[发明专利]用于夹紧至少两个部件的夹紧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在激光加工机中、特别是在激光焊接装置中夹紧 至少两个部件的夹紧装置。

背景技术

这种类型的夹紧装置在多个文献中已知。例如DE 199 24 469 A1示出 一种用于工件的焊接夹持装置，特别是用于激光透射焊接由塑料制成的接 合面，其中接合面设置在环绕两件式工件的边缘凸缘上。其中一个工件由 用于支承部件的接纳部保持。第二部件由夹紧头加载，所述夹紧头保持成 在外侧围绕实际焊接线，以将夹紧压力引入接触面中。

在根据DE 195 10 493 A1所示的焊接装置中，通过液力的、气动的、 滚压形式的或其他的压紧装置来进行压力作用。其中明确地公开了一种沿 着辐射区域在加工激光束旁一起延伸的压紧辊。这种方法的显著缺点是： 通过压紧辊的运动，在压紧辊的运动方向上施加有一切向力。该切向力在 被透射的接合部件中引起应力。此外，放置在部件表面上的压紧辊可能对 该表面造成损害。

US 5 049 720 A示出一种用于塑料容器盖的激光焊接装置，其中所述 盖在焊缝的区域中由一双环形夹具压到容器凸缘上。因此两个夹紧环之间 的空隙完全由可透过激光的窗遮盖，从而使位于其下方的区域在为盖加载 时被密封，并且额外地承受过压。此方法要实现将盖均匀地贴靠在容器上。 激光束经过所述窗和两个环之间的空隙击打在焊接区上。在此，夹紧压力 由在中央设置在工件上方的压力缸提供。这种布置不适合用于较小的、需 焊接的部件。

就本发明的背景技术而言，应当简要地探讨其特别的应用领域，即所 谓的透射焊接。在此这样实现将必要的激光功率引入接合区中，即，使激 光束透射一部件的完全或至少部分地让激光波长范围透过的盖层。激光能 量至少部分地被下接合部件吸收。所产生的热使下接合部件熔化，通过从 第二部件传递到盖层的热还使得第一部件部分熔化。两个接合部件通过作 用到接合区上的压力而连接。激光束在此沿着焊缝移动。

为产生压力作用，代表最接近的现有技术的DE 199 24 469 A1示出一 种外部夹紧装置，其中接合部件上的相对的夹紧压力被施加到焊缝的一侧 上。这导致要透射的接合部件沿焊缝受到单侧载荷，这一点对焊接质量造 成不利影响。压力分布沿焊缝方向逐渐减小，并可能引起部件的外部变形。 因此，可能在塑料结构中产生应力，这在熔化部分凝固后可能导致在焊缝 中或在所述焊缝附近出现裂纹。

此外，如果在焊缝之外在部件上没有材料或材料不足以用于附装外部 夹紧装置，则难以应用该外部夹紧装置。

发明内容

基于现有技术的上述问题，本发明的目的在于设计一种上述类型的夹 紧装置，利用所述夹紧装置可通用地将两个要接合的部件与其尺寸无关地 夹紧，从而可能完全不使用有问题的外部夹紧技术。

所述目的通过在权利要求1的特征来实现，为此在所述夹紧装置中设 置有：

-设置在加工机的环绕的射束路径内的内部夹具，所述内部夹具具有 一用于内部夹紧所述部件的夹紧面，和

-用于将所述内部夹具连接到位于外部的夹紧头上的窄的连接梁，所 述连接梁跨过夹紧头中的穿通隙部，该穿通隙部允许射束路径从加工机到 达所述部件。

本发明提出一种内部夹紧技术，由于与位于内部的夹紧部件相关联的 阴影效应，该内部夹紧技术此前未在激光加工机中使用。本发明出于下述 认知，即加工激光束的较小的中断，如仅通过用于将内部夹具连接到外置 的夹紧头上的窄的连接梁而出现的中断，对焊缝并没有显著损害。由于还 沿焊缝纵向发生的热传导以及部分发生的辐射，由连接梁遮盖的阴影区域 也能得到足够的能量，从而可对两个接合部件进行无瑕疵的熔化和焊接。

通过根据本发明的内部夹紧结构，特别是与优选设置的外部夹紧结构 的组合，对于整条焊缝来说产生了明显更为均匀的夹紧压力分布，这使得 在焊缝上及焊缝周围的应力较小。由此改善了焊缝均匀性，因此在必要时 能利用较少的激光功率实现所期望的焊接效果。由此还可导致在工件加工 时缩减脉冲时间。

根据一种有利的改进方案，为夹紧三维部件，通过多个单个的内部夹 具实施内部夹紧，所述多个内部夹具分别通过跨过射束路径的连接梁安装 在外置的、单个的夹紧头上。优选地，内部夹具与连接梁分别为一夹紧杆 的一部分，可借助于例如活塞缸驱动装置形式的夹紧驱动装置对所述夹紧 杆进行加载。

附图说明