功能元件和辅助元件的一体式电阻焊接的制作方法_2

文档序号:9607413阅读:来源:国知局
夹钳在接合已经发生之后且能够随后移至下一接合位置再次自动填充功能元件和辅助元件。
[0016]优选地,螺钉、螺栓或焊接螺母作为功能元件与夹层片材接合。这些典型的功能元件允许通过例如一体式螺栓将夹层片材螺接到其他零件。然而,还可设想其他功能元件。
[0017]根据本发明的第二教导,所表明的目的还通过用于将至少一个功能元件和辅助元件与夹层片材接合的装置来实现,该装置具有用于接纳和定位功能元件和第一辅助元件的第一容器,其中,设置有用于将力从功能元件施加到辅助元件以及夹层片材施力的器件,以及用于提供第一电流路径和第二电流路径的器件,其中,利用第一电流路径,能够提供从功能元件流入辅助元件的电流,从而将功能元件与辅助元件接合,利用第二电流路径,能够提供用于预热夹层片材的预热电流,以及设置有用于闭合和断开第一电流路径且优选地用于闭合和断开两个电流路径的器件。
[0018]如之前已经说明的那样,具有上述装置特征的装置使得能够在单次操作中将功能元件与第一辅助元件的接合过程连同用于将功能元件和第一辅助元件与夹层片材接合的接合过程集成在一起。因此,功能元件和必要的辅助元件仅须供应给相应的装置,以便省去用于供应接合有辅助元件的功能元件的单独加工步骤。
[0019]根据装置的进一步的细化方案,设置有用于将第二辅助元件和第二电极定位在至少一个夹层片材的与功能元件和第一辅助元件相对的另一侧的第二容器,其中,容器连同第二辅助元件一起形成第二电流路径的部件。当使用用于定位第二辅助元件的第二容器时,能够特别容易地将第二辅助元件定位成与功能元件和第一辅助元件相对。同时,容器使得电触头可以无需设置有第二辅助元件,因此第二辅助元件同样能够焊接到夹层片材上且使得同样接合的功能元件的力吸收能力增强。
[0020]根据装置的进一步的细化方案,第一容器和第二容器是接合装置的一部分,所述接合装置能够将两个容器一起定位在接合位置。尤其简单的接合装置是例如包括两个容器的焊接夹钳。例如焊接夹钳等接合装置能够通过机器人或龙门架系统以简单的方式定位在所需的焊接位置处,从而自动地将功能元件连接到夹层片材。
【附图说明】
[0021]下文旨在参考示例性实施例以及附图对本发明进行更详细的说明。在附图中:
[0022]图1以示意图示出了用于实施方法的装置的示例性实施例,
[0023]图2和图3以示意剖视图示出了根据本发明与夹层片材已焊接在一起的功能元件,
[0024]图4以示意性透视图示出了用于接纳功能元件和第一辅助元件的容器的示例性实施例,
[0025]图5示出了在两个夹层片材与功能元件接合过程中的图1的示例性实施例,
[0026]图6和图7示意性地示出了与两个夹层片材接合的功能元件的两个示例性实施例,以及
[0027]图8以示意图示出了用于焊接作为功能元件的螺母的容器的示例性实施例。
【具体实施方式】
[0028]图1示出了用于将功能元件2与辅助元件3以及与夹层片材4接合的装置1。夹层片材4由两个外层4a和位于外层之间的塑料层4b构成。此外,示出了用于接纳和定位功能元件2以及第一辅助元件3的第一容器5,功能元件2呈螺栓形式。然而,仅高度示意性地示出容器。力可以通过功能元件2施加到辅助元件3上,因此经由第一电极6和器件6’施加到夹层片材上。还设置有提供第一电流路径的器件7、8,通过该第一电流路径,接合电流能够在功能元件2与辅助元件3之间传送。接合电流^使得在螺栓2与辅助元件3之间的接触点处设置的焊接突起2a处的电流密度具有可致使焊接突起和辅助元件3在该点处熔化的高的水平,辅助元件3被具体实施为补片。通过使功能元件2借助于电极6的力而施加到辅助元件3上,辅助元件与功能元件2接合。
[0029]就第一辅助元件3本身而言,第一辅助元件3具有焊接突起3’。如果功能元件2 (即螺栓2)随后按一体结合方式与辅助元件3接合,则第一电流路径会被断开,因此电流不再流动。此外,图1所示的装置提供第二电流路径,用于预热夹层片材4的电流12流经该第二电流路径。经由用于闭合和断开至少第一电流路径的器件8、9,用于将功能元件2与辅助元件3接合的接合电流^或者用于预热夹层片材4的待接合区域10的预热电流12能够根据相应的操作来设定。如果在预热后,两个外片材4a通过所施加的力而彼此接触,并且塑料层4b被挤出接合区域10,则例如第二电流路径能够经由器件9断路,而使得全部可用的电流经由功能元件2、辅助元件3及其焊接突起3’被导入夹层片材或者被导入所连接的外片材。
[0030]结果,特别是在焊接突起3’的区域中迅速超过临界温度,因此夹层片材的外片材和辅助元件3的焊接突起3’在该区域中熔化。功能元件2连同辅助元件3 —起可随后用作第一电极且与夹层片材的相接触的外片材接合。出于该目的,电流源11可用于供应各种电流或电压。
[0031]第二辅助元件12优选地与位于夹层片材的相对侧的第二容器13定位在一起,第二辅助元件12确保夹层片材的片状加热,以便抑制由于塑料快速蒸发引起的气泡形成。力同样能够经由第二容器13施加到夹层片材上,因此夹层片材的两个外片材4a能够在接合区域10中相接触。第二电极19起到完成电路且使得预热电流或者接合电流在功能元件、第一辅助元件3、夹层片材4和第二辅助元件12之间再循环的作用。
[0032]图2和图3以示意性剖视图示出了在两个不同实施例中与夹层片材4接合的功能元件2。当然,还可以设想,当使夹层片材的外片材4a在一起时,从两侧来实施,使得相接触的外片材4a相对于夹层片材的厚度近似居中地彼此接触。
[0033]图4以透视图示意性地示出了用于功能元件2和第一辅助元件3的容器。容器5包括用于功能元件的保持件14,该保持件能够接纳功能元件2。此外,提供了呈销形式的定位器件15,通过该定位器件,辅助元件3能够准确地关于功能元件2定位。然后,布置在销15上的辅助元件3与功能元件2 —起被定位在夹层片材的待接合区域10中,并且力F施加到功能元件2的保持件上。如果在该过程中接合电流流过保持件14经由功能元件2流到辅助元件3,且该接合电流由电触头7来传送,则功能元件2能够与保持元件3接合。借助于力的施加以及弹簧弹性元件16,在两个元件接合过程中能够改变功能元件2相对于辅助元件3的相对位置,同时能够对功能元件2施加力。在接合操作之后或者接合操作期间,例如弹簧弹性元件16可被压缩而使得力还经由销15施加到辅助元件3上,从而施加到夹层片材4上。通过该容器,外片材能够以类似于图3的构造的方式被挤压在一起。从图4以及图1中可知,辅助元件3和12各自产生与夹层片材的片状接触且容许缓慢加热至熔点,同时,通过加热以及施力,容许塑料被挤出待接合区域10,而在该区域中不会发生塑料蒸发和夹层片材分层。
[0034]图5中示出的示例性实施例示出两个夹层片材4和4’,旨在通过根据图1的本发明的装置1来将两个夹层片材与功能元件接合。在图5中另外表明,第一容器5和第二容器13是接合装置17的一部分,接合装置17被设计为例如焊接夹钳并且能够同时将两个容器定位在接合操作前的接合位置。另外,接合装置17能够在夹层片材上施加力,从而挤出在待接合区域中的外层之间的塑料层。
[0035]图6和图7示出了夹层片材4和4’,该夹层片材4和4’并排接合并且它们经由功能元件2连同辅助元件3和12接合在一起。在图7中示出呈焊接螺母形式的另一功能元件2’。辅助元件3和12在此还起到了改善焊接工艺以及缓慢加热夹层片材4或4’的外层4a之间的塑料层的作用。
[0036]图8示意性地示出用于功能元件2’和辅助元件3的可替代容器。功能元件2’具有两个焊接突起2a’,经由这些焊接突起,电流^从功能元件2’流入辅助元件3。同时,示出了器件18,通过器件18可以朝着辅助元件3的方向对功能元件2’施加力。如果接合电流1:流过功能元件2’经由焊接突起2a’流入辅助元件3,则优选地在焊接突起的区域中相对快速地超过熔点,因此第一接合过程发生在功能元件2
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