (15) aufweist, welche sich wenigstens teilweise in die Kavität (10) und das Lot (3) hinein erstreckt. 7. joining connection (1000) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the receiving section (11) has at least one rib (15) which extends at least partially into the cavity (10) and the solder (3).
8. Fügeverbindung (1000) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot (3) eine Liquidustemperatur aus einem Temperaturbereich von 140°C bis 450°C und/oder aus einem Temperatur bereich von 140°C bis 330°C aufweist. 8. joining connection (1000) according to any one of the preceding claims, characterized in that the solder (3) has a liquidus temperature from a temperature range from 140 ° C to 450 ° C and / or from a temperature range from 140 ° C to 330 ° C .
9. Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung umfassend einen Modulrahmen zur Aufnahme eines Lichtmoduls und/oder eines Optikmoduls, weiterhin umfas send einen Tragrahmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulrahmen und der Tragrahmen mittels einer Fügeverbindung (1000) nach einem der vorgenannten Ansprüche miteinander verbunden sind. 9. Motor vehicle lighting device comprising a module frame for receiving a light module and / or an optical module, further comprising a support frame, characterized in that the module frame and the support frame are connected to one another by means of a joint connection (1000) according to one of the preceding claims.
10. Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils (1 ) mit einem zweiten Bauteil (2), vorzugsweise zum Fügen eines Modulrahmens mit einem Tragrahmen einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, wobei das erste Bauteil (1) und/oder das zweite Bauteil (2) einen Kunststoff umfassen, wobei wenigs tens die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: 10. A method for joining a first component (1) to a second component (2), preferably for joining a module frame to a support frame of a motor vehicle lighting device, the first component (1) and / or the second component (2) comprising a plastic, at least the following process steps are carried out:
- Bereitstellen des ersten Bauteils (1) mit einem Aufnahmeabschnitt (11 ), wobei der Aufnahmeabschnitt (11 ) eine Kavität (10) aufweist, und des zweiten Bauteils (2) mit einem Fügeabschnitt (21), - providing the first component (1) with a receiving section (11), wherein the receiving section (11) has a cavity (10), and the second component (2) with a joining section (21),
- Positionieren (100) des ersten Bauteils (1) relativ zu dem zweiten Bauteil (2), wobei der Fügeabschnitt (21) wenigstens teilweise in die Kavität (10) hineingeführt wird, - Positioning (100) the first component (1) relative to the second component (2), the joining section (21) being at least partially guided into the cavity (10),
- Einfüllen (200) eines metallischen Lots (3) in die Kavität (10),- Filling (200) a metallic solder (3) into the cavity (10),
- Verflüssigen (300) des Lots (3) mittels Erwärmen auf eine Tempera tur oberhalb der Liquidustemperatur, und - Liquefying (300) of the solder (3) by means of heating to a tempera ture above the liquidus temperature, and
- Erkalten des Lots (3) und Erhalt (400) einer Fügeverbindung (1000) zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem zweiten Bauteil (2). - Cooling of the solder (3) and preservation (400) of a joint (1000) between the first component (1) and the second component (2).
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (1 ) mit einem Aufnahmeabschnitt (11 ) bereitgestellt wird, welcher ei nen an die Kavität (10) angrenzenden Bodenabschnitt (13) mit wenigstens einer Öffnung (14) aufweist, wobei die Öffnung (14) eine an die Kavität (10) angrenzende Oberseite (13a) des Bodenabschnitts (13) mit einer Unterseite (13b) des Bodenabschnitts (13) verbindet, wobei nach dem Positionieren (100) des ersten Bauteils (1) relativ zu dem zweiten Bauteil (2) ein Gegen halter (4) an den Aufnahmeabschnitt (11) positioniert wird (101), wobei zwi schen dem Gegenhalter (4) und der Unterseite (13b) des Bodenabschnitts (13) ein Hohlraum (40) gebildet wird, welcher durch die Öffnung (14) im Bodenabschnitt (13) mit der Kavität (10) verbunden ist, derart, dass das Lot (3) nach dem Verflüssigen (300) in den Hohlraum (40) fließt. 11. The method according to claim 10, characterized in that the first component (1) is provided with a receiving section (11) which has a bottom section (13) adjoining the cavity (10) with at least one opening (14), wherein the opening (14) connects an upper side (13a) of the base section (13) adjoining the cavity (10) to an underside (13b) of the base section (13), wherein after the positioning (100) of the first component (1) relative to the second component (2) a counter holder (4) is positioned (101) on the receiving section (11), with a cavity (40) being formed between the counter holder (4) and the underside (13b) of the bottom section (13) , which through the opening (14) in Bottom section (13) is connected to the cavity (10) in such a way that the solder (3) flows into the cavity (40) after liquefying (300).
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste12. The method according to claim 10, characterized in that the first
Bauteil (1 ) mit einem Aufnahmeabschnitt (11 ) bereitgestellt wird, welcher ei nen an die Kavität (10) angrenzenden Bodenabschnitt (13) mit wenigstens einer Öffnung (14) aufweist, wobei die Öffnung (14) eine Hinterschneidung aufweist und eine an die Kavität (10) angrenzende Oberseite (13a) des Bo denabschnitts (13) mit einer Unterseite (13b) des Bodenabschnitts (13) ver bindet, wobei nach dem Positionieren (100) des ersten Bauteils (1) relativ zu dem zweiten Bauteil (2) ein Gegenhalter (4) an die Unterseite (13b) des Bodenabschnitts (13) positioniert wird, wobei der Gegenhalter (4) die Öff nung (14) zur Unterseite (13b) verschließt, derart, dass das Lot (3) nach dem Verflüssigen (300) nicht aus der Öffnung (14) heraus fließt. Component (1) is provided with a receiving section (11) which has a bottom section (13) adjoining the cavity (10) with at least one opening (14), the opening (14) having an undercut and one to the cavity (10) adjoining top (13a) of the bottom section (13) with an underside (13b) of the bottom section (13) ver binds, after positioning (100) the first component (1) relative to the second component (2) a Counterholder (4) is positioned on the underside (13b) of the bottom section (13), the counterholder (4) closing the opening (14) to the underside (13b) in such a way that the solder (3) after liquefying (300 ) does not flow out of the opening (14).
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