预加热装置的制作方法

本实用新型涉及一种预加热装置。

背景技术：

由于技术成本低、装配效率高、结合强度好等，焊接技术被广泛应用于塑料件装配领域。

例如特别已知摩擦焊焊接技术，其焊接循环时间短、不需要独立热源。然而，在工业生产中，伴生于摩擦焊技术的一明显缺陷就是容易在焊接过程中产生焊接杂质，即，所谓的焊渣，这甚至可导致高达5％的焊接不良率。同时，摩擦焊焊接技术对产品造型有着严格的要求。一旦产品的关键结构造型设计无法满足要求，由于焊接杂质导致的不良率还将进一步上升。

为解决焊接杂质的问题，通常可在焊接前采用预热工艺，即，对塑料件的待焊接的部分进行预热，以跳过摩擦焊发热的初级阶段，从而减少材料的脆性破坏，以实现清洁焊接的目的。

例如，由文献US2016107372已知一种用于塑料焊接装置的塑料预加热结构，其包括支架、至少一第一预加热装置以及枢转机构，通过该枢转机构该至少一第一预加热装置可相对支架的第一表面枢转到一预加热位置，这样，一第一部件的咬边可被绕行，通过第一预加热装置可对第一部件进行加热。

然而，在由US2016107372已知的塑料预加热结构中，因为将预热过程集成到了焊接设备及夹具上，这不利于摩擦焊焊接的效率。此外，这种塑料预加热结构成本投入很高。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的在于提供一种预加热装置，其能够成本有利地灵活地匹配工件的待预热的部位实现均匀的预热。

本实用新型的目的还在于提供一种用于工件的预热方法。

该目的通过预加热装置实现，其包括基座和加热单元，加热单元由布置在基座上的加热体构成，加热体形成加热体阵列，其中，加热体能够单独地工作，以形成期望的预热轮廓。这使得能够通过选择相应的加热体来匹配相应的需预热的部位实现高效的预热，而不需要针对各工件单独设计预加热装置，提高了预加热装置的柔性。

预加热装置还可包括遮具，其布置在加热单元之上并且具有预定的开口，开口的形状与期望形成的预热轮廓相匹配，使得未被遮盖的所加热体的热辐射能够穿过开口向外传送。这能够实现定向地引导由加热单元的加热体发出的热辐射。

优选地，遮具具有布置在开口两侧的内部区段和外部区段、连接内部区段和外部区段的桥接部。这种遮具可一件式地冲制而成，或者在选用合适的材料预制好各部分之后将它们连接成遮具，例如焊接或其他合适的方式。

在使用状态中，遮具的桥接部布置在加热体的正上方。这使得加热体发出的热辐射能够被桥接部朝它两边反射，由此实现均匀的预热。

在使用状态中，遮具的桥接部还可布置在相邻的两个加热体之间，其中，桥接部的高度低于两个加热体的最高部位所在的面。换句话说，桥接部相对于它两边的区段下沉地布置在加热体的罩壳之间，这使得能够最大限度地使加热体发出的热辐射不受阻碍地穿过开口，由此实现高效地利用热辐射。

加热体的高度能够调节。为此，加热体可具有弹簧机构，以便通过所述弹簧机构的变形调节高度。在这种情况下，可将具有匹配于工件轮廓的开口的遮具覆盖在加热单元之上，然后下压遮具，在调整到相应的加热体位于遮具开口下方时，固定好遮具，便可开始工件的需预热的部位的预热。替代地，加热体具有螺旋机构，以便通过螺旋机构的回转调整调节高度。在选择相应的加热体之后，通过将加热体的高度调整到合适的位置上，必要时配合遮具进行工件的相关部位的预热。这能够进一步提升预加热装置的柔性。能够实现加热体的高度调节的其他方案也是可行的。

预加热装置还可设有热辐射反射机构。热辐射反射机构为设置在加热体处的热辐射反射层或第一热辐射反射罩。热辐射反射机构还可为设置在遮具的开口处的第二热辐射反射罩。通过设置热辐射反射机构，将加热体发出的热辐射朝开口反射，能进一步提升热辐射利用率，从而缩短工件的需预热的部位的时间。

预加热装置还具有控制装置，其可选择并触发需工作的加热体。

通过根据本实用新型的预加热装置，在选择好加热单元的加热体之后，必要时在遮具的配合下，能精准地匹配加热工件的待预热的区域实现高效地预热，并且提高了预加热装置的柔性。

还提出了一种在上述预加热装置中预热工件的方法，包括以下步骤：从预加热装置的加热单元的由单个加热体形成的加热体阵列中根据需预热的工件的轮廓选出相应的加热体；将加热体的高度调整成与需预热的工件的轮廓的高度相匹配；将需预热的工件放置在选出的加热体上方；触发选出的加热体工作，以预热工件的需预热的轮廓。

在该方法中，通过将具有与需预热的工件的轮廓匹配的开口的遮具遮盖在加热单元上方、下压加热体使得加热体的弹簧机构变形来调整加热体的高度。

替代地，通过螺旋机构的回转来调整加热体的高度。

优选地，通过控制装置触发加热体的工作。

附图说明

下面借助附图进一步阐述本实用新型。其中：

图1示出了根据本实用新型的预加热装置的工作原理的示意性的图示；

图2示出了根据本实用新型的预加热装置的一示意性的截面图示；

图3示出了使用具有第一开口的遮具形成的待预热区域轮廓的示意性的图示，其中，遮具未示出；

图4示出了使用具有第二开口的遮具形成的待预热区域轮廓的示意性的图示，其中，遮具未示出；

图5示出了相应于图4的待预热区域轮廓的遮具的示意性的图示；

图6示出了发光单元的一示意性的图示；

图7示出了遮具的一示意性的图示；

图8示出了发光单元的另一示意性的图示；并且

图9示出了发光单元的另一示意性的图示。

具体实施方式

在下文中示例性地说明了本实用新型的实施方式。如本领域的技术人员应该意识到的那样，在不背离本实用新型的构思的情况下，所说明的实施方式可以各种不同的方式进行修改。因此，附图和说明书本质上为示例性而非限制性的。在下文中，相同的附图标记通常表示功能相同或相似的元件。

根据本实用新型的预加热装置1包括基座20、加热单元30。加热单元30由布置在基座20上的加热体31形成，其中，加热体31形成加热体阵列。加热体31能够单独地工作，以形成期望的预热轮廓。

图1示出了根据本实用新型的预加热装置1的工作原理的示意性的图示。在此，可根据工件的需预热的轮廓从加热体阵列中选出需使之工作的加热体31。在接通电源的情况下，所选出的加热体31能够形成期望的预热轮廓，所形成的预热轮廓与工件10的待预热的部位11的轮廓相匹配。在图1中示出了通过所选择的加热体31形成的两种不同的预热轮廓。应提及的是，预热轮廓不限于在图1中示出的线状预热轮廓，其还可为点状预热轮廓或面状预热轮廓。

在预加热装置1中，还可在加热单元30上方布置遮具40。遮具40至少部分地覆盖加热体31并且具有开口404，并且在遮具40上安置有工件10，其待预热的部位11处于开口404上方，即，处于在开口404下方的加热体31的热辐射的发送范围内，使得在工作时，工件10的待预热的部位11能够被加热体31的热辐射预热。关于遮具40和加热单元30，下文中还将进行进一步阐述。图3和图4分别示意性地示出了由通过遮具40遮盖后选择的加热体31形成的预热轮廓，其中，遮具40具有不同的开口404，未被选择的加热体31由于被遮住而不可见。

图2示意性地示出了根据本实用新型的预加热装置1的一实施方式的侧视图。该预加热装置1包括基座20、加热单元30和遮具40。工件10放置在遮具40上。遮具40设有开口404，其位于所选择的加热体31的上方，其中，开口404的走向相应于工件10的需预热的部位11的走向。此外，还可使遮具4()的轮廓与工件1()的轮廓相匹配。特别是，在工件10为异形件时，遮具40和其开口404不在一个平面上。与此对应地，加热体31可沿着图2中示出的双箭头的方向移动，即，可沿竖向方向进行高度调整，使得加热体31的顶部所在的面与遮具的表面轮廓相匹配。在这种情况下，在预加热装置1的使用状态中，可主动或被动地调节加热体31的高度位置。

图2中示出了预加热装置1的加热单元30的加热体31的一个示例，其高度可调节。图6示出了这种加热体31的图示。由图6可知，加热体31包括罩壳301、布置在罩壳301中的热辐射体302和导套306。此外，加热体31还具有与罩壳301固定连接的第一档板303、与导套306固定连接的第二档板305以及布置在第一档板303和第二档板305之间的弹簧304。该加热体31的罩壳301能在弹簧304的作用下在导套306的引导下在导套306中运动。为此，遮具40可设有作用到第一档板303上的结构，如在图2中示出的压盘405。在预加热装置1的使用状态中，将设有压盘405的遮具40放在加热单元30上方，压盘405抵靠各个加热体31的第一档板303，加热体31的弹簧304相应地匹配压盘405的轮廓受到相应程度的压缩，并且罩壳301在导套306中移动相应的距离。由此实现加热体阵列的上表面匹配于遮具的轮廓，并且最终匹配于工件和工件的需预热的部位的轮廓。

除了图6中示出的具有弹簧的加热体31之外，加热体31还可具有其他实施方式。例如，图9中示出了加热体31的另一实施方式。该加热体31同样具有罩壳301、布置在罩壳301中的热辐射体302和导套306。然而，罩壳301与导套306形成螺旋连接。因此，可通过罩壳301旋入导套306中或从导套306中旋出来调节加热体31的高度。在总地调整好各加热体31的高度之后，将预先成型好的并且具有预定开口的遮具放置在加热单元30上方，此后将工件10放置在遮具上面，即可开始预热过程。

当然，除了上述实施方式的加热体31之外，高度方向可进行调整的其他实施方式的加热体31都可予以考虑。

为了提高发光体30的热辐射的利用率，还可在发光体30和/或遮具40处设置热辐射反射机构。

热辐射反射机构可设置在发光体30处。如在图8中示出的那样，可在加热体31处设置第一热辐射反射罩307。第一热辐射反射罩307可安置在第一档板303处。在此，第一热辐射反射罩307将热辐射体302发出的热辐射以箭头所示的方向朝开口的方向反射，由此提高热辐射的利用率。

在发光体30的罩壳301制成为透明泡壳(例如，石英泡壳)时，可在罩壳处、例如其表层涂覆反射层，例如镀金层，并且在罩壳顶部留有透明的穿透部。由此同样可提升热辐射的利用率和集中性。

此外，热辐射反射机构还可设置在遮具40处。如在图7中示出的那样，遮具40在其开口404处设置有锥形的第二热辐射反射罩，其在此还可用作压盘405，其将加热体31的热辐射以如图7中箭头所示的方向朝开口反射，由此提升热辐射的利用率和集中性。

下面参考图5来示意性地说明用于预加热装置1的遮具40，其中，示意性地示出了遮具40的俯视图。遮具40具有外部区段401、内部区段402、连接外部区段401和内部区段402的桥接部403、在外部区段401、内部区段402和桥接部403之间的开口404以及可选的压盘405。此处示出的开口404的走向相应于图4中的选中的需使之工作的加热体31的走向，即，工件10的需加热的部位11的轮廓的走向。需说明的是，遮具的开口的走向可根据具体的工件的需加热的部位的走向来设计，并且遮具的轮廓形状需要匹配于工件的形状。换句话说，遮具不限于平面形状，也可为曲面状。特别是对于具有弹簧结构的加热单元，遮具具有压盘，以将加热单元的相应的加热体调整到期望的高度上。压盘可为柱状或截锥状，其压靠在加热体的与弹簧相连接的罩壳或罩壳的相关构件上，以通过弹簧的压缩实现加热体的高度调整。

在使用状态中，遮具40的桥接部403可设置在所选择的加热体31的正上方，这有助于沿着开口的走向的均匀的热辐射传送。

替代地，在使用状态中，遮具40的桥接部403也可相对于遮具的内部区段401和外部区段402不处在连续的面上，具体而言，桥接部403在使用位置中相对于外部区段401和内部区段402下沉地处在相邻的加热体31的罩壳301之间，如图5所示，从而使得热辐射体302发出的热辐射不被桥接部403遮挡地传送通过开口404，这有利于充分利用热辐射体302发出的热辐射和工件10的待预热的部位11的迅速且均匀地预热。

在此，应说明的是，遮具40的开口404不限于附图中示出的一圈环形开口，而是可根据需要进行其他设置，例如，设置开环的线状开口或面状开口，其数量不限于一个，也可为多个，只要使开口的走向与工件的相应待预热的部位匹配即可。

加热体31可为红外线灯泡，它可以提供能精确控制的能量辐射。特别在泡壳涂覆有反射涂层的情况下，还能控制热辐射的角度。当然，其他形式的加热体也是可行的。

预加热装置1还可具有控制装置，其可选择并触发需工作的加热体，例如，断开和接通加热体的电源。

本实用新型不限于上述结构，也可以采用其他的各种变体。虽然已经通过有限数量的实施方式描述了本实用新型，但是受益于本公开，本领域技术人员可以设计出不脱离在此公开的本实用新型的保护范围的其他实施方式。因此，本实用新型的保护范围应仅由所附权利要求限定。