汽车灯的激光焊接方法以及相应的汽车灯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车灯的激光焊接方法以及使用所述方法所获得的相应的汽车灯。
【背景技术】
[0002] 术语汽车灯理解成是指一般性的后汽车灯或前汽车灯，后者也被称为前灯。
[0003] 如已知的那样，汽车灯是下述车辆的照明和/或信号设备，所述车辆包括具有朝 向车辆外部的照明和/或信号功能的至少一个外部汽车灯，诸如像侧光灯、指示灯、刹车 灯、后雾灯、倒车灯、近光灯、远光大灯等。
[0004] 汽车灯以其最简单的形式包括容纳体、透镜体和至少一个光源。
[0005] 透镜体放置成封闭容纳体的口部以便形成一个壳体腔室。光源布置在壳体腔室内 部，所述光源可被定向以便当供以电力时朝向透镜体发射光。
[0006] -旦各个部件已被组装好，那么汽车灯的制造方法必须设置成将透镜体附接和以 气密的方式密封到容纳体。
[0007] 这样的密封和附接通常通过焊接来执行，以便在放置成彼此接触的透镜体和容纳 体的相应的周边轮廓之间形成焊缝。
[0008] 当然，焊接也可与更复杂汽车灯的例如布置于壳体腔室内部的其它部件相关。
[0009] 特别是汽车灯的聚合物主体的激光焊接方法使得可将能够发射激光辐射的透射 性聚合物主体和能够吸收激光辐射的吸收性聚合物主体相结合。在目前的情况下，激光辐 射当其遇到吸收性聚合物主体时转化成热量，所述吸收性聚合物主体通过局部加热将热量 传递到透射性聚合物主体，只要软化和局部熔化两个聚合物主体就可牢固地结合到彼此。
[0010] 汽车灯的吸收性聚合物主体例如可由容纳体构成，而汽车灯的透射性聚合物主体 例如可由透镜体构成，封闭所述容纳体的该透镜体形成容纳汽车前灯的光源的壳体腔室。 [0011] 所述壳体腔室在周边处由透镜体和容纳体的周边轮廓界定，将放置成彼此接触的 所述透镜体和容纳体通过形成焊缝密封，在焊缝处发生透镜体和容纳体的材料的相互渗 透。
[0012] 当然，吸收性聚合物主体和透射性聚合物主体通常可由汽车前灯的其它的聚合物 部件构成。
[0013] 至于所使用的激光装置，其通常包括：
[0014] -至少一个激光源，其例如可为半导体激光源；
[0015] -在透镜体附近的以"束"组合到一起的光纤系统，其用来输送由激光源产生的激 光；
[0016] -光纤支撑件，其具有将光纤在透镜体附近保持在适当位置的目的。例如，支撑件 可以是具有在其中装有光纤的容纳孔的金属体。它们可由系统附接，在该系统中拧紧到光 纤的金属支撑件的螺钉的头部按压径向膨胀的聚合物垫圈。从而光纤通过聚合物垫圈被撑 靠到容纳孔壁上。
[0017] -具有准直器功能的光学系统，其具有用于改变从光纤所发出的激光束的发散并 将所述光束朝向焊缝引导的目的。
[0018] 通常，作为准直器，使用负光导，即由相对于光纤的光轴倾斜的反射壁构成的光 导。
[0019] 在现有技术（图1)的最简单版本中，光导具有带有相对于其光轴倾斜的反射壁的 几何形状，并且光纤定位在光导的上部开口附近并沿着光轴。此外在最简单的情况下，系统 证明在光导的横向平面上是对称的，即光导反射壁的倾斜度相对于光轴是相同的。光导纵 向地沿着限定焊缝的轨迹延伸。
[0020] 与光纤沿着焊缝轨迹分布相关的参数是光纤之间的距离或间距"d"，其最小值由 光纤和附接系统的尺寸给定，以及其最大值由沉积到焊缝上的能量的最小值来调节。
[0021] 当系统（即将被焊接的灯）具有简单的几何形状时通常使用该结构。
[0022] 当沉积在焊缝上的辐射能量需要增加时，例如，当透镜体的厚度大以及由材料的 吸收也随之增加时，可在同一光导上使用两排光纤（图2-3)。光纤可布置在同一横向平面 上（图2)或可布置在不同的横向平面上（图3)。
[0023] 在第一种情况下，属于同一横向平面的光纤在焊缝的相同区域上指向。
[0024] 在第二种情况下，位于不同平面上的光纤在焊缝的不同区域内指向，其目的是使 得照射更均匀。
[0025] 然而，透镜体出于样式和空气动力学的原因而具有复杂的几何形状。考虑到这样， 焊缝被证明与透镜体不共形，即焊缝可能不是透镜体的译本（translation)。然而，即使透 镜体具有不均匀的表面，必须确保沿着焊缝的连续且均匀的照射。
[0026] 根据现有技术的解决方案，即根据在其中光纤相对于在横向于焊缝的平面上的光 轴倾斜的配置，由于存在阴影区而产生非均匀照射。在图4中，在具有透镜体复杂几何形状 或不规则区域中在焊缝照射中阴影区的存在已被突出显示。由于本发明，同一图4还示出 如何才能填充阴影区，以便获得均匀的和规则的焊缝，如下面更详细描述的那样。
[0027] 由此断定，在焊接其中透镜体通常具有复杂几何形状（诸如凹面/复杂性、槽、肋、 突起等的变化）的汽车灯的情况下，激光焊接的现有技术的解决方案在所产生的焊缝质量 方面是不能令人满意的。
[0028] 鉴于所有的上述考虑，激光焊接技术至今很少在汽车灯上使用，特别是如果它们 具有复杂的几何形状；从而这种激光焊接技术被替代性的焊接技术（诸如摩擦、超声波、热 板焊接等）取代。
【发明内容】
[0029] 本发明的目的是为了获得汽车灯的一种激光焊接方法，以及使用所述方法所获得 的能够确保激光焊接过程的汽车灯，使得能够针对透镜体的任何几何形状获得高质量的焊 缝，甚至在透镜体的延伸方面具有高度复杂性和强烈变化的情况下。
[0030] 本发明的目的因此是通过激光焊接技术执行汽车灯的焊接，所述激光焊接技术克 服了与汽车灯具体性质相关的至今使所述焊接技术不是非常有效的技术缺陷。
[0031] 这样的目的通过根据权利要求1所述的汽车灯的制造方法以及通过根据权利要 求23所述的汽车灯来实现。
[0032] 本发明的其它实施方式在从属权利要求中描述。
【附图说明】
[0033] 从本发明优选的和非限制性实施方式的下面给出的描述将更清楚地理解本发明 的其它特征和优点，其中：
[0034] -图1-3是从根据现有技术的汽车灯激光焊接解决方案的不同角度观察的视图；
[0035] -图4是在根据现有焊接技术可获得的激光束的分布与根据本发明可获得的相同 激光束的分布之间的比较；
[0036] -图5是根据本发明的焊接装置处于组装配置下的立体图；
[0037] -图6是图3中所示装置的分离部件的立体图；
[0038] -图7-10是根据本发明在焊接步骤期间汽车灯处于组装配置下的立体图，在其中 一些元件被省略以便更好地观察一些细节；
[0039] -图lla-llb是根据依照本发明的焊接方法所焊接的汽车灯放大细节的不同类型 的不意图；
[0040] -图12是根据本发明一个可能的实施方式的细分成穿过负光导的激光束波瓣的 示意图；
[0041] -图13-16示出根据本发明适于限定不连续性概念的几何结构。
[0042] 与下面所述的实施方式相同的元件或元件的部件将使用相同附图标记指出。
【具体实施方式】
[0043] 参照前述附图，附图标记4表示整个汽车灯，其中下面的描述是指以不丧失其一 般性应用的方式来进行描述。
[0044] 如上所述，术语汽车灯理解成是指一般性的后汽车灯或前汽车灯，后者也被称为 前灯。
[0045] 如已知的那样，汽车灯包括具有照明和/或信号功能的至少一个外部汽车灯，诸 如像侧光灯（其可以是前侧、后侧或侧面侧光灯）、指示灯、刹车灯、后雾灯、近光灯、远光大 灯等。
[0046] 汽车灯4包括通常为聚合物材料的容纳体8,其通常允许将汽车灯4附接到相应的 车辆上。
[0047] 对于本发明的目的而言，容纳体8可以是任何形状和尺寸，并且甚至可以是汽车 灯内部的元件，例如其不直接与相关联车辆的例如车身或其它紧固