Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen einer Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines entsprechenden Verfahrens.

Zum Fügen und damit einem stoffschlüssigen Verbinden einer Lichtscheibe an einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist es beispielsweise bekannt, ein Relativschweißverfahren einzusetzen. Hierbei wird die Lichtscheibe derart weit in Richtung des Gehäuses abgesenkt oder das Gehäuse angehoben, bis die den Fügebereich der Lichtscheibe ausbildende Schweißkontur der Lichtscheibe auf der den Fügebereich des Gehäuses ausbildenden Schweißkontur des Gehäuses aufsetzt. Der durch das Wegmesssystem der Maschine ermittelte Anfangswert wird von einer Steuereinheit für den anschließenden Fügeprozess gespeichert. Dadurch wird erreicht, dass bei jeder herzustellenden Beleuchtungseinrichtung eine einheitliche Schweißtiefe zwischen der Lichtscheibe und dem Gehäuse erreicht wird. Jedoch können dabei keine Toleranzen, insbesondere zwischen der von dem Gehäuse abgewandten Oberseite der Lichtscheibe und dem an einer Unterseite des Gehäuses angeordneten Befestigungsmittel zum Befestigen der Beleuchtungseinrichtung an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges ausgeglichen werden, da das Befestigungsmittel und das Gehäuse zum Anschrauben der Beleuchtungseinrichtung am Fahrzeug toleranzbehaftet und daher verschieden lang ausgebildet sein können. Dies hat zur Folge, dass die in ein Fahrzeug eingebauten Beleuchtungseinrichtungen unterschiedlich weit aus der Außenhaut des Fahrzeugs hervorstehen oder zurückstehen können und damit eine herstellerseitig geforderte Maßhaltigkeit nicht eingehalten werden kann.

Weiter ist es bekannt, ein Absolutschweißverfahren zum stoffschlüssigen Fügen einer Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug einzusetzen. Bei einem derartigen Absolutschweißverfahren wird die Lichtscheibe oh- ne Berücksichtigung der Toleranzen der Schweißkontur der Lichtscheibe und der Toleranzen des Gehäuses immer um den gleichen Verfahrweg nach unten in Richtung des Gehäuses oder Gehäuse in Richtung Lichtscheibe bewegt. Dadurch kann zwar erreicht werden, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe mit dem Auflagerand des Gehäuses zur Auflage in der Aufnahmeeinrichtung die Oberseite der Lichtscheibe immer eine konstante, bekannte Höhe über der Schweißkontur und damit des Randbereiches des Gehäuses aufweist, allerdings hat auch dies zur Folge, dass die in ein Fahrzeug eingebauten Beleuchtungseinrichtungen unterschiedlich weit von der Außenhaut des Fahrzeugs hervorstehen oder zurückstehen können und damit eine hohe Maßhaltigkeit nicht erreicht werden kann.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchem die Maßhaltigkeit einer Beleuchtungseinrichtung verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das Verfahren zum Lösen der erfindungsgemäßen Aufgabe umfasst die folgenden Schritte:

- Positionieren des Gehäuses in einer Aufnahmeeinrichtung einer Schweißvorrichtung, welches Gehäuse an seiner Unterseite mindestens ein Befestigungsmittel zum Befestigen der Beleuchtungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug aufweist,

- Ermitteln der Position des mindestens einen Befestigungsmittels relativ zu der Aufnahmeeinrichtung,

- Ermitteln eines Korrekturwertes anhand der ermittelten Position des mindestens einen Befestigungsmittels, und

- Verfahren der in einer Halteeinrichtung der Schweißvorrichtung gehaltenen Lichtscheibe in Richtung des Gehäuses entlang eines Verfahrweges und Verschweißen der Lichtscheibe mit dem Gehäuse mittels Schweißmitteln, wobei die Länge des Verfahrweges mittels des Korrekturwertes derart korrigiert wird, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe mit dem Gehäuse eine definierte Soll-Höhe der Beleuchtungseinrichtung gemessen von der Referenzfläche des mindestens einen Befestigungsmittels bis zu einer von dem Gehäuse abgewandten Oberseite der Lichtscheibe erzeugt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass durch eine Korrektur des Verfahrweges der Lichtscheibe anhand einer Vermessung mindestens eines an dem Gehäuse angeordneten Befestigungsmittels während des Fügevorgangs einzeln für jede hergestellte Beleuchtungseinrichtung ein vorher festgelegter, definierter Abstand zwischen der Oberseite der Lichtscheibe und der Referenzfläche des Befestigungsmittels und damit eine definierte, gleichbleibende Gesamthöhe der gefügten Beleuchtungseinrichtung erreicht werden kann. Das Befestigungsmittel ist dabei beispielsweise als Anschraubdom ausgebildet, wobei die Referenzfläche überdies beispielsweise eine Stirnfläche oder Endfläche des Anschraubdomes bildet.

Sowohl Toleranzen bei dem Befestigungsmittel aufgrund unterschiedlicher Längen beispielsweise der Anschraubdome und damit dessen Stirnflächen als auch Toleranzen aufgrund von maßlichen Abweichungen bei dem aus Kunststoff hergestellten Gehäuse und der aus Kunststoff hergestellten Lichtscheibe können dadurch ausgeglichen werden. Beim Einbau derartig gefügter Beleuchtungseinrichtungen in die Karosserie eines Kraftfahrzeuges kann sichergestellt werden, dass diese immer bündig an der Außenhaut des Kraftfahrzeuges anliegen und es zu keinen Schwankungen bei der Position der eingebauten Beleuchtungseinrichtung relativ zu der Außenhaut des Kraftfahrzeuges kommen kann. Die maßliche Genauigkeit beim Einbau einer Beleuchtungseinrichtung in ein Kraftfahrzeug kann dadurch wesentlich erhöht werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fügen umfasst dabei im Sinne der Erfindung jede Vorrichtung, die zur Anordnung einer Lichtscheibe an ein Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung dient, wobei das Fügen eine Positionierung der Lichtscheibe umfasst. Unter dem Begriff des Fügens wird dabei jede Form einer Anordnung, Positionierung und/oder Ausrichtung mit einer oder ohne eine Befestigung oder stoffschlüssige, kraftschlüssige oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Fügepartnern verstanden. Damit muss die Fügevorrichtung nicht zwingend zum stoffschlüssigen Ver- binden der beiden Fügepartner ausgelegt sein. Folglich kann vorliegend unter einem Fügen auch ein Vorgang verstanden werden, der im Wesentlichen oder ausschließlich auf eine Positionierung der Fügepartner zueinander gerichtet ist.

Das Gehäuse wird dabei vorzugsweise derart in der Aufnahmeeinrichtung positioniert, dass das mindestens eine Befestigungsmittel und damit der Anlagebereich mit seiner Referenzfläche zu einer Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung in Fügerichtung gerichtet ist. Hierdurch kann eine definierte Lage des Befestigungsmittels und damit der Referenzfläche relativ zu der Aufnahmeeinrichtung erreicht werden, wodurch das Ermitteln der Position des mindestens einen Befestigungsmittels und damit der Referenzfläche relativ zu der Aufnahmeeinrichtung erleichtert werden kann.

Die Position des mindestens einen Befestigungsmittels und damit der Referenzfläche kann bevorzugt durch Ermitteln eines Abstandes zwischen der Referenzfläche des mindestens einen Befestigungsmittels und der Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung bestimmt werden. Die Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung kann dann eine Art fest definierte Nulllinie ausbilden, welche als Basis zur Festlegung des Verfahrweges der Lichtscheibe und zur Bestimmung des Korrekturwertes dienen kann. Die Referenzfläche des Befestigungsmittels bildet dabei diejenige Fläche, mit der die Beleuchtungseinrichtung an eine Aufnahme im Fahrzeug zum definierten Einbau angrenzt bzw. eine Einbauhöhe bestimmend aufliegt. Die Referenzfläche muss folglich nicht zwingend die Stirnfläche oder die Endfläche des gesamten Anschraubdomes bilden und kann beispielsweise auch durch einen Kragen oder dergleichen eines frei gestaltbaren Befestigungsmittels gebildet sein, also beispielsweise auch eines Befestigungsloches im Gehäuse.

Das Bestimmen der Position des mindestens einen Befestigungsmittels oder der Anlagefläche kann vorzugsweise mittels eines Sensorelements erfolgen, welches als ein Abstandsmesselement ausgebildet ist. Das Sensorelement kann bevorzugt in der Aufnahmeeinrichtung, insbesondere an der Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung angeordnet sein, so dass das Sensorelement dem mindestens einen Befestigungsmittel und damit der Referenzfläche gegenüberliegend angeordnet sein kann, wodurch das Bestimmen der Position des Befestigungsmittels und damit der Referenzfläche ohne Störeffekte erfolgen kann.

Der ermittelte Korrekturwert wird vorzugsweise an eine Steuereinheit der Schweißvorrichtung übertragen, welche den Verfahrweg der Lichtscheibe oder Gehäuse steuert. Innerhalb der Steuereinheit kann dann der Korrekturwert unmittelbar berücksichtigt werden, um den Absolutverfahrweg der Lichtscheibe in Richtung des Gehäuses beim Fügevorgang optimal und definiert steuern zu können. Somit handelt es ich nicht um einen festgelegten Absolutweg sondern um einen Differenzweg, der für jeden einzelnen Fügeprozess korrigiert wird und das Verfahren kann daher als ein Differenzwegschweißen bezeichnet werden.

Bei Erreichen der definierten Soll-Höhe wird der Schweißvorgang zum Verschweißen der Lichtscheibe mit dem Gehäuse vorzugsweise unmittelbar abgebrochen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass alle zu fügenden Beleuchtungseinrichtungen immer die konstante Soll-Höhe erreichen und nicht davon abweichen. Damit kann eine besonders hohe Prozesssicherheit erreicht werden.

Das Verschweißen kann beispielsweise mittels eines simultanen Abschmelzverfahrens erfolgen. Mittels des simultanen Abschmelzverfahrens kann in kurzer Zeit eine feste Füge- bzw. Schweißverbindung zwischen der Lichtscheibe und dem Gehäuse ausgebildet werden.

Sind an der Unterseite des Gehäuses zwei oder mehr Befestigungsmittel und somit Referenzflächen angeordnet, kann die Position der zwei oder mehr an der Unterseite des Gehäuses angeordneten Befestigungsmittel ermittelt werden, wobei dann ein Mittelwert aus den ermittelten Positionen der Befestigungsmittel bzw. dessen Referenzflächen bestimmt werden kann und anhand des Mittelwertes dann der Korrekturwert ermittelt werden kann, mittels welchem der Verfahrweg der Lichtscheibe oder des Gehäuses korrigiert werden kann. Hierdurch können alle an dem Gehäuse ausgebildeten Befestigungspunkte in Form der Befestigungsmittel zum Befestigen der Beleuch- tungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug gleichermaßen berücksichtigt werden, wodurch die maßliche Fähigkeit weiter verbessert werden kann.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt ferner mittels einer Schweißvorrichtung zum Durchführen eines wie vorstehend beschriebenen, aus- und weitergebildeten Verfahrens mit einer Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen und Positionieren des Gehäuses, einer Halteeinrichtung zum Halten und Verfahren der Lichtscheibe, und Schweißzugabe zum Verschweißen der Lichtscheibe mit dem Gehäuse, wobei die Aufnahmeeinrichtung ein Sensorelement aufweist, mittels welchem die Position des mindestens einen Befestigungsmittels des Gehäuses relativ zu der Aufnahmeeinrichtung ermittelbar ist, so dass anhand der ermittelten Position ein Korrekturwert bestimmbar ist und die Lichtscheibe beim Verschweißen mit dem Gehäuse entlang eines Verfahrweges verfahbar ist, wobei die Länge des Verfahrweges mittels des Korrekturwertes derart korrigierbar ist, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe mit dem Gehäuse eine definierte Soll-Höhe der Beleuchtungseinrichtung gemessen von der Referenzfläche des mindestens einen Befestigungsmittels bis zu einer von dem Gehäuse abgewandten Oberseite der Lichtscheibe erreicht ist.

Das Sensorelement ist dabei bevorzugt an einer Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung positioniert.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schweißvorrichtung zum Fügen einer

Lichtscheibe mit einem Gehäuse einer Beleuchtungseinrichtung bei einem Start eines Fügeverfahrens gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Schweißvorrichtung bei Beendigung des Fügeverfahrens gemäß der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine Schweißvorhchtung 100, mittels welcher eine aus einem Kunststoff ausgebildete Lichtscheibe L mit einem aus einem Kunststoff ausgebildeten Gehäuse G einer Beleuchtungseinrichtung stoffschlüssig verbunden werden kann.

Die Lichtscheibe L ist dabei an einer Halteeinrichtung 10 angeordnet, wobei mittels der Halteeinrichtung 10 die Lichtscheibe L nach unten in Richtung des Gehäuses G verfahrbar bzw. absenkbar ist.

Das Gehäuse G ist in einer Aufnahmeeinrichtung 1 1 positioniert, welche wiederum lagefixiert mit einer Grundplatte 12 verbunden ist. Die Aufnahmeeinrichtung 1 1 weist einen von einer Bodenplatte 13 der Aufnahmeeinrichtung 1 1 nach oben ragenden Aufnahmekragen 14 auf, auf welchem das Gehäuse G mit seinem Randbereich R _G , welcher auch den Fügebereich des Gehäuses G ausbildet, aufliegen kann. Im Querschnitt weist die Aufnahmeeinrichtung 1 1 damit eine U-Form auf. Der Aufnahmekragen 14 bildet eine Abstützfläche für den Fügebereich des Gehäuses G, um die beim Fügen auf den den Fügebereich ausbildenden Randbereich R _G des Gehäuses G wirkenden Kräfte aufnehmen zu können. Das Gehäuse G liegt dabei derart auf dem Aufnahmekragen 14 auf, dass der Boden B _G des Gehäuses G frei schwebend in der Aufnahmeeinrichtung 1 1 angeordnet ist. Die Unterseite UG des Gehäuses G, welche die Unterseite U _G des Bodens B _G des Gehäuses G ausbildet, ist damit beabstandet zu einer Innenfläche 15 der Aufnahmeeinrichtung 1 1 angeordnet. An der Unterseite UG des Gehäuses G sind bei der hier gezeigten Ausgestaltung mehrere Befestigungsmittel A in Form von Anschraubdomen angeordnet, welche von der Unterseite UG hervorstehen. Die Befestigungsmittel A dienen dazu, das Gehäuse G und damit die fertig gefügte Beleuchtungseinrichtung B in dem Kraftfahrzeug, insbesondere an der Karosserie des Kraftfahrzeugs, zu befestigen, indem durch die Befestigungsmittel A

Schrauben hindurchgeführt werden. Die Befestigungsmittel A sind ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet und werden bei der Formung des Gehäuses G mit im Spritzgussverfahren ausgebildet.

Nach dem Positionieren des Gehäuses G in der Aufnahmeeinrichtung 1 1 wird vor Beginn des eigentlichen Schweißvorgangs zunächst die Position eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A relativ zu der Aufnahmeeinrichtung 1 1 ermittelt. Dabei ist die Lichtscheibe L noch beabstandet zu dem Gehäuse G positioniert, wie in Fig. 1 zu erkennen ist. Die Ermittlung der Position eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A erfolgt mittels eines Sensorelements16.

Das Gehäuse G ist in der Aufnahmeeinrichtung 1 1 derart positioniert, dass die Befestigungsmittel A mit ihrer Referenzfläche S _A zu der Innenfläche 15 der Aufnahmeeinrichtung 1 1 gerichtet sind. Das Bestimmen der Position eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A erfolgt mittels des Sensorelements 16 durch Ermitteln eines Ab- standes zwischen der Referenzfläche SA eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A und der Innenfläche 15 der Aufnahmeeinrichtung 1 1 .

Aus der ermittelten Position eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A, wobei die Referenzflächen SA der Befestigungsmittel A jeweils als Bezugspunkt dienen, wird ein Korrekturwert Δχ ermittelt. Dieser ermittelte Korrekturwert Δχ wird an eine Steuereinheit der Schweißvorrichtung 100 übertragen, welche die Verfahrbewegung und damit den Verfahrweg der Lichtscheibe L steuert. Die daraus resultierende Länge des Ver- fahrweges x _res ergibt sich aus einem Basisverfahrweg xo und dem Korrekturwert Δχ:

X _res = X ₀ ± ΔΧ.

Mittels der Steuereinheit erfolgt nun ein Verfahren der Lichtscheibe L in Richtung des Gehäuses G entlang des vorher ermittelten resultierenden Verfahrweges x _res und einem dabei durchgeführten Verschweißens der Lichtscheibe L mit dem Gehäuse G, sobald der durch den Randbereich R _L der Lichtscheibe L auf dem Randbereich R _G des Gehäuses G zum Aufliegen kommt. Das Verschweißen erfolgt beispielsweise mittels eines Reibschweißverfahrens.

Durch die Verfahrbewegung der Lichtscheibe L über die vorher bestimmte Länge des Verfahrweges x _res wird erreicht, dass in einem verschweißten Zustand der Lichtscheibe L mit dem Gehäuse G, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, eine definierte Soll-Höhe H der Beleuchtungseinrichtung B gemessen von der Referenzfläche SA eines oder mehrerer der Befestigungsmittel A bis zu einer von dem Gehäuse G abgewandten Oberseite O _L der Lichtscheibe L erreicht wird. Alle derartig gefertigte bzw. gefügte Beleuchtungseinrichtungen B weisen eine derartige gleich große Soll-Höhe H auf, so dass gewährleistet werden kann, dass beim Einbau der Beleuchtungseinrichtungen B in die Karosserie eines Kraftfahrzeuges diese immer bündig an der Außenhaut des Kraftfahrzeuges anschließen.

Die beim Schweißvorgang entstehende Eindrücktiefe t, auch Abschweißtiefe genannt, des Randbereichs RL der Lichtscheibe L in den Randbereich R _G des Gehäuses G kann dabei bei jeder Beleuchtungseinrichtung B einen anderen Wert aufweisen, so dass die Toleranzen der aus Kunststoff hergestellten Lichtscheibe L und des Gehäuses G über die unterschiedlichen Eindrücktiefen t kompensiert werden können, ohne dass sich die Abmaße, insbesondere die Soll-Höhe H der fertig gefügten Beleuchtungseinrichtungen B ändert.

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

Bezugszeichenliste

100 Schweißvorrichtung

10 Halteeinrichtung

1 1 Aufnahmeeinrichtung

12 Grundplatte

13 Bodenplatte

14 Aufnahmekragen

15 Innenfläche

16 Sensorelement

G Gehäuse

RG Randbereich des Gehäuses

U _G Unterseite des Gehäuses

B _G Boden des Gehäuses

L Lichtscheibe

RL Randbereich der Lichtscheibe

OL Oberseite der Lichtscheibe

A Befestigungsmittel

S _A Referenzfläche des Befestigungsmittels

B Beleuchtungseinrichtung

H Soll-Höhe

t Eindrücktiefe

Xo Basisverfahrweg

Δχ Korrekturwert

Xres Resultierender Verfahrweg