对汽车灯进行同步激光焊接的方法以及相应的汽车灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对汽车灯进行同步激光焊接的方法以及使用所述方法所获得的相应汽车灯。
【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，汽车灯是下述汽车的照明和/或信号装置，所述汽车包括具有朝向汽车外部的照明和/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容纳腔室。光源布置于容纳腔室内部，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]一旦各个部件已被组装好，则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周边轮廓之间形成焊缝。
[0008]自然地，焊接也会与更复杂汽车灯的例如布置于容纳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过程使得可将能够发射激光辐射的透射性或透过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。在当前情况下，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，其封闭所述容纳体形成容纳汽车前灯光源的容纳腔室。
[0011]所述容纳腔室在周边处由透镜体和容纳体的周边轮廓界定，所述透镜体和容纳体放置成彼此接触并通过形成焊缝而密封，在焊缝处发生透镜体和容纳体材料的相互渗透。
[0012]当然，吸收性和透射性聚合物主体通常可由汽车前灯的另外聚合物部件构成。
[0013]至于所使用的激光设备，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]-在透镜体附近以“束”组合到一起的光纤系统，其用于传递由所述激光源产生的激光；
[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下的目的。例如，所述支撑件可为具有容纳孔的金属主体，光纤被容纳在所述容纳孔内。它们可由一种系统附接，在该系统中螺纹旋拧到光纤的金属支撑件的螺钉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(blocked)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激光束的发散并将所述光束朝向焊缝引导的目的。
[0018]典型地，作为准直器，使用负光导，即由反射壁所形成的光导。
[0019]在现有技术的最简单方案中，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。同样在最简单的情况下，系统被证实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所述光轴是一样的。光导纵向地沿着限定焊缝的轨迹延伸。
[0020]备选地，光导可由固体聚合物主体制成并且装配有反射内壁，能够通过多次反射在所述聚合物主体内引导激光辐射。
[0021]在一些应用中，诸如通常在汽车灯的那些应用中，光导搁置于汽车灯的输出开口处，其沿着在对于激光辐射是透过性的透镜体的外表面上形成的多种形式的支撑轨迹发射激光辐射。后者即透镜体邻近于吸收激光辐射的容纳体放置，以便限定焊缝，所述焊缝也为多种形式的，并且通常与多种形式的支撑轨迹不同。
[0022]应当指出的是，位于透镜体上的光导可将激光辐射朝向由至少一个聚合物部件所限定的焊缝引导，以便无关于所述透镜体和/或所述容纳体来焊接，但包括在由后者即所述容纳体所界定的区域内。
[0023]传统的同步激光焊接设备的光导以不在焊缝处的透镜体外表面上中断的方式延伸，以便以足够的能量到达所述外表面来软化容纳体，从而使得能够进行焊接过程。然而从光导的开口发出的激光辐射在其进入到透镜体的过程中经历折射，以及在到达焊缝之前经历在所述透镜体本身内部的一次或多次反射。
[0024]遗憾的是，在汽车灯应用中，发生下述情况，即从光导的出射孔发出的激光辐射不均匀地到达焊缝，其中以不足以软化容纳体的能量到达焊缝的多个部段(sect1ns)。这是由以下事实所导致的，所述事实即透镜体的几何形状通常是复杂的，包括由于肋状件的存在，曲率等的变化，以及焊缝以多种形式的方式延伸。
[0025]然而，透镜体出于样式和空气动力学的原因而越来越复杂，并且在其外表面上具有带有不连续性的表面，所述不连续性诸如肋状件、倒角、圆角、流延物(draughts)等。透镜体的复杂形状和存在于透镜体表面上的不连续性使得难于将激光束从光纤传递到焊缝，并且尽管有光导作用但效率很低。
[0026]实际上，考虑到透镜体的复杂形状，焊缝被证实与透镜体不符形，即焊缝可能不是透镜体的译本(translat1n)。
[0027]显然的是，如果激光辐射不均匀地到达焊缝，为了克服在较差照射部分中的不足而在激光辐射功率上的增加在照射充足的焊缝部分上是过量的，存在对透镜体和容纳体的部分造成损坏的的风险。
[0028]由此可见，在焊接其中透镜体通常具有复杂几何形状(诸如凹度/复杂性、沟槽、肋状件、突起等的变化)的汽车灯的情况下，现有技术的激光焊接解决方案在所产生的焊缝质量方面是不能令人满意的。
[0029]鉴于所有的上述考虑，激光焊接技术迄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)所取代。
【发明内容】
[0030]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。
[0031]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迄今使得所述焊接技术不是非常有效的技术缺陷。
[0032]该目的通过根据权利要求1所述的制造汽车灯的焊接设备以及通过根据权利要求19所述的汽车灯的同步激光焊接方法来实现。
[0033]本发明的其它实施例在从属权利要求中描述。
【附图说明】
[0034]从本发明优选的和非限制性实施例的以下说明将更清楚地理解本发明的其它特征和优点，其中:
[0035]-图1是根据现有技术的汽车灯激光焊接设备处于组装配置下的透视图；
[0036]-图2是图1中所示设备沿着图1的横截面平面I1-1I所取的横截面视图；
[0037]-图3是图1所示设备沿着图1的横截面平面II1-1II所取的横截面视图；
[0038]-图4是根据本发明一个实施例的汽车灯的焊接设备处于组装配置下的透视图；
[0039]-图5是图4中所示设备的分离部件的透视图；
[0040]-图6是根据本发明的处于组装配置下的汽车灯的透视图；
[0041]-图7是图6中所示灯的分离部件的透视图；
[0042]-图8示出根据本发明的可行实施例的焊接设备；
[0043]-图9是图8中所示焊接设备沿着图8中的横截面平面IX-1X所取的横截面视图；
[0044]-图10是图8中所示焊接设备沿着图8中的横截面平面X-X