CN114787521A - 将销接合到凹腔的方法和接合组件 - Google Patents

将销接合到凹腔的方法和接合组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通过粘合剂(3)将第一部件(1a)的销(1)部位接合到具有凹腔(2)的第二部件(2a)的方法，以便将销(1)固定在至少部分地延伸到凹腔(2)中并且在所述凹腔(2)的底面(20)与所述销(1)的面向端部(10)之间间隔开距离(D)的目标位置中，其中，所述方法至少包括如下步骤：将销(1)定位(100)到目标位置；确定(200)在凹腔(2)的底面(20)与在目标位置中的销(1)的面向端部(10)之间的距离(D)；将销(1)从凹腔(2)移出(300)；在凹腔(2)的底面(20)上施加(400)刚性的间隔件(4)，所述刚性的间隔件(4)的厚度(40)等于在凹腔(2)的底面(20)与在目标位置中的销(1)的面向端部(10)之间的距离(D)；将粘合剂(3)填充(500)到凹腔(2)中到刚性的间隔件(4)上；将销(1)重定位(600)到目标位置；使粘合剂(3)固化(700)并获得在销(1)与第二部件(2a)之间的接合。

Description

将销接合到凹腔的方法和接合组件
技术领域
本发明涉及一种通过粘合剂将第一部件的销部位接合到具有凹腔的第二部件的方法，以便将销固定在至少部分地延伸到凹腔中并且在所述凹腔的底面与所述销的面向端部之间间隔开距离的目标位置中。本发明还涉及一种相应的接合组件。
背景技术
光源和光学部件(例如透镜、反射器或光波导)相对于彼此的精确调整是在组装机动车的照明设备时的关键挑战。在将光源组和/或相关的光学部件安装在照明设备的载体(例如平台或保持架)上的过程中，由操纵装置改变它们的相对位置，同时使光源运行并监测所产生的照明效果。然后，部件的目标位置最终由构成所期望的目标照明效果来限定。部件在该目标位置中的固定一般通过粘接接合、特别是在第一部件的销部位与载体的相关联的凹腔之间的粘接接合来实现.
关于这种粘接接合的一个主要问题是在固化过程中粘合剂的体积收缩效应，所述体积收缩效应例如由溶剂的蒸发或由交联反应引起。这种收缩效应导致光源或光学部件的所调整的位置的后续改变，并且因此导致由照明设备产生的照明效果的可能严重的恶化。
在一种示例性的过程中，载体的凹腔填充有可流动的粘合剂，并且光学部件由操纵装置保持和定位，使得光学部件的销部位至少部分地延伸到凹腔和粘合剂中。在随后相对于正在运行的光源微调光学部件的过程中，销的位移仍然局限于凹腔、例如具有9mm的深度的凹腔，所述销具有>9mm的长度，并且在微调的过程中，所述销在竖直方向上(即，沿所述销的纵轴线)的位移范围达到约1mm。传统的能以紫外(UV)光固化的粘合剂的收缩在固化的过程中一般导致销在竖直方向上大约100μm的非期望的下陷。
在用于机动车的照明设备的范围内，这种沿着竖直轴线的偏移是最不利的，因为所述偏移强烈地影响投射到道路上的光截止线的位置，所述光截止线是照明设备的服从严格规定和客户规范的关键性能标准。
文件EP1690906B1教导一种用于以粘合剂粘合两个工件的方法，其中，在调整工件后，将以固定胶沾湿的连接件设置在适合的表面上，从而连接件与两个工件接触并在粘合剂固化的过程中支撑工件。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过粘合剂将第一部件的销部位接合到具有凹腔的第二部件的方法，以便将销固定在至少部分地延伸到凹腔中并且在所述凹腔的底面与所述销的面向端部之间间隔开距离的目标位置中，其中，所述方法特别是包括用于防止销在粘合剂固化的过程中朝向凹腔的底面重定位的措施。
所述目的通过本发明的权利要求1所教导的方法来实现。本发明的有利的实施例在从属权利要求中限定。
本发明公开如下技术教导，即接合的方法至少包括如下步骤：
-将销定位到目标位置，
-确定在凹腔的底面与在目标位置中的销的面向端部之间的距离，
-将销从凹腔移出，
-在凹腔的底面上施加刚性的间隔件，其中，所述刚性的间隔件的厚度等于在凹腔的底面与在目标位置中的销的面向端部之间的距离，
-将粘合剂填充到凹腔中，
-将销重定位到目标位置，
-使粘合剂固化并获得在销与第二部件之间的接合。
本发明的核心在于使用间隔件填充在凹腔的底面与销的面向端部之间的空间，因此基本上消除了在销之下的体积中的任何粘合剂。在销与第二部件之间的接合由围绕销的周边表面的粘合剂构成。因此，粘合剂在固化过程中的收缩只可能影响销的水平位置，这对于上述在照明设备中的使用而言重要性更低，但间隔件防止销的任何朝向凹腔的底面的重定位。
由于间隔件的刚性，间隔件不会因第一部件经由销施加的载荷而变形。刚性的间隔件例如由合适的塑料、例如热固性聚合物形成。在根据本发明的方法的典型应用中，销的目标位置以及因此间隔件所需的厚度是先验未知的。仅在将销定位在目标位置中并确定在凹腔的底面与在目标位置中的销的面向端部之间的距离之后，才能确定间隔件所需的厚度。因此，根据本发明的方法可以包括如下附加的步骤：将虚拟切片(dummy slice)加工成具有专用厚度的间隔件，所述专用厚度等于在销的目标位置中在尖端的端部与凹腔的底面之间的距离。
作为本发明的一个优选实施例，所述第一部件选自光源组或选自与光源相关联的光学部件，并且所述第二组件选自载体，其中，在将销定位在凹腔内的过程中，使光源运行并且监测所产生的照明效果，以便通过构成目标照明效果来确定目标位置。本发明基于这种应用并且在此范畴内产生优于现有技术的接合方法的主要优点。
有利地，所述刚性的间隔件由一片固化的粘合剂形成，其中，施加刚性的间隔件包括如下步骤：
-将粘合剂填充到凹腔中，其中，粘合剂的量致力于获得固化的粘合剂的如下厚度，所述厚度等于在凹腔的底面与在目标位置中的销的面向端部之间的距离，
-使粘合剂固化并获得定位在凹腔的底面上的刚性的间隔件。
为便于实际操作，用于形成间隔件的粘合剂优选与用于在销与第二部件之间的接合的粘合剂相同，但不同类型的粘合剂原则上同样适用。必须计算用于构建间隔件的粘合剂在固化过程中的收缩量，并且填充到凹腔中的粘合剂的量必须相应地配给，以便在固化后，固化的粘合剂的厚度、即刚性的间隔件的厚度等于在凹腔的底面与在目标位置中的销的面向端部之间的距离。
在根据本发明的方法的一个优选实施例中，通过激光扫描来确定在所述凹腔的底面与在目标位置中的销的面向端部之间的距离。激光扫描是一种用于生成部件组件的定量的3D模型的便利的技术，并且激光扫描允许恰当地确定第一部件和第二部件的定位以及因此允许恰当地确定在凹腔的底面与在目标位置中的销的面向端部之间的详细距离。
有利地，用于在销与凹腔之间的接合的粘合剂和/或用于形成刚性的间隔件的粘合剂选自紫外光固化类型。与使用可热固化的粘合剂相比，这些粘合剂允许快速并且技术上简单的固化过程。
根据本发明的另一个优选实施例，所述第一部件选自机动车的照明设备的光源组或光学部件，并且所述第二部件选自所述照明设备的载体。所述光学部件例如是反射器，所述反射器安装在安装平台上并且相对于车辆前照灯的固定的光源调整到目标位置。
此外，本发明涉及一种接合组件，所述接合组件至少包括具有销部位的第一部件和具有凹腔的第二部件，其中，所述销至少部分地延伸到凹腔中，并且在销与第二部件之间的接合由在凹腔内的粘合剂形成，其特征在于，一刚性的间隔件定位在凹腔的底面与销的面向端部之间。
这种接合组件有利地通过根据本发明的接合方法建立，并且在一个优选实施例中，所述刚性的间隔件的厚度等于在凹腔的底面与销的面向端部之间的距离。
附图说明
本发明的目的的附加的细节、特征和优点在对各个附图的以下描述中公开，描述以示例性的方式示出根据本发明的接合方法和接合组件的优选的实施例。
图1是根据本发明的方法的第一步骤的示意图；
图2是第二步骤的示意图；
图3a、b是第三步骤的示意图；
图4是第四步骤的示意图；
图5是第五步骤的示意图；
图6是第六步骤的示意图，以及根据本发明的接合组件。
具体实施方式
附图以横剖视图示出根据本发明的方法的七个步骤100至700的示意图，以用于产生根据本发明的接合组件800。销1是第一部件1a的部位，所述第一部件例如是要相对于机动车的照明设备的光源最精确地定位的光学部件，并且第二部件2a具有凹腔2以用于容纳销1。在所示出的示例中，销1由具有平坦的端部10的圆锥体形成并且凹腔2具有圆柱形的体积，其中，不同形状的匹配的销-凹腔组合同样适用于本发明。
图1示出在目标位置中的销1，所述销部分地延伸到凹腔2中，在凹腔2的底面20与销1的面向端部10之间间隔开距离D。将销1定位100到该目标位置是根据本发明的方法的第一步骤。在根据本发明的方法的用于相对于车辆照明设备的光源安装光学部件1a的中心应用中，由于在部件1a、2a和其他相关部件的尺寸方面的制造公差，目标位置是先验未知的。因此，在定位100光学部件1a的过程中，使光源运行并且监测所产生的照明效果，并且仅在达到所期望的目标照明效果时才终止定位100。本发明的中心任务是通过基于粘合剂的接合工艺将销1固定在凹腔2内的所述目标位置中，其中，在粘合剂固化的过程中，在底面20与端部10之间的距离恰保持在其目标值D上。
图2示出根据本发明的方法的第二步骤，即，确定200在凹腔2的底面20与在目标位置中的销1的面向端部10之间的距离D。这个任务以激光扫描器6实施，所述激光扫描器被开发成用于生成部件1a和2a的组件的定量的3D模型。
图3a、b示出根据本发明的方法在将销从凹腔移出300之后的第四步骤的优选实施例，即，在凹腔2的底面上施加400刚性的间隔件4，其中，刚性的间隔件4的厚度40等于目标距离D。在本实施例中，间隔件4由能以紫外光固化的粘合剂5组成，并且所述间隔件通过如下步骤施加：将粘合剂5填充301到凹腔2中，并且随后通过以紫外光7照射来固化302粘合剂5。其中，粘合剂5的层厚度50在其可倾注的、未固化的状态下配给成这样的量，使得已预计到粘合剂5在固化302的过程中的收缩，从而作为间隔件4的固化的粘合剂51的层具有等于目标距离D的所需的厚度40。
图4示出根据本发明的方法的第五步骤，即，将粘合剂3填充500到凹腔2中到刚性的间隔件4上。可倾注的粘合剂3优选地由能以紫外光固化的树脂组成，备选地，如果凹腔2对于光照而言不足够可接近，则可以使用能热固化的类型的粘合剂。
图5示出根据本发明的方法的第六步骤，即，将销1重定位600到目标位置。在过程的这个阶段，目标位置是已知的，并且所述目标位置例如由为操纵装置指定的一组坐标来限定，所述操纵装置设置为用于处理第一部件1a。销1的底部浸入到可流动的粘合剂3中并且设置在刚性的间隔件4上。除了在销1与间隔件4的配合表面上的不显著的量的残留的粘合剂3外，在该组件中，凹腔2的在销1之下的体积没有粘合剂3。
图6示出根据本发明的接合组件800和根据本发明的方法的最后一个步骤，即，使粘合剂3固化700并获得在销1与第二部件2a之间的接合。为此，以紫外光7照射粘合剂3，这一般引起在粘合剂3内的交联反应和相关的硬化效应。在部件2a内建立在销1的周边部分与凹腔2之间的粘接接合。凹腔2的在销1之下的体积由刚性的间隔件4填充因此基本上没有任何粘合剂3。这是本发明的关键创新，因为在这样的组件中，粘合剂3在固化700的过程中的收缩不影响销1的竖直位置，从而销1的端部不变地保持在凹腔2的底面之上的目标距离D处。此外，在销1与刚性的间隔件4的配合表面之间的摩擦有助于在固化700的过程中也在水平面内确定地固定销1。
因此，根据本发明的接合方法能实现构建作为车辆照明设备的零件的光学部件1a在载体2a中相对于光源的高精度的接合组件800。
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例仅作为示例表示并且可以在所附专利权利要求书所限定的保护范围内以各种方式进行修改。
附图标记列表
1 销
10 销的端部
1a 第一部件
2 凹腔
20 凹腔的底面
2a 第二部件
3 粘合剂
4 间隔件
40 间隔件的厚度
5 粘合剂
50 未固化的粘合剂层的厚度
51 固化的粘合剂
6 激光扫描器
7 紫外光
D 距离
100 定位销
200 确定距离
300 移出销
400 定位间隔件
401 填充粘合剂
402 固化粘合剂
500 填充粘合剂
600 重定位销
700 固化粘合剂
800 接合组件

Claims (8)

1.一种通过粘合剂(3)将第一部件(1a)的销(1)部位接合到具有凹腔(2)的第二部件(2a)的方法，以便将销(1)固定在至少部分地延伸到凹腔(2)中并且在所述凹腔(2)的底面(20)与所述销(1)的面向端部(10)之间间隔开距离(D)的目标位置中，其中，所述方法至少包括如下步骤：
-将销(1)定位(100)到目标位置，
-确定(200)在凹腔(2)的底面(20)与在目标位置中的销(1)的面向端部(10)之间的距离(D)，
-将销(1)从凹腔(2)移出(300)，
-在凹腔(2)的底面(20)上施加(400)刚性的间隔件(4)，所述刚性的间隔件(4)的厚度(40)等于在凹腔(2)的底面(20)与在目标位置中的销(1)的面向端部(10)之间的距离(D)，
-将粘合剂(3)填充(500)到凹腔(2)中到刚性的间隔件(4)上，
-将销(1)重定位(600)到目标位置，
-使粘合剂(3)固化(700)并获得在销(1)与第二部件(2a)之间的接合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一部件(1a)选自光源组或选自与光源相关联的光学部件，并且所述第二部件(2a)选自载体，其中，在将销(1)定位(100)在凹腔(2)内的过程中，使光源运行并且监测所产生的照明效果，以便通过构成目标照明效果来确定目标位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述刚性的间隔件(4)由一片固化的粘合剂(51)形成，其中，施加(400)刚性的间隔件(4)包括如下步骤：
-将粘合剂(5)填充(401)到凹腔(2)中，其中，粘合剂(5)的量致力于获得固化的粘合剂的如下厚度(51)，所述厚度等于在凹腔(2)的底面(20)与在目标位置中的销(1)的面向端部(10)之间的距离(D)，
-使粘合剂(5)固化(402)并获得定位在凹腔(2)的底面(20)上的刚性的间隔件(4)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过激光扫描来确定(200)在所述凹腔(2)的底面(20)与在目标位置中的销(1)的面向端部(10)之间的距离(D)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于在销(1)与凹腔(2)之间的接合的粘合剂(3)和/或用于形成刚性的间隔件(4)的粘合剂(5)由紫外光固化类型组成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一部件(1a)选自机动车的照明设备的光源组或光学部件，并且所述第二部件(2a)选自所述照明设备的载体。
7.一种接合组件(800)，所述接合组件至少包括具有销(1)部位的第一部件(1a)和具有凹腔(2)的第二部件(2a)，其中，所述销(1)至少部分地延伸到凹腔中(2)，并且在销(1)与第二部件(2a)之间的接合由在凹腔(2)内的粘合剂(3)形成，其特征在于，一刚性的间隔件(4)定位在凹腔(2)的底面(20)与销(1)的面向端部(10)之间。
8.根据权利要求7所述的接合组件(800)，其特征在于，所述刚性的间隔件(4)的厚度(40)等于在凹腔(2)的底面(20)与销(1)的面向端部(10)之间的距离(D)。
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