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Patent Searching and Data


Title:
JOIN AND JOINING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/151768
Kind Code:
A1
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.

Inventors:
LEBRATO-RASTROJO MIGUEL (DE)
RÖBBECKE THOMAS (DE)
ENGLER INGO (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/051291
Publication Date:
August 05, 2021
Filing Date:
January 21, 2021
Export Citation:
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Assignee:
HELLA GMBH & CO KGAA (DE)
International Classes:
B29C65/64; B29C65/34; H05K1/02; H05K3/00; H05K3/10
Foreign References:
US6601296B12003-08-05
US20110230074A12011-09-22
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Claims:
FUGEVERBINDUNG UND FUGEVERFAHREN

Patentansprüche

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

- 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),

- Positionieren (100) des ersten Bauteils (1) relativ zu dem zweiten Bauteil (2), wobei der Fügeabschnitt (21) wenigstens teilweise in die Kavität (10) hineingeführt wird,

- Einfüllen (200) eines metallischen Lots (3) in die Kavität (10),

- Verflüssigen (300) des Lots (3) mittels Erwärmen auf eine Tempera tur oberhalb der Liquidustemperatur, und

- Erkalten des Lots (3) und Erhalt (400) einer Fügeverbindung (1000) zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem zweiten Bauteil (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.

12. 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 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.

Description:
FUGEVERBINDUNG UND FUGEVERFAHREN

Beschreibung

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.

STAND DER TECHNIK

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.

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.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

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.

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.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Fügeverbindung ein metalli sches Lot aufweist.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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°

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.

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:

- Bereitstellen des ersten Bauteils mit einem Aufnahmeabschnitt, wobei der Aufnah meabschnitt eine Kavität aufweist, und des zweiten Bauteils mit einem Fügeabschnitt,

- Positionieren des ersten Bauteils relativ zu dem zweiten Bauteil, wobei der Fügeab schnitt wenigstens teilweise in die Kavität hineingeführt wird,

- Einfüllen eines metallischen Lots in die Kavität,

- Verflüssigen des Lots mittels Erwärmen auf eine Temperatur oberhalb der Liquidus- temperatur, und

- Erkalten des Lots und Erhalt einer Fügeverbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil.

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.

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:

Fig. 1 a eine erste Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Fügeverbin dung,

Fig. 1 b eine zweite Querschnittsansicht der Fügeverbindung aus Fig. 1 a,

Fig. 1 c eine Draufsicht auf die Fügeverbindung aus 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.

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.

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.

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. 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. 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.

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.

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.

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.

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.

Bezugszeichenliste

1000 Fügeverbindung

1 erstes Bauteil

10 Kavität

11 Aufnahmeabschnitt

12 Hinterschneidungsabschnitt

13 Bodenabschnitt

13a Oberseite

13b Unterseite

14 Öffnung

15 Rippe

2 zweites Bauteil

21 Fügeabschnitt

22 Formschlussabschnitt

3 Lot

30 flüssiges Lot

31 Lot Granalie

4 Gegenhalter

40 Hohlraum

100 Positionieren der Bauteile

101 Positionieren des Gegenhalters

200 Einfüllen des Lots

300 Verflüssigen des Lots

400 Erhalt der Fügeverbindung