由热塑性材料制成的、有待通过激光焊接而组装的两个配件的安排的制作方法
【专利摘要】根据本发明，由热塑性材料制成的、有待通过一种激光透射焊接方法组装的两个配件（11，12）的安排（10），对于一个激光束（F）是透明的一个第一配件（11）被定位在吸收该激光束（F）的一个第二配件（12）上，其特征在于这两个配件（11，12）包括一个具有预设宽度（L1）的焊接界面（13）以便能够在不干扰激光束（F）通道的情况下使这两个配件（11，12）夹紧成彼此抵靠，并且该焊接界面的截面（S）是根据这些有待组装的配件（11，12）的材料的特性来预先确定的。这个焊接界面（13）的所述宽度（L1）基本上等于一个夹紧区域（15）的宽度（L2）与一个焊接区域（14）的宽度（L3）的总和。
【专利说明】由热塑性材料制成的、有待通过激光焊接而组装的两个配件的安排
发明【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种关于两个热塑性配件的安排，这些配件旨在使用一种激光透射焊接工艺来进行联接，对于一个激光束是透明的第一配件被定位在吸收该激光束的一个第二配件上。
现有技术
[0002]最近几年已经显现出对于减小配件的重量和成本的许多需要，尤其是在用于汽车工业的部件或元件的领域中。更具体的说，为生产机动车辆，需要许多由板材制成的配件，所述由板材制成的配件具有相对复杂的形状，为此必需提供复杂的组装工艺。因此，已经提出使用热塑性配件来减小配件的重量及其成本。同时，已经提出了对于现有组装工艺的改进，目的在于使它们适合热塑性配件组装的需要。
[0003]然而，通过此类新型组装工艺，所遇到的一个问题是由这些有待联接的配件的性质和形状导致的，这些配件中的一个和/或另一个通常是一个显露的配件，例如一个车门内部装饰件，该配件的外观必须绝对不能降级，并且这些配件中的一个和/或另一个具有通常被证明是与此类组装工艺不相容的一种形状和尺寸。
发明主题
[0004]本发明的目的是要克服所有上述缺点并且其主题是关于在保持概念上简单且花费不多的同时如何产生一种关于可与任何类型激光焊接工艺相关联的两个热塑性配件的安排。
[0005]本发明的主题是值得注意的，更具体地说，在于这两个配件包括一个具有预设宽度的焊接界面，从而允许这两个配件被夹紧成彼此抵靠而不阻塞激光束的通道，该焊接界面具有根据这些有待联接的配件的材料特性而预设的一个截面。
[0006]带有这样一个预设宽度和这样一个预设截面的这样一个焊接界面尤其允许获得一种用于使这两个彼此抵靠的配件完美配合的最佳夹紧安排，以便尽可能地帮助和优化相关联的激光焊接工艺。
[0007]本发明的其他优点和特征可以单独地或组合地应用:
[0008]-该焊接界面的所述截面可以取决于在该上部配件的材料中的玻璃纤维填料的含量。
[0009]-该焊接界面的所述宽度可以是基本上等于旨在用于放置使这两个配件夹紧成彼此抵靠的装置的至少一个第一夹紧区域的宽度与旨在用于该激光束通道的一个第二焊接区域的宽度的总和。
[0010]-这两个热塑性配件中的一个可以包括与所述焊接界面在同一高度上的一个凸起。
[0011]-所述凸起可以形成在所述下部配件上并且可以具有取决于所述上部配件的材料特性的预设尺寸。
[0012]-所述凸起可以形成在所述上部配件上并且可以具有取决于所述上部配件的材料特性的预设尺寸。
[0013]-所述凸起可以具有基本上等于所述焊接界面的宽度的一个宽度。
[0014]-所述上部配件可以包括带有多个修圆角的一个预设截面，该多个修圆角基本上限定该焊接界面的宽度。
[0015]-所述下部热塑性配件可以是一个显露的配件。
附图简要说明
[0016]其他优点和特征在以下通过非限制性举例的方式给出并且在这些附图中展示的本发明的具体实施例的说明中将被更清楚地显现出，在附图中:
[0017]图1示意性地示出了根据本发明的一种关于两个热塑性配件的安排的一个第一具体实施例的局部视图，展示了两个配件在该安排中的一个所谓的“半槽”区域的联接。
[0018]图2至图4各自示意性地示出了图1中的安排的一个变体实施例的局部视图。
[0019]图5示意性示出了根据本发明的一种关于两个热塑性配件的安排的另一个具体实施例的局部视图，展示了两个配件在该安排中的一个所谓的“中表皮”区域的联接。
具体实施例说明
[0020]参照图1至图5，根据本发明的安排10是两个叠置的热塑性配件11、12的一个安排，即一个上部配件11放置在一个下部配件12上，每个配件具有一种预设尺寸和形状。更具体地说，根据本发明的安排10是旨在通过一种激光透射焊接工艺来焊接两个热塑性配件11、12的一种安排，第一上部配件11是对于一个激光束F是透明的一个配件，而第二下部配件12是吸收该激光束F的一个配件。
[0021]根据本发明，这两个热塑性配件11、12包括一个共同的旨在被焊接的焊接界面13，即上部配件11的下表面Ila的至少一部分与下部配件12的上表面12a的至少一部分产生接触(图1)。这个焊接界面13具有一个预设宽度LI，以便允许这两个配件11、12夹紧成抵靠彼此而不阻塞激光束F的通道。此外，这个焊接界面13具有取决于有待联接的配件
11、12的材料特性的一个预设截面S，尤其是取决于该上部配件的透明性(这种透明性例如取决于材料中玻璃纤维填料的数量)、取决于这两个配件11、12的性能变化和可焊接性、并且取决于下部配件12是否是一个显露的配件等。
[0022]表述“焊接界面” 13或“焊接路径”在此应该理解为是在这两个配件11、12之间的接触界面，即与旨在被焊接的这两个配件11、12的这些配合的部分相对应的所有区域。确切地说，在用于机动车辆的一个元件(例如一个侧门或行李箱盖)的情况下，该焊接界面基本上与这些部件11、12的边缘或外形线相对应或者与所谓的“半槽”区域(如在图1至图4中所示出的)，并且还与这两个配件11、12中进一步朝着这些配件11、12的内部或中心产生接触的部分相对应或者与所谓的“中表皮”区域相对应(如在图5中所示出的)。这些“半槽”区域总体上是相当小的并且因此是相对受到限制的，而“中表皮”区域总体上比它还要小。
[0023]此外，这个焊接界面13优选是不包含如记号一样的缺陷或表面缺陷并且不包含如由模具顶出器系统造成的刻痕。总体上，配件11、12之间的焊接界面13，即有待焊接的对应于激光束F通道的所有这些(“半槽”和/或“中表皮”)区域，必须是尽可能光滑的并且不具有隆起的和凹陷的表面缺陷。
[0024]在图1中所示出的第一具体实施例中，展示了有待联接的两个配件11、12的所谓的“半槽”区域，上部配件11不是一个显露的配件而下部配件12是一个显露的配件。这个焊接界面13具有一个预设宽度LI从而这样一种安排10可在相关联的激光焊接加工过程中与这两个彼此抵靠的配件11、12维持一种良好的配合所要求的任何类型的夹紧装置相互作用，而不会阻塞用于激光束F的通道所要求的空间。
[0025]在图1中，激光束F的通道所要求的所述空间还被称作焊接区域14，并且所述夹紧装置示意性地由一个灰色区域或夹紧区域15示出，该夹紧区域基本上对应于任何类型的夹紧装置所要求的空间，例如像，螺钉、板、垫、夹子、等。
[0026]总体上，这个焊接区域14的宽度、或焊接路径被计算成是用于使保证这两个彼此抵靠的配件11、12在夹紧区域15中进行配合所必需的且足够的宽度以及保证激光束F的通道即沿着用于联接这两个配件11、12所需要的焊道的宽度。总体上，焊接界面13的宽度LI基本上等于这个夹紧区域15的宽度L2与这个焊接区域14的宽度L3的总和。
[0027]作为举例，在图1中，这个焊接界面13的宽度LI大约是18mm，这个夹紧区域15具有约6mm的宽度L2，并且这个焊接区域14的宽度L3大约是12 mm。
[0028]在图2中示出的变体实施例中，上部配件11和下部配件12都不是显露的配件。在此情况下，根据本发明的安排10的预设截面S与前一安排(图1)的区别在于下部配件12包括一个凸起16，该凸起具有尤其是取决于上部配件11的和下部配件12的材料的性质和特性的预设尺寸。凸起16尤其是旨在允许去除游隙，并且获得这些配件11和12的良好的几何学对齐以及这些彼此抵靠的配件11和12的良好配合。因而，这样一个凸起16允许保证这两个彼此抵靠的配件11、12在焊接界面13处的配合并且允许防止在有待焊接的这些区域周边处的任何障碍，同时保证最优的焊接质量。
[0029]作为举例，在图2中，凸起16具有例如基本上等于这个焊接界面13的宽度的一个宽度L4。这样一个凸起16具有例如最起码大约I _的厚度el。
[0030]总体上，如果下部配件12不是一个显露的配件的话，凸起16的厚度el的值不受限制，而如果下部配件12是一个显露的配件的话，凸起16的厚度el则由在模制该配件方面的约束来限制，尤其是材料的基础厚度等。
[0031]在图3中示出的变体实施例中，上部配件11不是一个显露的配件，而下部配件12是一个显露的配件。在此情况下，根据本发明的安排10的预设截面S与以上安排(图1和图2)的区别在于上部配件11包括一个凸起17，该凸起具有尤其是取决于上部配件11的和下部配件12的材料的性质和特性的预设尺寸。同上，凸起17尤其是旨在允许去除游隙，并且获得这两个配件11和12的良好的几何学对齐以及这些彼此抵靠的配件11和12的良好配合。这样一个凸起17因此允许保证这两个彼此抵靠的配件11、12在焊接界面13处的配合并且允许防止在有待焊接的这些区域周边的任何障碍，同时保证最优的焊接质量。
[0032]在图3中的变体中，上部配件11的材料是高度透明的，例如其具有低含量的玻璃纤维填料。凸起17可以因此具有在遵守激光束F可接受的极限透明性值情况下的一个预设厚度，以便保证使用相关联的激光焊接工艺来进行焊接。
[0033]作为举例，在图3中，凸起17具有优选是基本上等于焊接界面13的宽度的一个宽度L5。此外，凸起17具有例如最起码大约I mm的厚度e2。总体上，上部配件11的材料的透明性越高，凸起17的厚度e2在始终遵守激光束F可接受的极限透明性值情况下就可以更大，以便保证使用相关联的激光焊接工艺来进行焊接。
[0034]总体上，在图2和图3的不同实施例中，在这些配件11、12中的一个上提供的凸起16,17的厚度e因此是通过对上部配件11的材料的极限透明性值、通过下部部分12的吸收性、通过这两个配件11、12的可焊接性并且通过尤其是在产品所需质量上的规范来设定的。
[0035]在图4中示出的变体实施例中，上部配件11不是一个显露的配件，而下部配件12是一个显露的配件。更具体地说，上部配件11是由一种稍微透明的材料制成，例如一种具有高含量的玻璃纤维填料材料，并且该上部配件因此不能给出如在图2和图3中给出的一个凸起。在此情况下，根据本发明的安排10的上部配件11的预设截面S再次与上述安排(图1至图3)相异。为去除游隙并且保证这两个彼此抵靠的配件11和12的良好配合，如以上关于图2和图3所指示的，在此有必要修改上部配件11的注塑模具，从而该上部配件11具有例如两个修圆角18，这两个修圆角基本上使该焊接界面13限定在宽度LI。上部配件11的形状被确定成使得允许使去除这两个配件11、12之间的游隙优化并且保证这两个彼此抵靠的配件11和12的良好配合，以便使通过使用相关联的激光焊接工艺获得的焊接质量得到优化。
[0036]在图5中示出的第二具体实施例中，展示了这两个配件11、12在一个所谓的“中表皮”区域中进行联接，根据本发明的安排10与在图1至图4中所示出的不同实施例的区别尤其在于该焊接界面13的预设宽度LI是不同的。在图5中，这样一个宽度LI尤其被选择成使得这样一种安排10可与在相关联的激光焊接加工过程中用来使这两个彼此抵靠的配件11、12维持一种良好配合所要求的任何类型的夹紧装置相互作用，而不阻碍激光束F的通道所需要的空间。
[0037]更具体的说，该焊接界面13的宽度LI基本上对应于为获得一种良好的可焊接性该激光束通道所需要的焊接区域14的宽度L3与两个夹紧区域15的宽度L2的总和，这两个夹紧区域位于该焊接区域14的任一侧、与为所需要的夹紧装置保留的多个区域相对应的、并且能够被定位在该焊接区域的任一侧。总体上，该焊接界面13的宽度LI基本上等于所有夹紧区域15的宽度L2与焊接区域14的宽度L3的总和。
[0038]作为举例，在图5中，这个焊接界面13的宽度LI大约是24_，其中每个夹紧区域15具有大约6mm的宽度L2，并且该焊接区域14具有大约12mm的宽度L3。
[0039]在图5中示出的具体实施例中，上部配件11和下部配件12都不是显露的配件。下部配件12包括能够起到用来去除游隙作用的一个凸起16，同上(图2)，以便保证这两个彼此抵靠的配件11和12的一种良好配合并且使利用相关联的激光焊接工艺获得的焊接最优。
[0040]在其他不同的实施例(未示出)的所谓的“中表皮”区域中，如在图5中所展示的，根据本发明的安排10可以包括，在上部配件11上的一个凸起17或者在上部配件11上的多个修圆角18或者可以不包括一个凸起，在如图1至图4所示出的不同变体中所谓的多个“半槽”区域。
[0041]无论安排10的实施例是怎样的，如以上在图1至图5中示出的，旨在被焊接的这两个配件11、12都是由热塑性材料制成的，例如聚丙烯。总体上，有待联接的配件11、12可以是由任何热塑性材料制成，例如聚酰胺，只要所选的材料就硬度、成本以及再循环能力而言具有最佳特性并且非常适合于激光焊接，例如是透明的等。更具体的说，这个透明的上部配件11可以是由包含或高含量的或低含量的玻璃纤维填料的聚合体制成的一个配件，并且这个下部热塑性配件12可以是一个显露的配件，取决于根据本发明的安排10所要求的构形。
[0042]无论根据本发明的安排10的实施例是怎样的，本发明因此具有的主要优点是使得能够在不阻塞激光束F的通道情况下在上部配件11的上表面上的夹紧优化，以便使一种最佳的激光焊接组装工艺成为可能。
[0043]本发明不限于以上描述的不同实施例。这种安排10的焊接界面13的形状和尺寸是非限制性的并且尤其是取决于这两个旨在焊接的热塑性配件11、12的尺寸。更具体地说，该焊接界面13的宽度LI可以是不同的，只要该焊接界面13的宽度LI基本上等于每个夹紧区域15的宽度L2与焊接区域14的宽度L3的总和即可。
[0044]此外，这些凸起16、17的厚度el、e2可以是不同的，只要它们考虑到由这些上部配件11和下部配件12的材料强加的在可焊接性上的约束(透明度，等)，并且只要它们允许这些彼此抵靠的配件11、12的一种良好配合，以便确保在这个焊接界面13处的零游隙，以便确保一种最佳的激光焊接组装工艺。
[0045]根据本发明的这样一种安排10更具体地应用于机动车辆的一种构成元件的生产，例如该车辆的一种车门(侧门或行李箱盖)。总体上，这样一种安排10可以应用于该机动车辆的旨在由热塑性材料制成的任何元件。
【权利要求】
1.一种关于两个热塑性配件(11，12)的安排(10)，这些配件旨在使用一种激光透射焊接工艺进行联接，对于一个激光束(F)是透明的一个第一配件(11)被定位在吸收该激光束(F)的一个第二配件(12)上，这种安排的特征在于这两个配件(11，12)包括一个具有预设宽度(LI)的焊接界面(13)以便允许在不阻塞该激光束(F)的通道的情况下使这两个配件(11，12)夹紧成彼此抵靠，该焊接界面具有的一个截面(S)是根据这些有待联接的配件(11，12)的材料的特性进行预设的。
2.如前一权利要求所述的安排(10)，其特征在于，该焊接界面(13)的所述截面(S)取决于在该上部配件(11)的材料中的玻璃纤维填料的含量。
3.如以上权利要求中任一项所述的安排(10)，其特征在于，该焊接界面(13)的所述宽度(LI)基本上等于旨在用于放置使这两个配件(11，12)夹紧成彼此抵靠的装置的至少一个第一夹紧区域(15)的宽度(L2)与旨在用于该激光束(F)通道的一个第二焊接区域(14)的宽度(L3)的总和。
4.如以上权利要求中任一项所述的安排(10)，其特征在于，这两个热塑性配件(11，12)中的一个包括与所述焊接界面(13)在相同高度上的一个凸起(16，17)。
5.如前一权利要求所述的安排(10)，其特征在于，所述凸起(16)形成在所述下部配件(12)上并且具有取决于所述上部配件(11)的材料的特性的预设尺寸。
6.如权利要求4所述的安排(10)，其特征在于，所述凸起(17)形成在所述上部配件(11)上并且具有取决于所述上部配件(11)的材料的特性的预设尺寸。
7.如权利要求4至6中任一项所述的安排，其特征在于，所述凸起(16，17)具有基本上等于所述焊接界面(13)的宽度(LI)的一个宽度(L4，L5)。
8.如权利要求1至3中任一项所述的安排(10)，其特征在于，所述上部配件(11)包括带有多个修圆角(18)的一个预设截面(S)，该多个修圆角基本上限定该焊接界面(13)的宽度(LI)。
9.根据以上权利要求中任一项所述的安排(10)，其特征在于，所述下部热塑性配件(12)是一个显露的配件。
【文档编号】B29C65/78GK103582554SQ201180065016
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2011年12月8日 优先权日:2010年12月16日
【发明者】J-G·凯尔比盖, H·盖尔默, L·蒂拉多 申请人:雷诺股份公司