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Title:
TOOL FOR WELDING A LIGHT PANE TO A HOUSING OF A MOTOR VEHICLE LIGHT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/001252
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a tool (100) for welding a light pane (5) to a housing (4) of a motor vehicle light, comprising a base body (1) and at least one heating element (2) arranged on the base body (1), wherein the heating element (2) is displaceable relative to the base body (1) between an idle position and a welding position.

Inventors:
KARGER, Odo (DE)
Application Number:
EP2020/067832
Publication Date:
January 07, 2021
Filing Date:
June 25, 2020
Export Citation:
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Assignee:
HELLA GMBH & CO. KGAA (DE)
International Classes:
B29C65/14; F21S43/27; B29L31/30
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Claims:
Patentansprüche

1. Werkzeug (100) zum Verschweißen einer Lichtscheibe (5) mit einem Ge häuse (4) einer Automobilleuchte umfassend einen Grundkörper (1 ) und mindestens ein an dem Grundkörper (1 ) angeordnetes Heizelement (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) relativ zu dem Grund körper (1 ) zwischen einer Ruheposition und einer Heizposition verschiebbar ist.

2. Werkzeug (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das

Heizelement (2) einen Führungskörper (21 ) und einen daran aufgenomme nen Heizwiderstand (22) umfasst, wobei der Führungskörper (21 ) an dem Grundkörper (1 ) verschiebbar angeordnet ist, und wobei der Führungskör per (21 ) eine gewinkelte und/oder gekrümmte Gestalt aufweist.

3. Werkzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (100) einen Pneumatikzylinder oder einen Servomotor um fasst, wobei das Heizelement (2) mittels des Pneumatikzylinders oder mit tels des Servomotors verschiebbar ist.

4. Werkzeug (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 ) eine im Wesentlichen plattenför mige Gestalt mit einer Unterseite (10) aufweist, wobei eine z-Richtung (z) durch die Oberflächennormale der Unterseite (10) und eine x-Richtung (x) durch eine Tangente an die Unterseite (10) definiert sind, und wobei auf der Unterseite (10) das Heizelement (2) angeordnet und in einer Verschiebe richtung verschiebbar ist, wobei die Verschieberichtung der x-Richtung (x) entspricht oder wobei die Projektion der Verschieberichtung auf die x- Richtung (x) und auf die z-Richtung (z) nichtverschwindende Komponenten aufweist.

5. Werkzeug (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der

Unterseite (10) ein zweites Heizelement (2‘) aufgenommen ist, wobei durch das verschiebbare Heizelement (2) in der Heizposition und das zweite Heizelement (2‘) die Kontur einer Fügefläche (40) des Gehäuses (4) nach gebildet ist.

6. Werkzeug (100) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Unterseite (10) gegenüberliegenden Oberseite (11 ) des Grundkörpers (1 ) ein drittes Heizelement (3) angeordnet ist, durch welches die Kontur einer Fügefläche (50) der Lichtscheibe (5) nachgebildet ist.

7. Werkzeug (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (10) des Grundkörpers (1 ) eine schräge Teil oberfläche (12) aufweist, wobei die Projektion der Oberflächennormale der Teiloberfläche (12) auf die x-Richtung (x) und auf die z-Richtung (z) nicht- verschwindende Komponenten aufweist, und wobei das verschiebbare Heizelement (2) an der Teiloberfläche (12) aufgenommen ist.

8. Vorrichtung (200) zum Verschweißen einer Lichtscheibe (5) mit einem Ge häuse (4) einer Automobilleuchte mindestens umfassend:

- ein unteres Aufnahmewerkzeug für das Leuchtengehäuse (4),

- ein oberes Aufnahmewerkzeug für die Lichtscheibe (5),

- ein Schweißwerkzeug (100) gemäß Anspruch 6 oder 7,

- je eine Hubvorrichtung zum Verfahren des unteren Aufnahmewerk zeugs und des oberen Aufnahmewerkzeugs in eine Erwärmungspo sition und in eine Schweißposition, und

- eine Vorrichtung zum Einfahren des Schweißwerkzeugs (100) in eine Fügeebene zwischen dem ersten Aufnahmewerkzeug und dem zwei ten Aufnahmewerkzeug. 9. Vorrichtung (200) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Schweißwerkzeug (100) gemäß Anspruch 7 umfasst und dass das untere Aufnahmewerkzeug ein starres Kulissenstück (6) umfasst, welches dazu eingerichtet ist, beim Verfahren des unteren Aufnahmewerk zeugs in die Erwärmungsposition das verschiebbare Heizelement (2) am Schweißwerkzeug (100) in die Heizposition zu verschieben.

10. Verfahren zum Verschweißen einer Lichtscheibe (5) mit einem Gehäuse (4) einer Automobilleuchte mittels einer Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 8 mindestens umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

- Aufnehmen des Gehäuses (4) in dem unteren Aufnahmewerkzeug und der Lichtscheibe (5) in dem oberen Aufnahmewerkzeug,

- Einfahren des Schweißwerkzeugs (100) in die Fügeebene zwischen dem Gehäuse (4) und der Lichtscheibe (5), wobei die Unterseite (10) des Grundkörpers (1 ) der Fügefläche (40) des Gehäuses (4) zuge wandt ist, die Oberseite (11 ) des Grundkörpers (1 ) der Fügefläche (50) der Lichtscheibe (5) zugewandt ist und sich das verschiebbare Heizelement (2) in der Ruheposition befindet,

- Hochfahren des unteren Aufnahmewerkzeugs und Absenken des oberen Aufnahmewerkzeugs in die jeweilige Erwärmungsposition,

- Verschieben des verschiebbaren Heizelements (2) in die Heizpositi on,

- Erwärmen und Plastifizieren der Fügeflächen (40, 50) des Gehäuses (4) und der Lichtscheibe (5) mittels der Heizelemente (2, 2‘, 3),

- Verschieben des verschiebbaren Heizelements (2) in die Ruhepositi on,

- Absenken des unteren Aufnahmewerkzeugs und Hochfahren des oberen Aufnahmewerkzeugs aus der jeweiligen Erwärmungsposition,

- Ausfahren des Schweißwerkzeugs (100),

- Hochfahren des unteren Aufnahmewerkzeugs und Absenken des oberen Aufnahmewerkzeugs in die Schweißposition, in welcher die Fügeflächen (40, 50) des Gehäuses (4) und der Lichtscheibe (5) un- ter einem Fügedruck aneinandergedrückt werden, und Abwarten ei ner Erkaltungsdauer der Fügeflächen (40, 50),

- Absenken des unteren Aufnahmewerkzeugs und Flochfahren des oberen Aufnahmewerkzeugs aus der Schweißposition, und

- Entnahme einer schweißverbundenen Einheit aus dem Gehäuse (4) und der Lichtscheibe (5).

11. Verfahren zum Verschweißen einer Lichtscheibe (5) mit einem Gehäuse (4) einer Automobilleuchte mittels einer Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 9 mindestens umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

- Aufnehmen des Gehäuses (4) in dem unteren Aufnahmewerkzeug in einer Ausgangsposition und der Lichtscheibe (5) in dem oberen Auf nahmewerkzeug,

- Einfahren des Schweißwerkzeugs (100) in die Fügeebene zwischen dem Gehäuse (4) und der Lichtscheibe (5), wobei die Unterseite (10) des Grundkörpers (1 ) der Fügefläche (40) des Gehäuses (4) zuge wandt ist, die Oberseite (11 ) des Grundkörpers (1 ) der Fügefläche (50) der Lichtscheibe (5) zugewandt ist und sich das verschiebbare Heizelement (2) in der Ruheposition befindet,

- Hochfahren des unteren Aufnahmewerkzeugs und Absenken des oberen Aufnahmewerkzeugs in die jeweilige Erwärmungsposition, wobei das verschiebbare Heizelement (2) mittels des Kulissenstücks (6) in die Heizposition verschoben wird,

- Erwärmen und Plastifizieren der Fügeflächen (40, 50) des Gehäuses (4) und der Lichtscheibe (5) mittels der Heizelemente (2, 2‘, 3),

- Absenken des unteren Aufnahmewerkzeugs und Hochfahren des oberen Aufnahmewerkzeugs aus der jeweiligen Erwärmungsposition, wobei das verschiebbare Heizelement (2) mittels Schwerkraft in die Ruheposition verschoben wird,

- Ausfahren des Schweißwerkzeugs (100),

- Hochfahren des unteren Aufnahmewerkzeugs und Absenken des oberen Aufnahmewerkzeugs in die Schweißposition, in welcher die Fügeflächen (40, 50) des Gehäuses (4) und der Lichtscheibe (5) un ter einem Fügedruck aneinandergedrückt werden, und Abwarten ei ner Erkaltungsdauer der Fügeflächen (40, 50),

- Absenken des unteren Aufnahmewerkzeugs und Hochfahren des oberen Aufnahmewerkzeugs aus der Schweißposition, und

- Entnahme einer schweißverbundenen Einheit aus dem Gehäuse (4) und der Lichtscheibe (5).

Description:
Werkzeug zum Verschweißen einer Lichtscheibe mit einem Gehäuse

einer Automobilleuchte

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Verschweißen einer Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Automobilleuchte umfassend einen Grundkörper und min destens ein an dem Grundkörper angeordnetes Heizelement.

STAND DER TECHNIK

Gehäuse und Lichtscheiben von Automobilleuchten werden heutzutage üblicherweise aus thermoplastischen Kunststoffen gefertigt und beispielsweise mittels Heizelement schweißen miteinander gefügt. Dieses Fügeverfahren wird beispielsweise in der DVS Richtlinie 2215-1„Heizelementschweißen von Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffen in der Serienfertigung“ beschrieben. Das Funktionsprinzip beruht darauf, die Fügeflächen der Formteile mit einem Heizelement durch Berührung oder berüh rungslos durch Wärmestrahlung zu plastifizieren und anschließend nach dem Entfer nen des Heizelements unter einem Fügedruck miteinander zu verschweißen.

Beispielsweise offenbart die DE 10 2016 109 985 A1 ein Verfahren zum Verschwei ßen einer Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Automobilleuchte, wofür wenigstens ein Fügebereich der Lichtscheibe und wenigstens ein Fügebereich des Gehäuses mit tels einer Wärmeeinbringung erwärmt werden, um einen Schmelzzustand der Werk stoffe der Lichtscheibe und des Gehäuses in den Fügebereichen zu erzeugen, wobei die Wärmeeinbringung durch die Bestrahlung der Fügebereiche mittels einer Infrarot strahlung erzeugt wird und dass eine Verschweißung mit der eingebrachten Wärme ausgeführt wird.

Bei Verfahren und Vorrichtungen aus dem Stand der Technik kommen üblicherweise Schweißwerkzeuge zum Einsatz, welche aus einem etwa plattenförmigen Grundkör per mit auf der Oberseite und auf der Unterseite angeordneten Heizelementen beste hen, wobei die Heizelemente jeweils die Kontur einer der zu erwärmenden Fügeflä chen nachbildet. Ein derartiges Schweißwerkzeug wird zum Erwärmen der Fügeflä- chen in einer Fügeebene zwischen den Fügepartnern positioniert, welche in Aufnah mewerkzeugen aufgenommen sind. Üblicherweise sind die beiden Aufnahmewerk zeuge an je einer Flubvorrichtung angeordnet, mittels derer die aufgenommenen Fü gepartner in geradlinigen Hubbewegungen in eine Erwärmungsposition an die Heiz elemente des Schweißwerkzeugs herangefahren werden. In der Erwärmungsposition haben die Fügeflächen und die Heizelemente den zum Plastifizieren der Fügeflächen mittels Wärmestrahlung optimalen Arbeitsabstand bzw. sind in Körperkontakt gebracht im Falle eines auf Berührung der Fügeflächen mit den Heizelementen basierenden Erwärmungsverfahrens.

Nachteilig an der Verwendung von derartigen Schweißwerkzeugen nach dem Stand der Technik sind damit einhergehende Einschränkungen hinsichtlich der Gestalt der Fügepartner und der Anordnung ihrer Fügeflächen. Beispielsweise ist es dabei nicht möglich, eine in einer Hinterschneidung angeordnete Fügefläche mittels der Heizele mente zu erwärmen, da beim Heranfahren des entsprechenden Fügepartners an das Schweißwerkzeug unvermeidlich ein Körperkontakt zwischen dem Heizelement und dem die Hinterschneidung abschattenden Abschnitts des Fügepartners eintritt, so dass Heizelement und Fügepartner nicht in die zum Erwärmen der Fügefläche not wendige Stellung zueinander gebracht werden können. Insbesondere bei mehrteiligen Automobilheckleuchten bestehen zunehmend gestalterische Ansprüche an ein ver schwindend geringes Spaltmaß zwischen den einzelnen Leuchtensegmenten, damit im Warmbild ein möglichst homogener Leuchteindruck entsteht, so dass im Leuchten gehäuse aufgenommene, lichttechnische Elemente in unmittelbarer Nachbarschaft zu der randseitig umlaufenden Fügefläche zwischen Gehäuse und Lichtscheibe ange ordnet werden, wodurch ebenfalls eine starke Beeinträchtigung hinsichtlich der Zu gänglichkeit der gehäuseseitigen Fügefläche für ein Schweißwerkzeug nach dem Stand der Technik resultiert.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrich tung vorzuschlagen, mittels derer die vorgenannten Nachteile des Standes der Tech- nik überwunden werden und insbesondere ein Verschweißen einer Lichtscheibe mit einem Leuchtengehäuse mit stark eingeschränkter Zugänglichkeit der Fügeflächen möglich ist.

Diese Aufgabe wird unter Verwendung eines Schweißwerkzeugs gemäß dem Ober begriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen ange geben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Heizelement an dem

Grundkörper des Schweißwerkzeugs zwischen einer Ruheposition und einer Heizpo sition verschiebbar angeordnet ist.

Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, durch die verschiebbare Anord nung des Heizelements am Schweißwerkzeug einen zusätzlichen Translationsfrei heitsgrad zu schaffen, so dass in Kombination mit der von Schweißvorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannten, geradlinigen Hubbewegung eines Aufnahmewerk zeugs auch Fügeflächen in Hinterschneidungen oder in anderweitig geometrisch ein geschränkten Anordnungen am Fügepartner in eine geeignete Erwärmungsposition relativ zu dem Heizelement gebracht werden können. In Bezug auf die Hubachse des Aufnahmewerkzeugs, im Folgenden z-Achse genannt, kann die Verschiebungsrich tung des verschiebbaren Heizelements beispielsweise rechtwinklig oder schrägwinklig orientiert sein oder es kann vorteilhaft sein, eine rechtwinklige Verschiebungsrichtung mit einem schrägwinklig vom Grundkörper des Schweißwerkzeugs abstehenden Heizelement zu kombinieren. Verfahrenstechnisch wird beim Vorschub des Aufnah mewerkzeugs in die Erwärmungsposition das verschiebbare Heizelement beispiels weise in seiner Ruheposition belassen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Heizelement in dieser Position während des Vorschubs des Aufnahmewerkzeugs nicht in eine Kollision mit einem Abschnitt des zugeordneten Fügepartners geraten kann. Insbesondere kann die Ruheposition im Vergleich zur Heizposition lateral weiter von der zugeordneten Fügefläche beabstandet sein. Nach Erreichen der Erwär mungsposition des Aufnahmewerkzeugs kann das Heizelement in die Heizposition verschoben werden, wobei durch derart seitliche Heranführung des verschiebbaren Heizelements die die zugeordnete Fügefläche entlang der z-Achse überdeckenden Abschnitte des Fügepartners umgangen werden können.

In vorteilhafter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs umfasst das Heizelement einen Führungskörper und einen daran aufgenommenen Heizwider stand, wobei der Führungskörper an dem Grundkörper verschiebbar angeordnet ist, und wobei der Führungskörper eine gewinkelte und/oder gekrümmte Gestalt aufweist. In dieser Ausführungsform kann mittels der geometrischen Ausgestaltung des Füh rungskörpers eine weitere Anpassung des Schweißwerkzeugs an komplex geformte Fügepartner mit schwer zugänglichen Fügeflächen realisiert werden, beispielsweise kann ein Führungskörper mit L-förmigem Querschnitt zur Adressierung einer Fügeflä che in einer Hinterschneidung geeignet sein.

Beispielsweise kann das Schweißwerkzeug zum Verschieben des Heizelements einen Pneumatikzylinder oder einen Servomotor umfassen, welche in geeigneter Weise am Grundkörper angeordnet sind und das Heizelement zwischen Ruhe- und Heizposition verschieben können.

Vorzugsweise weist der Grundkörper eine im Wesentlichen plattenförmige Gestalt mit einer Unterseite auf, wobei eine z-Richtung durch die Oberflächennormale der Unter seite und eine x-Richtung durch eine Tangente an die Unterseite definiert sind, und wobei auf der Unterseite das Heizelement angeordnet und in einer Verschieberichtung verschiebbar ist, wobei die Verschieberichtung der x-Richtung entspricht oder wobei die Projektion der Verschieberichtung auf die x-Richtung und auf die z-Richtung nicht- verschwindende Komponenten aufweist. Bei Verwendung eines solchen Schweiß werkzeugs in einer entsprechenden Vorrichtung ist die z-Richtung kollinear zur z- Achse der Hubvorrichtung orientiert. Die Verschiebung des Heizelements vollzieht sich beispielsweise tangential zur Unterseite des Grundkörpers, wozu beispielsweise entsprechende Schienen zur beweglichen Aufnahme des Führungskörpers des Heiz elements am Grundkörper vorgehalten sein können. Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, verschiebbare und aus dem Stand der Technik bekannte, starre Heizelemente an einem Schweißwerkzeug miteinander zu kombinie ren. So kann bei vorgenannter Ausführungsform an der Unterseite des Grundkörpers ein zweites Heizelement aufgenommen sein, wobei durch das verschiebbare Heiz element in der Heizposition und das zweite Heizelement gemeinsam die Kontur einer Fügefläche eines Leuchtengehäuses nachgebildet ist. Dies ist zweckmäßig, wenn die Zugänglichkeit der Fügefläche des Gehäuses lediglich abschnittsweise behindert ist, während die übrigen Abschnitte mit einem Heizelement aus dem Stand der Technik durch rein geradlinige Annäherung entlang der z-Richtung auf den erforderlichen Ar beitsabstand zur Erwärmung angenähert werden können.

In weiterer Ausführungsform ist auf einer der Unterseite gegenüberliegenden Obersei te des plattenförmigen Grundkörpers ein drittes Heizelement angeordnet, durch wel ches die Kontur einer Fügefläche der Lichtscheibe nachgebildet ist. Mittels eines der artigen Schweißwerkzeugs kann ein Leuchtengehäuse mit wenigstens abschnittswei se schwer zugänglicher Fügefläche mit einer Lichtscheibe verschweißt werden.

Vorzugsweise weist die Unterseite des plattenförmigen Grundkörpers eine schräge Teiloberfläche auf, wobei die Projektion der Oberflächennormale der Teiloberfläche auf die x-Richtung und auf die z-Richtung nichtverschwindende Komponenten auf weist, und wobei das verschiebbare Heizelement an der Teiloberfläche aufgenommen ist. Zweck einer derartigen Bauweise ist es, das verschiebbare Heizelement durch die Schwerkraft in seiner Ruheposition zu halten bzw. dorthin zu verschieben. Dazu wird das erfindungsgemäße Schweißwerkzeugs in einer Schweißvorrichtung derart positi oniert, dass die Schwerkraft entlang der z-Richtung wirkt, dass also die Unterseite des plattenförmigen Grundkörpers zum Erdboden weist. Dementsprechend ist die schräge Teiloberfläche, an welcher das verschiebbare Heizelement aufgenommen ist, derart orientiert, dass das Heizelement in der Ruheposition einen geringeren Abstand zum Erdboden aufweist als in der Heizposition. Bei Abwesenheit weiterer Kräfte wird das Heizelement demnach durch die Schwerkraft in Richtung der Ruheposition beschleu nigt bzw. dort gehalten. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Verschweißen einer Licht scheibe mit einem Gehäuse einer Automobilleuchte mindestens umfassend:

- ein unteres Aufnahmewerkzeug für das Leuchtengehäuse,

- ein oberes Aufnahmewerkzeug für die Lichtscheibe,

- ein erfindungsgemäßes Schweißwerkzeug in einer der vorgenannten Ausführungs formen mit plattenförmigem Grundkörper,

- je eine Hubvorrichtung zum Verfahren des unteren Aufnahmewerkzeugs und des oberen Aufnahmewerkzeugs in eine Erwärmungsposition und in eine Schweißpositi on, und

- eine Vorrichtung zum Einfahren des Schweißwerkzeugs in eine Fügeebene zwi schen dem ersten Aufnahmewerkzeug und dem zweiten Aufnahmewerkzeug.

Die Hubvorrichtung arbeitet dabei entlang der z-Achse und das Einfahren des

Schweißwerkzeugs erfolgt seitlich, d.h. entlang einer zur z-Achse im Wesentlichen orthogonalen Achse.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ein Schweißwerkzeug in vorgenannter Ausfüh rungsform mit schräger Teiloberfläche, und das untere Aufnahmewerkzeug umfasst ein starres Kulissenstück, welches dazu eingerichtet ist, beim Verfahren des unteren Aufnahmewerkzeugs in die Erwärmungsposition das verschiebbare Heizelement am Schweißwerkzeug in die Heizposition zu verschieben. Beim Vorschub der unteren Aufnahmewerkzeugs gerät das Kulissenstück in Körperkontakt mit dem in der Ruhe position befindlichen Heizelement und führt dieses beim weiteren Vorschub mit, wobei sich das Heizelement genau dann in der Heizposition befindet, wenn das untere Auf nahmewerkzeug die Erwärmungsposition eingenommen hat.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verschweißen einer Lichtschei be mit einem Gehäuse einer Automobilleuchte mittels einer erfindungsgemäßen Vor richtung mindestens umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

- Aufnehmen des Gehäuses in dem unteren Aufnahmewerkzeug in einer Ausgangs position und der Lichtscheibe in dem oberen Aufnahmewerkzeug,

- Einfahren des Schweißwerkzeugs in die Fügeebene zwischen dem Gehäuse und der Lichtscheibe, wobei die Unterseite des Grundkörpers der Fügefläche des Gehäu- ses zugewandt ist, die Oberseite des Grundkörpers der Fügefläche der Lichtscheibe zugewandt ist und sich das verschiebbare Heizelement in der Ruheposition befindet,

- Hochfahren des unteren Aufnahmewerkzeugs und Absenken des oberen Aufnah mewerkzeugs in die jeweilige Erwärmungsposition,

- Verschieben des verschiebbaren Heizelements in die Heizposition,

- Erwärmen und Plastifizieren der Fügeflächen des Gehäuses und der Lichtscheibe mittels der Heizelemente,

- Verschieben des verschiebbaren Heizelements in die Ruheposition,

- Absenken des unteren Aufnahmewerkzeugs und Hochfahren des oberen Aufnah mewerkzeugs aus der jeweiligen Erwärmungsposition,

- Ausfahren des Schweißwerkzeugs,

- Hochfahren des unteren Aufnahmewerkzeugs und Absenken des oberen Aufnah mewerkzeugs in die Schweißposition, in welcher die Fügeflächen des Gehäuses und der Lichtscheibe unter einem Fügedruck aneinandergedrückt werden, und Abwarten einer Erkaltungsdauer der Fügeflächen,

- Absenken des unteren Aufnahmewerkzeugs und Hochfahren des oberen Aufnah mewerkzeugs aus der Schweißposition, und

- Entnahme einer schweißverbundenen Einheit aus dem Gehäuse und der Lichtschei be.

Bei Verwendung einer Schweißvorrichtung mit starrem Kulissenstück am unteren Auf nahmewerkzeug erfolgt das Verschieben des Heizelements in die Heizposition simul tan während des Hochfahrens des unteren Aufnahmewerkzeugs in die Erwärmungs position, und das Verschieben des Heizelements in die Ruheposition erfolgt mittels Wirkung der Schwerkraft beim Absenken des unteren Aufnahmewerkzeugs. Alternativ zu einer derartigen schwerkraftbasierten Positionierung kann bevorzugt auch eine Verschiebung über eine Kulisse mit pneumatischer oder federbelasteter Rückholung Verwendung finden.

BEVORZUGTES AUSFUHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch einen Abschnitt einer zweiteiligen

Fleckleuchte mit eingeschränkt zugänglichen Schweißverbindungen,

Fig. 2a, 2b Aufsichten auf ein erfindungsgemäßes Schweißwerkzeug, und

Fig. 3a, 3b Querschnittsansichten durch Abschnitte einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung und eines daran aufgenommenen Fleckleuchtengehäuses.

Fig. 1 zeigt zur Illustration der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe eine Quer schnittsansicht durch einen Abschnitt einer zweiteiligen Fleckleuchte mit einge schränkt zugänglichen Schweißverbindungen 45, 45‘. Die zweiteilige Fleckleuchte um fasst die Kotflügelleuchte A und die Fleckdeckelleuchte B, welche jeweils ein Leuch tengehäuse 4, 4‘, eine Lichtscheibe 5, 5‘ sowie ein lichttechnisches Bauteil 7, 7‘ auf weisen. Die in der Zeichenebene oben verlaufenden Abschnitt der Lichtscheiben 5, 5‘ stellen den rückwärtigen Abschluss der Fleckleuchtensegmente A und B dar, der in Fig. 1 dargestellte Querschnitt zeigt also eine horizontale Schnittebene.

Bei modernen Fleckleuchten bestehen designerische Forderungen nach einem mög lichst geringen Abstand AB der Lichtfunktionen, damit im Warmbild der Fleckleuchte, d.h. bei eingeschalteten Lichtfunktionen, ein räumlich möglichst homogener Lichtein druck entsteht, welcher auch im Übergangsbereich zwischen Kotflügelleuchte A und Fleckdeckelleuchte B keine weithin sichtbare Unterbrechung aufweist. Zur Minimie rung des Abstandes AB sollen die lichttechnischen Bauteile 7, 7‘ derart in den Gehäu sen 4, 4‘ angeordnet, dass sie im Bereich der Lichtscheiben 5, 5‘ nahezu in Körper kontakt mit den Lichtscheiben 5, 5‘ treten.

Die Schweißverbindungen 45, 45' zwischen Gehäusen 4, 4' und Lichtscheiben 5, 5' würden somit von den lichttechnischen Bauteilen 7, 7' nahezu überdeckt. Der Abstand zwischen den Schweißverbindungen 45, 45' und den in der Zeichenebene oben ver laufenden, rückwärtigen Abschnitten der Lichtscheiben 5, 5' beträgt typischerweise bis zu 40 mm, um eine Sichtbarkeit der Lichtfunktionen auch bei seitlichem Betrachten der Heckleuchte zu gewährleisten. Beim Plastifizieren der Fügeflächen mittels Wär mestrahlung beträgt der Abstand zwischen den Fügeflächen, welche in den hier dar gestellten Schweißverbindungen 45, 45' verlaufen, und den verwendeten Heizelemen ten typischerweise 2 mm. Infrarot-Heizelemente nach dem Stand der Technik umfas sen einen draht- oder bandförmigen Heizwiderstand, welcher in einem Führungskör per aufgenommen ist. Die Dicke derartiger Heizelemente ist wesentlich größer als die Dicke der Lichtscheiben 5, 5‘. Somit entsteht im dargestellten Fall durch die vorste henden lichttechnischen Bauteile 7, 7' selbst bei Verwendung eines Schweißverfah rens basierend auf berührungsloser Erwärmung eine starke Einschränkung der Zu gänglichkeit der gehäuseseitigen Fügeflächen für ein entsprechendes Heizelement.

Ein Heranführen eines Heizelements an die gehäuseseitigen Fügeflächen mittels ei ner geradlinigen Hubbewegung entlang einer in der Zeichenebene vertikal von oben nach unten verlaufenden Richtung, wie es in Schweißvorrichtungen aus dem Stand der Technik üblich ist, wäre hier nicht bis zu dem geforderten Arbeitsabstand von etwa 2 mm möglich, da zuvor eine Kollision des Heizelementes mit über die Fügeflächen vorstehenden Abschnitten eines lichttechnischen Bauteils 7, 7' einträte. Mit Schweiß werkzeugen bzw. -Vorrichtungen aus dem Stand der Technik können die in Fig. 1 dar gestellten Schweißverbindungen 45, 45' folglich nicht erzeugt werden, woraus sich die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ableitet.

In Fig. 2a und 2b sind Aufsichten entlang der z-Richtung z auf die Unterseite 10 eines erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs 100 dargestellt, welches den plattenförmigen Grundkörper 1 sowie das verschiebbare Heizelement 2 und das starre Heizelement 2' umfasst. Die Heizelemente 2, 2' umfassen die Führungskörper 21 , 2T und die daran aufgenommenen Heizwiderstände 22, 22‘. Die Heizwiderstände 22, 22' bestehen hier aus gewellten, metallischen Bändern mit typischen Abmessungen von 4 mm Breite und 0,8 mm Dicke, welche zur Abstrahlung von mittelwelliger Infrarotstrahlung bei Bestromung ausgebildet sind. Die Heizwiderstände 22, 22' sind in passend dimensio nierten Aussparungen an der Stirnseite der Führungskörper 21 , 2T eingebettet. Der Querschnitt des Führungskörpers 21 ' des starren Heizelements 2' kann rechteckig oder trapezförmig ausgebildet sein, seine Flankenhöhe, d.h. der Abstand in z- Richtung z zwischen Heizwiderstand 22' und Unterseite 10 des Grundkörpers 1 , be trägt bis zu 50 mm. Der Querschnitt des Führungskörpers 21 des verschiebbaren Heizelements 2 ist L-förmig, wobei in der hier dargestellten Ansicht die Unterseite ei nes Schenkels des„L“ zu sehen ist. Das Heizelement 2 ist entlang der x-Richtung x verschiebbar, wozu der Führungskörper 21 beispielsweise an schienenartigen Gleit führungen 13 auf der Unterseite 10 des Grundkörpers 1 aufgenommen ist.

Fig. 2a zeigt die Stellung des verschiebbaren Heizelements 2 in seiner Ruheposition, in welcher das Heizelement 2 in x-Richtung x zum starren Heizelement 2' beabstandet ist. In dieser Stellung vollzieht sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Annä herung von Schweißwerkzeug 100 und dem zu verschweißenden Leuchtengehäuse entlang der z-Richtung z. Ein über die Fügefläche abschnittsweise vorstehender Teil eines im Leuchtengehäuse angeordneten, lichttechnischen Bauteils (siehe Fig. 1 ) kann dabei durch den Spalt zwischen verschiebbarem Heizelement 2 und starrem Heizelement 2' kollisionsfrei hindurchfahren.

Fig. 2b zeigt die Stellung des verschiebbaren Heizelements 2 in seiner Heizposition, in welcher das Heizelement 2 am starren Heizelement 2' anliegt, so dass der Verlauf der beiden Heizwiderstände 22, 22' die Kontur der Fügefläche des zu verschweißenden Leuchtengehäuses nachbildet.

In Fig. 3a und 3b sind Querschnittsansichten durch Abschnitte einer erfindungsgemä ßen Schweißvorrichtung 200 mit einem Schweißwerkzeug 100 und einem aufgenom menen Gehäuse 4 einer Kotflügelleuchte A dargestellt. Das Schweißwerkzeug 100 umfasst den im Wesentlichen plattenförmigen Grundkörper 1 , dessen Unterseite 10 die schräge Teiloberfläche 12 aufweist, an welcher der Führungskörper 21 des Heiz elements 2 verschiebbar aufgenommen ist. Auf der Oberseite 11 des Grundkörpers 1 ist das obere Heizelement 3 umfassend den Führungskörper 31 und den Heizwider stand 32 angeordnet, welches zum Erwärmen der Fügefläche einer zugeordneten Lichtscheibe vorgesehen ist. Das Schweißwerkzeug 100 befindet sich in der Füge- ebene zwischen dem Gehäuse 4 und der Lichtscheibe. Die Lichtscheibe und das sie aufnehmende obere Aufnahmewerkzeug der Vorrichtung 200 sind hier nicht darge stellt. Das Gehäuse 4 mit dem darin angeordneten, lichttechnischen Bauteil 7 ist in dem unteren Aufnahmewerkzeug der Vorrichtung 200 aufgenommen, wobei das unte re Aufnahmewerkzeug hier nicht dargestellt ist.

Fig. 3a zeigt das verschiebbare Heizelement 2 in der Ruheposition, in welcher es durch die Schwerkraft gehalten wird. Das Annähern der Fügefläche 40 des Gehäuses 4 an den Heizwiderstand 22 erfolgt mittels einer Hubbewegung entlang der z-Richtung z des unteren Aufnahmewerkzeugs, wobei auch das an dem unteren Aufnahmewerk zeug angeordnete, starre Kulissenstück 6 entsprechend in z-Richtung z verfahren wird. Das Kulissenstück 6 erfüllt die Funktion eines Mitnehmers und ab dem Zeitpunkt, in dem es in Kontakt mit dem Führungskörper 21 gerät, wird das Heizelement 2 beim weiteren Hochfahren des unteren Aufnahmegeräts entlang der schrägen Teiloberflä che 12 verschoben. Während des Annäherns des Gehäuses 4 in z-Richtung z wird also das Heizelement 2 durch eine simultane Gleitbewegung mit einer Bewegungs komponente in x-Richtung x seitlich an die Fügefläche 40 herangeführt, wobei der na senartig über die Fügefläche 40 vorstehende Abschnitt des lichttechnischen Bauteils 7 quasi umfahren wird.

In Fig. 3b befindet sich das untere Aufnahmewerkzeug in der Erwärmungsposition und das verschiebbare Heizelement 2 in der Heizposition, d.h. die Fügefläche 40 und der Heizwiderstand 22 sind in z-Richtung z passend zueinander beabstandet und in x- Richtung x passend zueinander ausgerichtet, so dass das Erwärmen und Plastifizie ren der Fügefläche 40 vollzogen werden kann. Beim anschließenden Absenken des unteren Aufnahmewerkzeugs löst sich der Kontakt zwischen dem Führungskörper 21 und dem Kulissenstück 6, so dass der Führungskörper 21 unter dem Einfluss der Schwerkraft die schräge Teiloberfläche 12 heruntergleitet, bis dass das Heizelement wieder in die Ruheposition zurückgekehrt ist. Das Heizelement 2 bewegt sich dem nach beim Absenken des unteren Aufnahmewerkzeugs entlang derselben Trajektorie wie beim Hochfahren, so dass also auch beim Absenken keine Kollision zwischen dem Heizelement 2 und dem vorstehenden lichttechnischen Bauteil 7 erfolgen kann. Alternativ zur hier dargestellten Verwendung eines Kulissenstücks 6 kann das Ver schieben des Heizelements 2 zwischen Ruheposition und Heizposition auch mittels eines separaten Antriebs am Schweißwerkzeug 100, beispielsweise mittels Pneumatik oder einem Servomotor, erfolgen.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angege bene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denk bar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

100 Schweißwerkzeug

200 Schweißvorrichtung

1 Grundkörper

10 Unterseite des Grundkörpers

11 Oberseite der Grundkörpers

12 Teiloberfläche der Unterseite

13 Gleitführung

2 verschiebbares Heizelement

2‘ unteres Heizelement

21 , 2T Führungskörper

22, 22' Heizwiderstand

3 oberes Heizelement

31 Führungskörper

32 Heizwiderstand

4, 4' Leuchtengehäuse

40, 40' Fügefläche des Leuchtengehäuses

45, 45' Schweißverbindung

5, 5' Lichtscheibe

50, 50' Fügefläche der Lichtscheibe

6 Kulissenstück

7, 7' lichttechnisches Innenbauteil

A Kotflügelleuchte

B Heckdeckelleuchte

AB Abstand der Lichtfunktionen x x-Richtung

z z-Richtung