将密封件施加到机动车装置壳体的表面上的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于将密封件（3）施加至机动车的装置壳体（1，2）的表面上的方法和设备。首先，通过面积被限制的热源（4）至少部分地清洁和/或微观结构化所述装置壳体（1，2）的表面。然后，将密封材料施加至装置壳体（1，2）表面的以这种方式处理过的区域上。
【专利说明】将密封件施加到机动车装置壳体的表面上的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将密封件施加到机动车的装置壳体的表面上的方法和相应设备。所述装置壳体通常是机动车门锁壳体。因此，本发明通常涉及密封件在机动车门锁壳体表面上的施加。
【背景技术】
[0002]用于机动车的装置壳体的用途例如是用于容纳控制装置、发动机、车窗玻璃升降设备、机动车门锁、锁芯(Schlie hylindern)、远程控制装置等。所有装置壳体的共同之处在于它们通常需要被紧密和持久地闭锁，这是因为无法在机动车中持久和可靠地阻止水、灰尘的渗入。出于此原因，对位于装置壳体内部的单元的保护特别重要。
[0003]此外，这种装置壳体附加或替代地用于密封车身中的开口，如同例如在机动车门锁壳体的情形中那样。事实上，这种机动车门锁壳体通常位于侧门、后盖等内部的凹部或凹口的区域内。需要该凹口以便使安装在机动车车身的柱上的锁销能够例如能够穿透到机动车门锁中并由设置在门锁中的、包括回转闩锁和制动爪的锁定机构可靠地锁止在此处。这同样适用于与机动车门锁相联系的侧门、后盖等。这种情况下，通常存在于侧门的内部衬板中的凹口借助于被安装在装置壳体的外表面上、在本发明的情形中为机动车门锁壳体的外表面上的密封件密封。
[0004]这种密封件在机动车装置壳体上的附接或插入对制造过程提出了特殊要求。这是因为，如上所述，密封件必须持久地保持其弹性(典型地远远超过10年)，且必须确保可靠的密封。而且，汽车行业的成本压力特别巨大，因此同时还需要成本经济的技术方案。尽管在现有技术中，例如根据DE19755497C1，已经给出了如下方案:可以快速和容易地密封机动车的塑料的控制装置壳体。对此这里使用一种塑料焊接方法，借助于该方法可紧密密封地封闭上述装置壳体的壳体底部和壳体盖。塑料焊接可以通过激光焊接过程来完成。但是，上述理论的先决条件是:壳体底部和壳体盖分别都由塑料制成。
[0005]此外，EP0709532A1描述了一种配备有覆盖板的机动车门锁的锁芯。在覆盖板上固定有弹性密封件。该固定机械地而不是粘附性地进行。
[0006]上述方法无法在所有方面都满足要求。例如，DE19755497C1中所述的塑料焊接方法无法直接转用到金属装置壳体上。在细读EP0709532A1后，不难发现，密封件需要机械固定装置。因此密封件不可能粘附性地安装。此外，复杂的三维密封件形状几乎无法以此方式实现或完美地与相应的装置壳体连接。这是本发明的目的之所在。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是:进一步研发这种方法，使得可以实现几乎任何密封件形状，同时仍保证密封材料的完美粘附，而且在某些情况下还能是在金属表面上的完美粘附。
[0008]为了实现所述目的，本发明在一种用于将密封件施加到机动车装置壳体表面上的方法中提出，首先通过面积被限制的热源至少部分地清洁和/或微观结构化(mikrostrukturiert)所述表面。在清洁和/或微观结构化过程后接着进行密封件实际的施加或安装。由于在所述表面的以这种方式处理过的区域上施加优选硬化的密封材料，因此密封材料粘附性地与表面相连接。
[0009]一般情形下，装置壳体的待处理的表面是所述装置壳体的外表面。这意味着密封件在本发明的范围内通常在外侧被施加到装置壳体上。以此方式，装置壳体连同在外侧限定的密封件一起能够紧密地封闭例如存在于机动车车身中的开口(在该开口后面安设或安装有该装置壳体)。典型的应用情形是，机动车门锁壳体作为装置壳体向外紧密封闭存在于机动车车门的内部衬板中的、用于供锁销穿过的凹部。当然，本发明并不局限于此。
[0010]在此，本发明提出随后要配备密封材料的表面的一种特殊预处理。因为该表面被清洁或微观结构化。这利用面积被限制的热源、即不是整面地对所述表面施加影响/进行作用而是典型地仅在随后被配备密封件的区域中施加影响的热源来进行。这意味着，该表面仅在随后被施加密封材料的区域内经历所述的热处理。这有利地通过面积被限制的热源来实现。
[0011]通过这种方式，制造过程已经是极其快速和有效的，因为仅待配备密封件的表面的极窄小地被界定或限定的区域经历所述处理。这可以通过面积被限制的热源快速、有效和成本经济地进行。
[0012]由于通常所述装置壳体的外表面经历所述处理，因此本发明还推荐:热源或所述表面可以相对于彼此移动。由此能够限定任意形状的被处理区域。一般而言，可以实现热源与待处理的表面之间的三维移动。这意味着热源和/或表面执行相互的三维移动。由此，装置壳体的外表面能够利用所述热源几乎沿所述外表面的任何轮廓线一尤其是三维地一进行处理。而且，以此方式，可变的装置壳体可以经历期望的加工处理。
[0013]设计通常是这样的:热源仅在所述表面附近的区域中对所述表面施加影响。这可以到达例如直至500 μ m的材料深度、尤其是直至100 μ m的材料深度。由此保证了，所述装置壳体一方面不会被特别强地加热且另一方面不会发生任何结构上的变化。这是因为实际上仅表面附近的区域被纳入所述热处理的范围内。由此还使得能量输入能被限制在待处理的表面，这又降低成本和减少制造时间。
[0014]本发明还采取这样的措施实现所述目的:使热源以脉冲方式加工处理所述表面。通常以在一毫秒及以下的范围内、也就是进入纳秒区间内的短脉冲时间进行工作。
[0015]还已证实有利的是，使用电磁辐射源作为热源，该电磁辐射源优选被归类在红外线范围内且在此在远红外范围(FIR)内。实际上推荐使用IR激光器作为热源且在此尤其是CO2激光器。其发射的激光具有大约10.6 μ m的波长并因此被归类为显著高于可见光范围。在此典型地观察到最大200W的辐射功率,该辐射功率对于所述应用完全足够了。
[0016]此外还推荐:在需要时使IR激光器或热源所发射的光聚焦。实际上，CO2激光器典型地具有被归类在3mm与20mm之间的范围内的无聚焦直径。视待处理区域的应用情形和尺寸而定，CO2激光器发射的光可以在聚焦或未聚焦的情况下直接指向装置壳体。为此可采用反射和/或聚焦光学器件。
[0017]以此方式化学制备以及清洁和/或微观结构化所述装置壳体的表面。从而随后能施加密封材料并使其特别良好地粘附。这本质上可以归因于:表面由于根据本发明的热处理而经历了清洁和/或微观结构化。作为清洁过程的一部分，通常使来自上游制造工艺过程的任何液体残留物被完全汽化。这些液体残留物可以是油、水等。
[0018]除所述的清洁作用外，在必要的情况下，热源还以使表面变粗糙的方式确保装置壳体表面的微观结构化。此外，特别是在塑料表面的情况下通过热处理，释放了对通常也有极性的密封材料的随后粘附有利的极性键。对于同样也便于并有利于密封材料的粘附的微观结构化，情况同样如此，而且不需要一般情况下的通常必须在施加密封材料前施加的额外的粘合剂。由于根据本发明可以免去这样的粘合剂，所以减少了制造时间并降低了成本。
[0019]如上所述，由典型使用的CO2激光器发射的光在必要的情况下可以聚焦。于是可以实现在大约100 μ m至大约IOmm的范围内的射束直径。但也可以在不聚焦的情况下用被归类在3_至20_之间的范围内的未聚焦的射束直径来工作。
[0020]密封材料通常借助于分配单元施加到装置壳体表面的以这种方式处理的区域上。接着密封材料一般被硬化。密封材料由此粘附性地粘附在表面上。对于硬化后的密封件，情况同样如此。分配单元可被设计成具有喷嘴式分配器。因此，密封材料以密封焊缝的形式施加到之前处理过的区域上。
[0021]本发明推荐使用HJR (聚氨酯)泡沫作为密封材料。实际上,这种聚氨酯泡沫可以设计成具有软弹性至硬弹性的特性。在第一种所述情形中，观察到最大高达100的邵氏ShoreOO硬度。而硬弹性的设计引起大约50及以上的邵氏Shore D硬度。
[0022]本发明通常采用的PUR泡沫的邵氏ShoreOO硬度被归类为远低于100且具有特别明显的软弹性可变形性，优选邵氏ShoreOO硬度为50。这对于典型的用途、也就是对机动车车门中的凹部或一般而言机动车车身中的、装置壳体固定在其后面的凹部进行密封，特别有意义。
[0023]对于所述材料表面不是材料统一地由塑料制成而是例如材料不同地基于塑料和金属来设计的情况，密封材料在装置壳体的外表面上的施加也能毫无困难地实现。事实上，典型地在机动车门锁壳体中观察到这种材料不同的设计。这可归因于以下事实:一般情况下，壳体盖由塑料制成，而与壳体盖连接的锁盒由钢制成。现在为了给这种基于钢/塑料的装置壳体或机动车门锁壳体配备密封材料，根据本发明，使用CO2激光器进行热处理。
[0024]这也是可行的且尤其对于钢制的锁盒而言是可行的，尽管由于金属特性而在此首先可预料到所发射的激光的或多或少的反射。事实上，所述锁盒典型地具有由锌和铁组成的覆层或包含锌和铁的覆层，借助该覆层，与金属纯钢表面相比已经显著地增加了吸收。此夕卜，表面的每个点状的破坏部由于多次反射而提高了吸收。这些至少部分地由带有所述的锌-铁覆层的钢制成的装置壳体可以毫无困难地使用CO2激光器预处理。对于其中钢具有无光/暗沉的吸收涂层的钢壳体，情形相当。
[0025]这更加适用于由塑料制成的装置壳体或壳体盖。这里，已证实POM (聚甲醛)特别有利于作为合适的塑料。这些塑料典型地被着上黑色并因此具有对所发射的红外线的高吸收能力且特别适于所述的处理。
[0026]本发明的主题还包括如权利要求13所述的用于在装置壳体的表面上施加密封件的设备。该设备的有利设计方案在权利要求14和15中提出。
[0027]因此，提供了一种方法和相应设备，其提供了特别成本经济而且满足功能的生产方法，借助该生产方法可在用于机动车的装置壳体上或装置壳体中限定密封件。通常，所述装置壳体的外表面完全或部分地配备有所述密封件。为此目的，所述表面典型地受到通过CO2激光器进行的热处理并在此经历清洁和/或微观结构化。
[0028]由于该事实，可以接着在该预处理后容易地和直接地将密封材料粘附性地施加到所述表面上，而且通常是在没有粘合剂的情况下将密封材料粘附性地施加到所述表面上。在这里可以看到关键性的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]下面根据仅示出一实施例的附图更详细地介绍本发明。
[0030]图1示出带有施加至外表面上的密封件的、机动车门锁壳体形式的装置壳体。
[0031]图2示出与图1物体相当的、改变了的实施形式，以及
[0032]图3示意性地示出用于将密封件施加至机动车门锁壳体上的设备。
【具体实施方式】
[0033]在所述附图中示出装置壳体1、2。该装置壳体1、2适用于机动车，典型地用于在内侧容纳设置在机动车中或机动车上的单元、发动机等。在本实施例的范围内，装置壳体1、2被设计为机动车门锁壳体1、2。
[0034]所示的机动车门锁壳体1、2包括所谓的锁壳体I和锁盒2。锁壳体I由塑料、在本例中由POM (聚甲醛)制成。而锁盒2由钢构成并且还可附加地具有覆层。该覆层通常基于锌和/或铁制成。当然，这不是强制性的。
[0035]可看到，装置壳体或者说机动车门锁壳体1、2在其外表面上配备有密封件3。密封件3具有三维的造型并借助于图3中示意性示出的设备施加至所述装置壳体或机动车门锁壳体1、2上。借助于密封件3，机动车侧门中的凹部被密封，机动车门锁壳体1、2被安装在该凹部后面。
[0036]在图3中，首先可看到固定在调整装置5上的热源4。在本实施例的范围内，可以借助于调整装置5执行在X和y方向上的移动，如图3中的相关箭头所示的。
[0037]此外，为将密封件3施加到装置壳体或机动车门锁壳体1、2上，所述设备配备有分配单元6。分配单元6在出口侧具有一个或多个喷嘴式分配器7，借助于这些喷嘴式分配器将密封材料施加至装置壳体或机动车门锁壳体1、2上，而且是按照通过硬化制成的密封件3的期望的形状。
[0038]与热源4或在这里所设置的CO2激光器的情形一样，分配单元6还连接到其自身的调整装置8上，该调整装置8——类似于调整装置5——容许沿X方向和y方向的调整移动。当然，如果需要的话，这两个调整装置5和8可以互相重合或全等地设计。
[0039]借助于夹紧指9来保持装置壳体或机动车门锁壳体1、2，该夹紧指是另外的调整装置10的组成构件。调整装置10可以是主要容许装置壳体1、2的旋转以及装置壳体1、2沿Z方向的移动的调整装置。同样，这在图3中通过不同的箭头表示。
[0040]以此方式，热源4和装置壳体1、2的表面能相对于彼此三维移动。由此，通过借助于分配单元6将在本示例情形中硬化的密封材料例如施加至装置壳体1、2的外表面上，能实现密封件3的几乎任意的形状和设计。至少一个喷嘴式分配器7用于所述施加。
[0041]该工作方式如下所述。首先，借助热源4对装置壳体1、2的表面——在本例中为外表面一施加影响。在此热源4被限制面积或是面积受限制的。这可归因于激光射束的轮廓较窄的直径，该激光射束在没有聚焦的情况下具有在3_至20_范围内的直径。通过热源4和/或装置壳体1、2依靠各自相应的调整装置5或10而相对于彼此三维地移动，可以以此方式处理装置壳体1、2的外表面的随后被密封件3覆盖的区域。随后被施加的密封材料的区域内的或随后被限定的密封件3的区域内的表面因此经历所述热处理。此外，所述表面如上所述被清洁和/或微观结构化。
[0042]接着，将硬化的密封材料借助于分配单元6或喷嘴式分配器7施加到装置壳体1、2表面的以这种方式处理的区域上。热源4或分配单元6和装置壳体1、2可以如上所述地相对于彼此移动，以便能够限定任意成形的被处理区域和随后施加的密封件3。
[0043]设计总体上是这样的:热源4或CO2激光器在本示例情形中仅在表面附近对装置壳体1、2的表面施加影响。事实上，对于装置壳体1、2，加工处理发生至最多仅500 μ m且特别是100 μ m的材料深度为止。在本例中，CO2激光器以脉冲方式工作，激光器脉冲持续时间在I毫秒至10纳秒的范围内。所发射的波长为大约10.6μπι且因此被归类在近红外范围内。
[0044]密封材料或随后制造的密封件3是PUR泡沫。其借助于喷嘴式分配器7直接施加至装置壳体1、2的之前依靠热源4处理过的表面上。这意味着粘合剂或类似物并不是绝对必要的。这甚至在所述表面并因此装置壳体如上所述地由不同材料制成(其中锁盒2由金属或钢制成而锁壳体I由塑料制成)的情况下也适用。
【权利要求】
1.一种用于将密封件(3)施加到用于机动车的装置壳体(1，2)的表面上、尤其是机动车门锁壳体表面上的方法，包括以下方法步骤: 1.D通过面积被限制的热源(4)至少部分地清洁和/或微观结构化所述表面， 1.2)将密封材料施加到所述表面的这样处理过的区域上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装置壳体(1，2)的表面仅在随后被施加的密封材料的区域内经历所述处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述热源(4)和/或所述装置壳体(1,2)的表面相对于彼此移动，以便限定任意形状的被处理区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述热源(4)和/或所述表面完成相互的三维运动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述热源(4)仅在直至例如500 μ m、尤其是100 μ m材料深度的靠近表面的区域内对所述表面施加影响。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述热源(4)以脉冲方式加工处理所述表面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述热源(4)作为优选在红外线范围内发射的电磁辐射源工作。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，使用红外线激光器、尤其是CO2激光器作为热源(4)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，使所述热源(4)所发射的光聚焦，例如聚焦到大约100 μ m至大约IOmm范围内的射束直径上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，借助于喷嘴式分配器(7)将所述密封材料以密封焊缝的形式施加到之前处理过的区域上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在正常不用额外的辅助手段的情况下将PUR泡沫直接施加至所述装置壳体(I，2)的被处理表面上作为密封材料。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述装置壳体(1，2)的表面被设计成材料相同的或材料不同的，例如基于塑料和金属。
13.一种用于将密封件施加到用于机动车的装置壳体(1，2)的表面上、尤其是机动车门锁壳体表面上的设备，优选用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法，该设备具有热源(4)，该热源以被限制的面积对所述表面进行清洁和/或微观结构化的处理，该设备还具有用于被施加至被处理区域上的硬化的密封材料的分配单元(6)。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述热源(4)和/或所述装置壳体(1，2)由至少一个优选三维地工作的调整装置(5 ；10)来保持，以便能保证相互的可移动性和限定任何形状的密封件(3)。
15.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述热源(4)被设计为红外线激光器、尤其是CO2激光器。
【文档编号】B05D3/00GK103717817SQ201180046764
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2011年7月21日 优先权日:2010年7月29日
【发明者】P·拉什格伍斯基, A·汗德克, A·索尔巴赫, M·奥赫特洛普 申请人:开开特股份公司