EP1981696A2 - Verfahren zur ultraschall-verschweissung und baumodul, insbesondere kraftfahrzeug-türmodul - Google Patents

Verfahren zur ultraschall-verschweissung und baumodul, insbesondere kraftfahrzeug-türmodul

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Publication number
EP1981696A2
EP1981696A2 EP07703980A EP07703980A EP1981696A2 EP 1981696 A2 EP1981696 A2 EP 1981696A2 EP 07703980 A EP07703980 A EP 07703980A EP 07703980 A EP07703980 A EP 07703980A EP 1981696 A2 EP1981696 A2 EP 1981696A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
projections
motor vehicle
indentation
components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07703980A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jose Luis Perez Madueno
Rafel Perlach I De Ribot
Joaquin Martin Perez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Original Assignee
Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Faurecia Innenraum Systeme GmbH filed Critical Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Publication of EP1981696A2 publication Critical patent/EP1981696A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29K2055/02—ABS polymers, i.e. acrylonitrile-butadiene-styrene polymers
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    • B29K2995/0037—Other properties
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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3005—Body finishings
    • B29L2031/3014—Door linings

Definitions

  • the invention relates to a method for ultrasonic welding and a building module having welded together components, in particular a motor vehicle door module.
  • ultrasonic welding methods are known from the prior art.
  • the electrical vibrations generated by an ultrasonic generator are converted into mechanical vibrations of the same frequency and fed to the workpiece via a welding tool, that is to say a so-called sonotrode.
  • the molded parts to be welded are plasticized at the joining surfaces and welded using pressure.
  • plastic components such as ABS, PMMA, PC, PS and weld SAM together.
  • it can also be welded joints of plastics with other materials, such as metals, produced by ultrasonic welding.
  • DE 199 34 596 A1 shows a plug with a waterproof construction, which is produced by ultrasonic welding, and DE 103 49 240 A1 a waterproof sealing arrangement of a jacketed cable, which is also ultrasonically welded.
  • the invention is based on the object to provide an improved method for ultrasonic welding of components as well as a building module, which has welded together components, in particular a motor vehicle door module.
  • a method for ultrasonic welding of first and second components wherein the first component has a recess for receiving first and second projections of the second component.
  • these are first positioned so that the first and second projections protrude into the indentation and touch a bottom of the indentation. Thereafter, an ultrasonic vibration is transmitted to the components, so that there is a relative movement between the components. The soil is pressed against the first and second projections, so that the Deforming projections in opposite directions. Welded joints are thereby formed between the projections and the bottom.
  • the resulting welded connection can be made watertight. This is the case in particular when the welded connections are each formed over a relatively large area on the sides of the projections.
  • the indentation is formed substantially trapezium-truncated.
  • the indentation is approximately between 7 mm and 25 mm, in particular approximately 15 mm, deep and has an opening in the range of approximately 4 mm to 32 mm, in particular approximately 8 mm to 16 mm.
  • the wall thickness of the indentation may be, for example, approximately between 1 mm and 6 mm, in particular approximately 3 mm.
  • the two projections before welding are substantially parallel to each other.
  • the two projections may be perpendicular to the second component.
  • the two projections each have a wall thickness of about 1 mm to 6 mm, in particular about 3 mm.
  • the two projections have a distance of about 0.5 to 0.95 times the opening of the recess.
  • the two projections are approximately the same length.
  • the ultrasonic vibration is transmitted by means of a sonotrode to the first component.
  • the sonotrode has a working surface with a point which is placed on the back of the bottom between the two projections. In this position of the sonotrode, the ultrasound Transmit vibration, the sonotrode is pressed simultaneously on the back of the soil.
  • the working surface is wave-shaped, with two half waves originating from the tip.
  • the indentation and the projections are arranged symmetrically after their positioning in the indentation and the working surface of the sonotrode after placement of its tip on the back of the bottom.
  • the first or the second component is a carrier plate on which various components are arranged by ultrasonic welding.
  • the carrier plate is the carrier of a motor vehicle door module.
  • the invention relates to a building module with at least first and second components which are welded together.
  • the first component has half-wave shaped portions which weld to corresponding projections of the second component.
  • the welded joints are formed over a relatively large area on the sides of the projections.
  • the welded joints are waterproof.
  • the building module is a door module, in particular a motor vehicle door module.
  • Motor vehicle door modules are known per se from the prior art, in particular motor vehicle door modules with a carrier, which defines a wet area and a dry area inside the motor vehicle door, cf. for example EP 0 944 497 and EP 0 961 703.
  • a carrier which defines a wet area and a dry area inside the motor vehicle door, cf. for example EP 0 944 497 and EP 0 961 703.
  • the problem of sealing occurs to maintain separation between the dry and wet regions.
  • rubber seals are used in the prior art, which makes the assembly consuming.
  • rubber seals may become porous over time and therefore leaky.
  • the present invention provides a remedy by providing a watertight ultrasonic weld for attaching components to the carrier and / or for mounting the carrier inside the door.
  • various components of a door module can be attached to the carrier, such as electrical components, in particular electrical connectors, power window components, speaker components, components of a control panel, in particular switch components, and the like.
  • This provides a cost effective way of producing a motor vehicle support module while improving the long term sealing of the door module since the ultrasonic welds, unlike seals, are not subject to aging by means of sealants.
  • FIG. 2 shows the view of FIG. 1 after the welding of the components
  • Figure 3 is a schematic plan view of a motor vehicle door module.
  • the indentation 102 is in the embodiment considered here approximately in the shape of a truncated cone. There are, however other shapes of indentation 102 are possible, such as rectangular, square, or other geometric shapes.
  • the bottom 104 has a depth T of a few millimeters, such as between 7 mm and 25 mm, in particular about 15 mm.
  • the indentation 102 forms an opening 106 with a width W of a few millimeters, in particular between 4 mm and 32 mm, for example between about 8 mm and 16 mm.
  • the aspect ratio of the width W to the depth T is preferably in the range between 0.5 and 2.
  • the wall thickness S is in the region of the indentation, in particular in the region of its side edges 138 and 140, for example between 1 mm and 6 mm, in particular approximately 3 mm.
  • the component 100 may be made of a thermoplastic material in the region of its recess 102, such as ABS or another plastic.
  • the component 108 has two approximately equally long projections 112 and 114.
  • the projections 112 and 114 are substantially parallel to each other and have the same length, which is slightly above the depth T.
  • the wall thickness of the projections may be of the order of S.
  • the projections 112 and 114 are spaced from each other by a distance A, wherein this distance A may be, for example, about 0.5 to 1 times the width W of the opening of the recess 106.
  • the projections 112, 114 of the component 108 consist for example of a thermoplastic material, such as ABS or another plastic.
  • the projections 112 and 114 have sides 130, 134 and 132, 136 of which respectively serve subregions for forming joining surfaces for welding to the indentation 102, in particular with their side edges 138, 140 and the bottom 104 thereof, as in FIG. 2 shown.
  • a sonotrode 116 the working surface 118 is shown in the figure 1.
  • the work surface has a tip 120 from which two approximately half-wave shaped portions 122 and 124 emanate.
  • these components are initially positioned relative to each other so that the projections 112 and 114 of the component 108 project into the recess 102 so that they touch the bottom 104 of the recess 102.
  • the sonotrode 116 is placed with its tip 120 on the back of the bottom 104 approximately in the center of the bottom 104.
  • the components 100 and 108 are positioned so that at approximately in the middle of the back of the bottom 104 patched tip 120 of the sonotrode 116 results in an approximately symmetrical arrangement to the central axis 126.
  • the sonotrode 116 After placement of the tip 120 of the sonotrode 116, the sonotrode 116 is set in ultrasonic vibrations 128 in order to induce a relative movement, in particular between the bottom 104 and the projections 112 and 114. This leads to the formation of welded joints.
  • the projection 112 is welded with its side 130 to the bottom 104 and / or with its side 134 and the side edge 138.
  • the bottom 104 has been deformed in the ultrasonic welding process in such a way that it has adapted to the shape of the working surface 118 of the sonotrode 116. Further, by pushing down the sonotrode 116 to the bottom 104 during the ultrasonic welding operation, the projections 112 are and 114 have been bent to the left or right so that they have laid with their sides 130 and 132 respectively to the bottom 104 and with their sides 134 and 136 to the side edges 138 and 140, respectively, so that corresponding welds between the bottom 104 and the projections 112, 114 result.
  • the side flanks 138 and 140 are also deformed according to the shape of the working surface 118 of the sonotrode and lie against the outer sides 134 and 136 of the projections 112 and 114, so that here also welds can result.
  • the Sontrode 116 After switching off the ultrasonic vibration 128 may be advantageous depending on the embodiment, the Sontrode 116 still for a few seconds to press against the bottom 104 until the welds are cured.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the component 100 as a carrier plate for a motor vehicle door module.
  • the component 100 serves to separate a wet area and a dry area inside a motor vehicle door.
  • FIG. 3 shows the component 100 in a schematic plan view of the wet area in the direction of the dry area, that is to say the front side of the component 100 lying above in FIG. 3 delimits the wet area, whereas the rear side of the component 100 defines the dry area.
  • One or more components 108 may be arranged on the rear side of the component 100 within the dry area, with FIG. 3 showing, by way of example, the component 108 with dashed lines.
  • the component 108 may, for example, form an electrical component, in particular an electrical connector, a window regulator component, a switch component, a loudspeaker component or the like.
  • the component 108 is welded to the indentations of the component 100, that is to say in particular to the bottoms 100 and 104 ', as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the component 100 may also have one or more recesses, which may be formed similarly to the recess 102 of FIGS. 1 and 2, in order to form ultrasonic welded connections of the type shown in FIGS. 1 and 2, for example with a door inner panel 142. to secure the component inside the door.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ultraschall-Verschweißung eines ersten (100) und eines zweiten Bauteils (108), wobei das erste Bauteil eine Einbuchtung (102) zur Aufnahme von ersten (112) und zweiten Vorsprüngen (114) des zweiten Bauteils hat, mit folgenden Schritten: Positionierung der ersten und zweiten Bauteile, so dass die ersten und zweiten Vorsprünge in die Einbuchtung ragen und einen Boden (104, 104') der Einbuchtung berühren, Übertragung einer Ultraschall-Schwingung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den ersten und zweiten Bauteilen, wobei der Boden gegen die ersten und zweiten Vorsprünge gedrückt wird, so dass der erste Vorsprung (112) in eine erste Richtung und der zweite Vorsprung (114) in einer der ersten Richtung gegenläufige zweite Richtung verformt wird, und zumindest eine erste Schweißverbindung (130, 104) zwischen dem ersten Vorsprung und dem Boden und eine zweite Schweißverbindung (132, 104) zwischen dem zweiten Vorsprung und dem Boden gebildet werden.

Description

Internes Zeichen: FAUR.205.23 WO
Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Faureciastraße 1
76767 Hagenbach
Verfahren zur Ultraschall-Verschweißung und Baumodul, insbesondere
Kraftfahrzeug -Türm od u I
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ultraschall-Verschweißung sowie ein Baumodul, das miteinander verschweißte Bauteile aufweist, insbesondere ein Kraftfahrzeug- Türmodul.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ultraschall-Schweißverfahren bekannt. Im Allgemeinen werden die von einem Ultraschall-Generator erzeugten elektrischen Schwingungen in mechanische Schwingungen gleicher Frequenz umgewandelt und über ein Schweißwerkzeug, das heißt eine sogenannte Sonotrode, dem Werkstück zugeleitet. Durch die Einwirkung des Ultraschalls werden die zu verschweißenden Formteile an den Fügeflächen plastifiziert und unter Anwendung von Druck verschweißt. Beispielsweise lassen sich so Kunststoffbauteile zum Beispiel aus ABS, PMMA, PC, PS und SAM miteinander verschweißen. Es können aber auch Schweißverbindungen von Kunststoffen mit anderen Werkstoffen, wie zum Beispiel Metallen, durch Ultraschall- Schweißen hergestellt werden.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Sonotrodenformen für die Ultraschall- Verschweißung bekannt geworden, wie zum Beispiel aus DE 20 2005 003 067 U1 , DE 299 23 223 U1 , DE 298 23 967 U1 , DE 298 13 964 U1 , DE 203 14 781 U1 , DE 200 02 555 U1 und DE 198 54 013 C2.
Durch Ultraschall-Verschweißung lassen sich auch wasserdichte Aufbauten herstellen. Beispielsweise zeigt die DE 199 34 596 A1 einen Stecker mit einem wasserdichten Aufbau, der durch Ultraschall-Verschweißung hergestellt wird, und die DE 103 49 240 A1 eine wasserdichte Abdichtanordnung eines ummantelten Kabels, welche ebenfalls ultraschallverschweißt ist.
Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Ultraschall-Verschweißung von Bauteilen zu schaffen sowie ein Baumodul, das miteinander verschweißte Bauteile aufweist, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Türmodul.
Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Ultraschall-Verschweißung von ersten und zweiten Bauteilen geschaffen, wobei das erste Bauteil eine Einbuchtung zur Aufnahme von ersten und zweiten Vorsprüngen des zweiten Bauteils aufweist. Für die Ultraschall- Verschweißung der ersten und zweiten Bauteile werden diese zunächst so positioniert, dass die ersten und zweiten Vorsprünge in die Einbuchtung ragen und einen Boden der Einbuchtung berühren. Danach wird eine Ultraschall-Schwingung auf die Bauteile über- tragen, so dass es zu einer Relativbewegung zwischen den Bauteilen kommt. Dabei wird der Boden gegen die ersten und zweiten Vorsprünge gedrückt, so dass sich die Vorsprünge in einander entgegengesetzte Richtungssinne verformen. Zwischen den Vorsprüngen und dem Boden werden dadurch jeweils Schweißverbindungen gebildet.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass die resultierende Schweißverbindung wasserdicht ausgebildet sein kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Schweißverbindungen jeweils relativ großflächig an den Seiten der Vorsprünge gebildet werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Einbuchtung im wesentlichen trapez- stumpfförmig ausgebildet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Einbuchtung ca. zwischen 7 mm und 25 mm, insbesondere ca. 15 mm, tief und hat eine Öffnung im Bereich von ca. 4 mm bis 32 mm, insbesondere ca. 8 mm bis 16 mm. Die Wandstärke der Einbuchtung kann zum Beispiel ca. zwischen 1 mm und 6 mm, insbesondere ca. 3 mm betragen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Vorsprünge vor der Verschweißung im wesentlichen parallel zueinander. Insbesondere können die beiden Vorsprünge senkrecht auf dem zweiten Bauteil stehen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung haben die beiden Vorsprünge jeweils eine Wandstärke von ca. 1 mm bis 6 mm, insbesondere ca. 3 mm.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung haben die beiden Vorsprünge einen Abstand des ca. 0,5 bis 0,95 fachen der Öffnung der Einbuchtung.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Vorsprünge in etwa gleich lang.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die Ultraschall-Schwingung mit Hilfe einer Sonotrode auf das erste Bauteil übertragen. Beispielsweise hat die Sonotrode eine Arbeitsfläche mit einer Spitze, die auf die Rückseite des Bodens zwischen den beiden Vorsprüngen aufgesetzt wird. In dieser Position der Sonotrode wird die Ultraschall- Schwingung übertragen, wobei die Sonotrode gleichzeitig auf die Rückseite des Bodens gedrückt wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Arbeitsfläche wellenförmig ausgebil- det, wobei zwei Halbwellen von der Spitze ausgehen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Einbuchtung und die Vorsprünge nach deren Positionierung in der Einbuchtung sowie die Arbeitsfläche der Sonotrode nach Aufsetzen von deren Spitze auf die Rückseite des Bodens symmetrisch angeord- net.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem ersten oder bei dem zweiten Bauteil um eine Trägerplatte, an dem durch Ultraschall-Verschweißung verschiedene Komponenten angeordnet werden. Beispielsweise handelt es sich bei der Trägerplatte um den Träger eines Kraftfahrzeug-Türmoduls.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Baumodul mit zumindest ersten und zweiten Bauteilen, die miteinander verschweißt sind. Das erste Bauteil hat halbwellenförmige Abschnitte, die mit entsprechenden Vorsprüngen des zweiten Bauteils eine Schweißverbindung bilden. Beispielsweise sind die Schweißverbindungen relativ großflächig an den Seiten der Vorsprünge ausgebildet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Schweißverbindungen wasserdicht.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Baumodul um ein Türmodul, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Türmodul. Kraftfahrzeug-Türmodule sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere auch Kraftfahrzeug-Türmodule mit einem Träger, der einen Nassbereich und einen Trockenbereich innerhalb der Kraftfahrzeug-Tür definiert, vgl. zum Beispiel EP 0 944 497 und EP 0 961 703. Bei der Anbringung von Komponenten an dem Träger und / oder der Anbringung des Trägers innerhalb der Tür tritt das Problem der Abdichtung zur Aufrechterhaltung der Trennung zwischen Trocken- und Nassbereich auf. Für eine solche Abdichtung werden im Stand der Technik Dichtungsgummis verwendet, was die Montage aufwendig macht. Außerdem können Dichtungsgummis im Lauf der Zeit porös und damit undicht werden. Hier schafft die vorliegende Erfindung Abhilfe, indem sie eine wasserdichte Ultraschall- Verschweißung zur Anbringung von Komponenten an dem Träger und / oder zur Anbringung des Trägers im Inneren der Tür ermöglicht.
Beispielsweise können durch Ultraschall-Verschweißung verschiedene Komponenten eines Türmoduls an dem Träger befestigt werden, wie zum Beispiel elektrische Komponenten, insbesondere elektrische Konnektoren, Fensterheber-Komponenten, Lautsprecherkomponenten, Komponenten eines Bedienfelds, insbesondere Schalterkomponenten, und dergleichen.
Dadurch wird eine kosteneffiziente Möglichkeit für die Herstellung eines Kraftfahrzeug- Trägermoduls geschaffen, wobei gleichzeitig die Langzeitdichtigkeit des Türmoduls verbessert wird, da die Ultraschall-Schweißverbindungen anders als Abdichtungen mittels Dichtmitteln keiner Alterung unterliegen.
Im weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch zwei miteinander zu verschweißende Bauteile vor dem Schweißvorgang,
Figur 2 die Ansicht der Figur 1 nach der Verschweißung der Bauteile,
Figur 3 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug-Türmodul.
Die Figur 1 zeigt ein Bauteil 100 mit einer Einbuchtung 102. Die Einbuchtung 102 ist in der hier betrachteten Ausführungsform in etwa trapezstumpfförmig. Es sind jedoch auch andere Formen der Einbuchtung 102 möglich, wie zum Beispiel rechteckig, quadratisch oder andere geometrische Formen.
An dem Trapezstumpf der Einbuchtung 102 ist ein Boden 104 gebildet. Der Boden 104 hat eine Tiefe T von einigen Millimetern, wie zum Beispiel zwischen 7 mm und 25 mm, insbesondere ca. 15 mm.
Die Einbuchtung 102 bildet eine Öffnung 106 mit einer Weite W von einigen Millimetern, insbesondere zwischen 4 mm und 32 mm, beispielsweise zwischen ca. 8 mm und 16 mm. Das Seitenverhältnis der Weite W zur Tiefe T liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 und 2.
Die Wandstärke S liegt im Bereich der Einbuchtung, insbesondere im Bereich von deren Seitenflanken 138 und 140, beispielsweise zwischen 1 mm und 6 mm, insbesonde- re bei ca. 3 mm.
Das Bauteil 100 kann im Bereich seiner Einbuchtung 102 aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, wie zum Beispiel ABS oder einem anderen Kunststoff.
Das Bauteil 108 hat zwei in etwa gleich lange Vorsprünge 112 und 114. Die Vorsprünge 112 und 114 verlaufen im wesentlichen parallel zueinander und haben die gleiche Länge, die etwas über der Tiefe T liegt. Die Wandstärke der Vorsprünge kann in der Größenordnung von S liegen.
Die Vorsprünge 112 und 114 sind um einen Abstand A voneinander beabstandet, wobei dieser Abstand A zum Beispiel das ca. 0,5 bis 1 fache der Weite W der Öffnung der Einbuchtung 106 betragen kann. Die Vorsprünge 112, 114 des Bauteils 108 bestehen beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie zum Beispiel ABS oder einem anderen Kunststoff. Die Vorsprünge 112 und 114 haben Seiten 130, 134 bzw. 132, 136 von denen jeweils Teilbereiche zur Ausbildung von Fügeflächen zur Verschweißung mit der Einbuchtung 102, insbesondere mit deren Seitenflanken 138, 140 und deren Boden 104, dienen, wie in der Fig. 2 dargestellt. Zur Ultraschall-Verschweißung der Bauteile 100 und 108 dient eine Sonotrode 116, deren Arbeitsfläche 118 in der Figur 1 gezeigt ist. Die Arbeitsfläche hat eine Spitze 120 von der zwei in etwa halbwellenförmige Bereiche 122 und 124 ausgehen.
Zur Ultraschall-Verschweißung der Bauteile 100 und 108 werden diese Bauteile zunächst so relativ zueinander positioniert, dass die Vorsprünge 112 und 114 des Bauteils 108 in die Einbuchtung 102 ragen, so dass sie den Boden 104 der Einbuchtung 102 berühren.
Die Sonotrode 116 wird mit ihrer Spitze 120 auf die Rückseite des Bodens 104 in etwa in der Mitte des Bodens 104 aufgesetzt.
Beispielsweise werden die Bauteile 100 und 108 so positioniert, dass sich bei in etwa in der Mitte der Rückseite des Bodens 104 aufgesetzter Spitze 120 der Sonotrode 116 eine zu der Mittelachse 126 in etwa symmetrische Anordnung ergibt.
Nach dem Aufsetzen der Spitze 120 der Sonotrode 116 wird die Sonotrode 116 in Ultraschall-Schwingungen 128 versetzt, um eine Relativbewegung insbesondere zwischen dem Boden 104 und den Vorsprüngen 112 und 114 zu induzieren. Dabei kommt es zur Ausbildung der Schweißverbindungen.
Diese Schweißverbindungen sind in der Figur 2 dargestellt. Der Vorsprung 112 ist mit seiner Seite 130 an den Boden 104 geschweißt und/oder mit seiner Seite 134 and die Seitenflanke 138. Ebenso verhält es sich mit dem Vorsprung 114, der mit seiner Seite 132 an den Boden 104 und/oder mit seiner Seite 136 an die Seitenflanke 140 geschweißt ist.
Wie in der Figur 2 ebenfalls dargestellt, ist der Boden 104 bei dem Ultraschall- Schweißvorgang so verformt worden, dass er sich der Form der Arbeitsfläche 118 der Sonotrode 116 angepasst hat. Durch das Herunterdrücken der Sonotrode 116 auf den Boden 104 während des Ultraschall-Schweißvorgangs sind ferner die Vorsprünge 112 und 114 nach links bzw. rechts gebogen worden, so dass sie sich mit ihren Seiten 130 bzw. 132 an den Boden 104 bzw. mit ihren Seiten 134 und 136 and die Seitenflanken 138 bzw. 140 gelegt haben, so dass entsprechende Schweißverbindungen zwischen dem Boden 104 und den Vorsprüngen 112, 114 resultieren.
Bei der Ultraschall-Verschweißung werden die Seitenflanken 138 und 140 ebenfalls entsprechend der Form der Arbeitsfläche 118 der Sonotrode verformt und legen sich an die äußeren Seiten 134 bzw. 136 der Vorsprünge 112 und 114 an, so dass hier ebenfalls Schweißverbindungen resultieren können.
Nach Abschalten der Ultraschall-Schwingung 128 kann es je nach Ausführungsform vorteilhaft sein, die Sontrode 116 noch für einige Sekunden gegen den Boden 104 zu drücken, bis die Schweißverbindungen ausgehärtet sind.
Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform des Bauteils 100 als Trägerplatte für ein Kraftfahrzeug-Türmodul. Beispielsweise dient das Bauteil 100 zur Trennung eines Nassbereichs und eines Trockenbereichs im Inneren einer Kraftfahrzeug-Tür.
Die Figur 3 zeigt das Bauteil 100 in einer schematischen Draufsicht vom Nassbereich in Richtung auf den Trockenbereich, das heißt die in der Figur 3 oben liegende Vorderseite des Bauteils 100 grenzt den Nassbereich ab, wohingegen die Rückseite des Bauteils 100 den Trockenbereich definiert.
An der Rückseite des Bauteils 100 können innerhalb des Trockenbereichs ein oder mehrere Bauteile 108 angeordnet sein, wobei die Figur 3 exemplarisch das Bauteil 108 mit gestrichelten Linien zeigt. Das Bauteil 108 kann beispielsweise eine elektrische Komponente, insbesondere einen elektrischen Konnektor, eine Fensterheberkomponente, eine Schalterkomponente, eine Lautsprecherkomponente oder dergleichen bilden. Das Bauteil 108 ist mit den Einbuchtungen des Bauteils 100, das heißt insbesondere mit den Böden 100 und 104' verschweißt, so wie es in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist.
Ferner kann das Bauteil 100 auch ein oder mehrere Einbuchtungen, die ähnlich der Einbuchtung 102 der Figuren 1 und 2 ausgebildet sein können, aufweisen, um Ultraschall-Schweißverbindungen der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Art zum Beispiel mit einem Tür-Innenblech 142 auszubilden, um das Bauteil im Inneren der Tür zu befestigen.
Bezugszeichenliste
100 Bauteil
102 Einbuchtung
104 Boden
104' Boden
106 Öffnung
108 Bauteil
10 112 Vorsprung
114 Vorsprung
116 Sontrode
118 Arbeitsfläche
120 Spitze
15 122 Bereich
124 Bereich
126 Mittelachse
128 Ultraschallschwingung
130 Seite
20 132 Seite
134 Seite
136 Seite
138 Seitenfläche
140 Seitenfläche
25 142 Tür-Innenblech

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Ultraschall-Verschweißung eines ersten (100) und eines zweiten Bauteils (108), wobei das erste Bauteil eine Einbuchtung (102) zur Aufnahme von ersten (112) und zweiten Vorsprüngen (114) des zweiten Bauteils hat, mit folgenden Schritten:
Positionierung der ersten und zweiten Bauteile, so dass die ersten und zwei- ten Vorsprünge in die Einbuchtung ragen und einen Boden (104, 104') der
Einbuchtung berühren,
Übertragung einer Ultraschall-Schwingung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den ersten und zweiten Bauteilen, wobei der Boden gegen die ersten und zweiten Vorsprünge gedrückt wird, so dass der erste Vorsprung
(112) in eine erste Richtung und der zweite Vorsprung (114) in einer der ersten Richtung gegenläufige zweite Richtung verformt wird, und zumindest eine erste Schweißverbindung (130, 104) zwischen dem ersten Vorsprung und dem Boden und eine zweite Schweißverbindung (132, 104) zwischen dem zweiten Vorsprung und dem Boden gebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Einbuchtung trapezstumpfförmig ausgebildet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einbuchtung ca. zwischen 7 mm und 25 mm, insbesondere ca. 15 mm tief ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 , 2 oder 3, wobei eine
Öffnung der Einbuchtung ca. zwischen 4 mm und 32 mm, insbesondere ca. 8 mm bis 16 mm weit ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Wandstärke der Einbuchtung ca. zwischen 1 mm und 6 mm, insbesondere ca. 3 mm beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten und zwei- ten Vorsprünge vor der Übertragung der Ultraschall-Schwingung im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten und zweiten Vorsprünge vor der Übertragung der Ultraschall-Schwingung im wesentlichen senkrecht auf dem zweiten Bauteil stehen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Wandstärke der Vorsprünge ca. zwischen 1 mm und 6 mm, insbesondere ca. 3 mm beträgt
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstand der ersten und zweiten Vorsprünge das ca. 0,5 bis 1 fache der Weite einer Öffnung der Einbuchtung beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten und zwei- ten Vorsprünge im wesentlichen die gleiche Länge haben.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einbuchtung und die ersten und zweiten Vorsprünge nach der Positionierung symmetrisch angeordnet sind.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ultraschall- Schwingung mit Hilfe einer Sonotrode (116) auf das erste Bauteil übertragen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Sonotrode eine Arbeitsfläche (118) mit einer Spitze (120) hat, und wobei die Sonotrode mit der Spitze auf der Rückseite eines Bodens (104; 104') der Einbuchtung zwischen den ersten und zweiten Vorsprüngen aufgesetzt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei an der Arbeitsfläche der Sonotrode zwei in etwa halbwellenförmige Bereiche (122, 124) ausgebildet sind, die von der Spitze (120) ausgehen.
15. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei die Arbeitsfläche der Sonotrode symmetrisch ausgebildet ist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem ersten Bauteil um eine Trägerplatte handelt.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem zweiten Bauteil um eine Trägerplatte handelt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine dritte
Schweißverbindung (134, 138) zwischen dem ersten Vorsprung und einer ersten Flanke (138) der Einbuchtung und eine vierte Schweißverbindung (136, 140) zwischen dem zweiten Vorsprung und einer zweiten Flanke (140) der Einbuchtung gebildet werden.
19. Kraftfahrzeug-Baumodul mit ersten und zweiten Bauteilen (100, 108), wobei das erste Bauteil erste und zweite gewellte Abschnitte (104) aufweist, die mit entsprechenden ersten und zweiten Vorsprüngen (112, 114) des zweiten Bauteils zumindest erste und zweite Schweißverbindungen bilden.
20. Kraftfahrzeug-Baumodul nach Anspruch 19, wobei die Schweißverbindungen wasserdicht sind.
21. Kraftfahrzeug-Baumodul nach Anspruch 19 oder 20, wobei zumindest eines der Bauteile ganz oder teilweise aus Kunststoff besteht.
22. Kraftfahrzeug-Baumodul nach Anspruch 19, 20 oder 21 , wobei es sich um ein Türmodul für ein Kraftfahrzeug handelt.
23. Kraftfahrzeug-Baumodul nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei es sich bei einem der Bauteile um einen Träger für ein Kraftfahrzeug-Türmodul handelt.
24. Kraftfahrzeug-Baumodul nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei es sich bei einem der Bauteile um eine Komponente eines Türmoduls handelt, wie zum Beispiel eine elektrische Komponente, insbesondere einen elektrischen Konnektor, eine Fensterheberkomponente, eine Lautsprecherkomponente, eine Bedienkomponente oder dergleichen.
25. Kraftfahrzeug-Baumodul nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei an den Vorsprüngen jeweils beidseitig Schweißverbindungen (138, 134; 130, 104; 132, 104; 136, 140) mit dem ersten Bauteil ausgebildet sind.
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