[发明专利]夹紧装置及相关的激光焊接设备

说明书

用于夹紧通过激光束（4）照射沿着焊接轮廓（14）被焊接的至少两个成型件（6，9）的夹紧装置（5），包括：—用作第一成型件的保持器的第一夹紧板（7），—设计成向第一成型件（6）和布置在其上的第二成型件（9）施加夹紧力的第二夹紧板（8），—包括凹部的外夹爪（11），以及布置在凹部中的内夹爪（12），其一起形成第二夹紧板（8），—分段形成在外夹爪（11）与内夹爪（12）之间用于激光束（4）的通道间隙（13），—分段连接内外夹爪（11）（12）并桥接通道间隙（13）的一个或多个紧固元件（15），夹紧装置（5）在紧固元件（15）的区域中包括镜元件（17），其被布置成使激光束（4）被反射到焊接轮廓（14）被紧固元件（15）遮盖的部分。

技术领域

本发明涉及一种用于夹紧至少两个成型件的夹紧装置，至少两个成型件可以通过激光束照射沿着焊接轮廓被焊接，该夹紧装置具有权利要求1的前序部分的特征。

背景技术

本身已知的这种夹紧装置被用作激光焊接设备的部件，利用该激光焊接设备塑料（尤其是热塑性塑料）可以被接合。为了该目的，两个成型件布置为一个在另一个上方，与夹持装置接触并且抵靠彼此夹持。在焊接过程中，这两个成型件的接合表面彼此接触。借助于激光束，待接合的部件在接合表面的区域中熔化，从而被焊接在一起。

当使用透射技术用激光束焊接塑料时，面向激光源的上成型件通常由对激光束透明的材料制成，并且下成型件由吸收激光束的材料制成。当用近红外范围内的波长照射激光时，在随后的冷却过程期间相邻的接触表面在压力下熔化并结合。在这个过程中使用的夹紧装置的任务是：精确地定位由待接合件构成的各半部，并且沿着待形成的焊缝引入尽可能均匀的接合压力。因此，夹紧装置对于形成高质量的焊接接合是非常重要的。

包括这种夹紧装置的激光焊接设备需要用于激光器的移动系统，以便沿着预定的焊接轮廓移动激光束。如果检流计扫描器用作移动系统，则可能存在限制，因为由检流计扫描器偏转的激光束必须能自由地接近预定的焊缝。相比之下，沿着激光束的物体或障碍物将导致待形成的焊接接合质量劣化。

在WO 2008/125263A1中描述了一种夹紧装置，该夹紧装置包括：用作第一成型件的保持器的第一夹紧板，被设计成向第一成型件和布置在其上的第二成型件施加夹紧力的第二夹紧板，包括凹部的外夹爪，以及布置在该凹部中的内夹爪，外夹爪和内夹爪一起形成第二夹紧板，以及用于激光束的通道间隙，该通道间隙在外夹爪与内夹爪之间的分段地（insections）形成。此外，该夹紧装置包括一个或多个紧固元件，该一个或多个紧固元件分段地连接外夹爪与内夹爪并且桥接该通道间隙。

这些紧固元件例如可以被设计为窄的连接杆，以便尽可能少地遮蔽激光束。利用这种传统的夹紧技术，内夹紧模具通常经由细金属棒牢固地连接到外夹紧系统。不可能在金属棒的正下方施加激光能量，因为激光束在那里被金属棒遮蔽。相反，金属棒下方区域中的结合区域仅通过熔融材料的流动而在一定程度上被间接熔化，这产生了接合配对件之间的焊接接合。

然而，这种传统的夹紧装置具有一些缺点。由于直接用激光束照射棒材，棒材可能在特定操作周期之后被损坏，使得夹紧装置的使用寿命受到限制。射束在棒材区域中由于遮蔽而被削弱，因而必须通过过程管理（即，通过控制和调制激光束）以复杂的方式补偿。由于能量输入不均匀，很难产生绝对密封的焊缝，但是这对于特定应用是绝对必要的。

发明内容

因此，本发明基于的目的是详述一种能够产生均匀且不间断焊缝的夹紧装置。

为实现该目的，提供了具有权利要求1的特征的夹紧装置。

在从属权利要求中描述了本发明的有利改进。