DE102009043376A1 - Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern - Google Patents

Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern Download PDF

Info

Publication number
DE102009043376A1
DE102009043376A1 DE102009043376A DE102009043376A DE102009043376A1 DE 102009043376 A1 DE102009043376 A1 DE 102009043376A1 DE 102009043376 A DE102009043376 A DE 102009043376A DE 102009043376 A DE102009043376 A DE 102009043376A DE 102009043376 A1 DE102009043376 A1 DE 102009043376A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
joining
joining partners
partners
pressing element
laser radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102009043376A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LMB AUTOMATION GmbH
Original Assignee
LMB AUTOMATION GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LMB AUTOMATION GmbH filed Critical LMB AUTOMATION GmbH
Priority to DE102009043376A priority Critical patent/DE102009043376A1/de
Publication of DE102009043376A1 publication Critical patent/DE102009043376A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/81266—Optical properties, e.g. transparency, reflectivity
    • B29C66/81267—Transparent to electromagnetic radiation, e.g. to visible light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1654—Laser beams characterised by the way of heating the interface scanning at least one of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/004—Preventing sticking together, e.g. of some areas of the parts to be joined
    • B29C66/0042—Preventing sticking together, e.g. of some areas of the parts to be joined of the joining tool and the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/24—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight
    • B29C66/242—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours
    • B29C66/2422—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours being circular, oval or elliptical
    • B29C66/24221—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours being circular, oval or elliptical being circular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/65—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles with a relative motion between the article and the welding tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81431—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined comprising a single cavity, e.g. a groove
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8145—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/81463—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps comprising a plurality of single pressing elements, e.g. a plurality of sonotrodes, or comprising a plurality of single counter-pressing elements, e.g. a plurality of anvils, said plurality of said single elements being suitable for making a single joint
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/816—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8161—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps said pressing elements being supported or backed-up by springs or by resilient material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/82—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps
    • B29C66/824—Actuating mechanisms
    • B29C66/8242—Pneumatic or hydraulic drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/836—Moving relative to and tangentially to the parts to be joined, e.g. transversely to the displacement of the parts to be joined, e.g. using a X-Y table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/836—Moving relative to and tangentially to the parts to be joined, e.g. transversely to the displacement of the parts to be joined, e.g. using a X-Y table
    • B29C66/8362—Rollers, cylinders or drums moving relative to and tangentially to the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1677—Laser beams making use of an absorber or impact modifier
    • B29C65/168—Laser beams making use of an absorber or impact modifier placed at the interface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4805—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the type of adhesives
    • B29C65/481—Non-reactive adhesives, e.g. physically hardening adhesives
    • B29C65/4815—Hot melt adhesives, e.g. thermoplastic adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/729—Textile or other fibrous material made from plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8122—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the composition of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/834—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools moving with the parts to be joined
    • B29C66/8341—Roller, cylinder or drum types; Band or belt types; Ball types
    • B29C66/83441—Ball types
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0018—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/0026—Transparent
    • B29K2995/0027—Transparent for light outside the visible spectrum

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung 2 zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern weist wenigstens einen Laser 36 zum Eintragen von Laserenergie in die Fügepartner 4 und/oder ein zwischen den Fügepartnern 4 angeordnetes Zusatzmaterial zum Aufschmelzen der Fügepartner 4 bzw. des Zusatzmateriales in einer Fügezone auf. Die Vorrichtung 2 weist ferner Anpressmittel zum Anpressen der Fügepartner 4 aneinander während des Fügevorganges auf. Erfindungsgemäß weisen die Anpressmittel wenigstens ein im Bereich der Fügezone lokal begrenzt und flächig wirkendes Anpresselement 8 auf, das für die Laserstrahlung 6 wenigstens teilweise transparent ist, wobei dem Anpresselement eine Vorschubrichtung für einen Vorschub des Anpresselementes relativ zu den Fügepartnern zugeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zum Fügen von wenigstens zwei, inbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern.
  • Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt, beispielsweise durch WO 2005/080066 A1 , und werden beispielsweise zum Laserstrahltransmissionsschweißen von Geweben in der Fertigung von Airbags für Kraftfahrzeuge verwendet.
  • Bei einem Lasertransmissionsschweißverfahren können Fügepartner miteinander verschweißt werden, wenn wenigstens einer der Fügepartner aus einem thermoplastischem Material besteht, wobei zwei oder mehrere fügende Partner miteinander verschweißt werden können. Ein dem Laser zugewandter (erster) Fügepartner ist für die Laserstrahlung oder nur in geringem Maße absorbierend oder zumindest teilweise transparent, so daß ein Teil der Laserstrahlung den ersten Fügepartner durchdringt, ohne ihn direkt aufzuschmelzen oder zu beschädigen. Die Laserstrahlung wird entweder direkt in einem zweiten Fügepartner oder aber in einer aus einem Zusatzmaterial bestehenden Zwischenschicht absorbiert und erzeugt dort eine Schmelze, über die die Verbindung der beiden Fügepartner erzielt wird. Die Absorption erfolgt beispielsweise dadurch, daß das Grundmaterial des zweiten Fügepartners bzw. der Zwischenschicht bereits von Natur aus absorbierend ist. Alternativ kann dem Grundmaterial des zweiten Fügepartners oder der Zwischenschicht ein geeignetes Absorbermaterial zugesetzt werden. Die Zwischenschicht kann eine Beschichtung eines Fügepartners oder beider Fügepartner sein, die in einem festen Verbund mit diesem bzw. diesen bereits vor Beginn des eigentlichen Fügevorganges vorliegt, oder aber eine stofflich nicht fest verbundene Schicht, die vor dem Fügevorgang zwischen die Fügepartner eingebracht wird.
  • Eine Schweißverbindung erfordert eine zumindest lokale Aufschmelzung beider Fügepartner. Hierbei wird die Aufschmelzung des nicht absorbierenden Fügepartners durch Wärmeleitung bewirkt, wobei die Wärme durch die entstehende Schmelze übertragen wird. Ist die Schmelztemperatur der Fügepartner bzw. der Zwischenschicht unterschiedlich, so kann die Verbindung auch eher den Charakter einer Schmelzklebeverbindung haben.
  • Zur Erzielung einer hohen Qualität der Fügenaht, insbesondere Schweißnaht, ist es erforderlich, die Fügepartner in einer Fügezone während des Fügevorganges aneinander anzupressen. Dies gilt insbesondere für Materialien, die flexibel im Sinne von verformbar sind, also beispielsweise bei Folien und Geweben.
  • Durch die Aufsätze "Lichtstrahl statt Nadel – Neue Wege in der Airbagfertigung" und "Laser-based joining of technical textiles for airbag production", 3rd World Automotive Congressed Plastics-in-motion 2008, ist jeweils eine Vorrichtung der betreffenden Art zum Fügen von wenigstens zwei insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern bekannt, die wenigstens einen Laser zum Eintragen von Laserenergie in die Fügepartner zum Aufschmelzen der Fügepartner oder eines Zusatzwerkstoffes in einer Fügezone aufweist. Die bekannten Vorrichtungen weisen Anpreßmittel zum Anpressen der Fügepartner aneinander während des Fügevorganges auf.
  • In diesem Zusammenhang ist es bekannt, als Anpreßvorrichtung eine Glasscheibe zu verwenden, die die Fügepartner während des Fügevorganges vollflächig an eine Halterung andrückt. Nachteilig hierbei ist, daß die Glasscheibe durch während des Fügevorganges entstehende Schmelze oder kondensierende Dämpfe verschmutzt wird. Eine Reinigung oder ein Austausch der Glasscheibe ist zeitaufwendig und verursacht hohe Rüstkosten.
  • Es ist ferner bekannt, Anpreßmittel vorzusehen, die eine beweglich gelagerte Glaskugel aufweisen, durch die der Laserstrahl geleitet wird. Auch bei derartigen Vorrichtungen besteht die Gefahr, daß die Glaskugel verschmutzt und damit gereinigt oder ausgetauscht werden muß.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zum Fügen von wenigstens zwei insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern anzugeben, mittels derer eine hohe Qualität der Fügenähte erzielbar ist und die im Betrieb wartungsarm ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
  • Die Erfindung sieht ein im Bereich der Fügezone lokal begrenzt und flächig wirkendes Anpreßelement vor, das wenigstens teilweise für die Laserstrahlung transparent ist und mittels einer Vorschubeinrichtung während des Fügevorganges relativ zu den Fügepartnern bewegt wird. Auf diese Weise wird eine während des Fügevorganges erforderliche Anpreßkraft nicht auf der gesamten Fläche der Fügepartner, sondern lediglich lokal begrenzt in der Fügezone erzeugt. Der Anpreßdruck kann damit besonders gut dosiert werden, was sich positiv auf die Fügenahtqualität auswirkt. Unter einer lokal begrenzten Anpressung der Fügepartner aneinander wird erfindungsgemäß verstanden, daß die Fügepartner nicht entlang ihrer gesamten Fläche aneinandergepreßt werden, sondern jeweils nur dort, wo sich der Fügevorgang mittels des Laserstrahles vollzieht. Erfindungsgemäß wird dementsprechend zusammen mit dem Laserstrahl relativ zu den Fügepartnern bewegt. Die Relativbewegung kann dadurch erzielt werden, daß die Fügepartner ortsfest angeordnet sind und das Anpreßelement und der Laserstrahl bewegt werden. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, die Relativbewegung dadurch zu erzielen, daß das Anpreßelement und der Laser ortsfest angeordnet sind, während die Fügepartner während des Fügevorganges bewegt werden. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, sowohl die Fügepartner als auch das Anpreßelement und den Laserstrahl während des Fügevorganges zu bewegen.
  • Eine flächige Anpressung wird erfindungsgemäß in Abgrenzung zu einer lediglich punktförmigen Anpressung, wie sie beispielsweise bei Verwendung einer einzigen Glaskugel erzielt wird, verstanden.
  • Erfindungsgemäß können nach Art eines Lasertransmissionsschweißverfahrens zwei oder mehrere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehende Fügepartner gefügt werden. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, zwei oder mehrere Fügepartner zu fügen, die nicht aus einem thermoplastischen Material bestehen. In diesem Falle wird zwischen die Fügepartner ein thermoplastisches Zusatzmaterial eingebracht, so daß die Fügepartner nach Art eines Schmelzklebeverfahrens gefügt werden. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, Fügepartner zu fügen, von denen wenigstens einer aus einem thermoplastischen Material und wenigstens ein anderer aus einem nicht thermoplastischen Material besteht.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Anpreßelement als Glasscheibe ausgebildet ist oder eine Glasscheibe aufweist. Diese Ausführungsform ist besonders einfach aufgebaut. Erfindungsgemäß ist die Fläche der Glasscheibe wesentlich kleiner als die gesamte Fläche der Fügepartner, so daß die Anpreßkraft erfindungsgemäß lokal begrenzt aufgebracht wird. Bei dieser Ausführungsform können sowohl die Aufschmelzung als auch die Erstarrung der Fügepartner bzw. eines Zwischenmaterials im Bereich der Fügezone unter dem Anpreßdruck des Anpreßelementes erfolgen.
  • Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Anpreßelement aus einem für die Laserstrahlung intransparenten Material besteht, in dem wenigstens eine Öffnung für den Durchtritt der Laserstrahlung gebildet ist. Beispielsweise und insbesondere kann das Anpreßelement in dieser Ausführungsform aus einer ringförmigen Scheibe mit einer zentrischen Öffnung für den Durchtritt der Laserstrahlung bestehen. Bei Bewegung der ringförmigen Scheibe über die Fügepartner erfolgt die Aufschmelzung drucklos. Die Anpressung erfolgt jedoch unmittelbar im Anschluß an die Aufschmelzung, so daß die Erstarrung der Fügepartner bzw. eines Zwischenmateriales unter Druck stattfinden kann. Diese Ausführungsform ist gegenüber einer Ausführungsform mit einer Glasscheibe verschleißresistenter und wartungsärmer ausgebildet. Außerdem kann das Anpreßelement so ausgestaltet sein, daß eine Wärmeabfuhr gefördert wird. Beispielsweise kann eine Kühleinrichtung in das Anpreßelement integriert sein.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist das Anpreßelement an seiner den Fügepartnern zugewandten Seite kufenartig ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform kann die den Fügepartnern zugewandte Seite des Anpreßelementes insbesondere mit Gleitkufen versehen sein, die während der Relativbewegung des Anpreßelementes zu den Fügepartnern auf dem zugewandten Fügepartner gleiten. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können insbesondere zwei oder mehrere Gleitkufen vorgesehen sein, wobei sich durch entsprechende Ausrichtung der Gleitkufen Bewegungen der Fügepartner relativ zueinander vermeiden lassen.
  • Bei den vorgenannten Ausführungsformen bewegt sich das Anpreßelement während des Fügevorganges relativ zu den Fügepartnern unter Gleitreibung. Es ist jedoch erfindungsgemäß auch möglich, das Anpreßelement so auszugestalten, daß es einerseits im Bereich der Fügezone flächig wirkt, entfernt von seiner Anpreßfläche jedoch unter Rollreibung über die Fügepartner bewegt wird. Hierzu sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß das Anpreßelement eine Mehrzahl von Anpreßkugeln oder Anpreßrollen aufweist, die einen für den Durchtritt der Laserstrahlung vorgesehenen Bereich ringartig umgeben.
  • Die Fügepartner sind entsprechend den jeweiligen Anforderungen innerhalb weiter Grenzen wählbar. Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht insoweit vor, daß die Fügepartner wenigstens teilweise aus Gewebe und/oder Folie bestehen. Insbesondere kann es sich bei den Fügepartnern um miteinander zu fügende Teile eines Airbags eines Kraftfahrzeugs handeln.
  • Um bei den Ausführungsformen, bei denen das Anpreßelement unter Gleitreibung über die Fügepartner bewegt wird, die Reibung zu verringern, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß wenigstens eine eine Anpreßfläche des Anpreßelementes begrenzende Kante des Anpreßelementes angefast oder abgerundet ist.
  • Zweckmäßigerweise ist eine Anpreßfläche des Anpreßelementes im wesentlichen eben ausgebildet, wie dies eine andere Weiterbildung der Erfindung vorsieht.
  • Um besonders zuverlässig zu vermeiden, daß sich die Fügepartner während des Fügevorganges relativ zueinander verschieben, sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung Fixierungsmittel zum Fixieren der Fügepartner relativ zueinander vor. Die Fixierungsmittel können beispielsweise als Spannvorrichtung ausgebildet sein, mittels derer die Fügepartner auf eine Halterung aufgespannt werden. Die Fixierungsmittel können jedoch alternativ oder zusätzlich hierzu auch als Saugtisch ausgebildet sein, an den die Fügepartner während des Fügevorganges mittels eines Unterdruckes angesaugt werden.
  • Eine insbesondere zum Bilden von kreisbogenartigen Rundnähten als Fügenähten geeignete Ausführungsform sieht vor, daß die Vorrichtung wenigstens einen um eine Drehachse drehbaren Drehteller aufweist, an dem eine Halterung für die Fügepartner angeordnet ist, und daß das Anpreßelement in Radialrichtung zu der Drehachse des Drehtellers beabstandet angeordnet ist, derart, daß sich beim Drehen des Drehtellers während des Fügevorganges eine zu der Drehachse konzentrische Fügenaht an den Fügepartnern bildet.
  • Das Anpreßelement kann alleine aufgrund seiner Gewichtskraft eine Anpreßkraft auf die Fügepartner ausüben. Es ist jedoch auch möglich, das Anpreßelement zusätzlich auf eine beliebige geeignete Weise mit einer Anpreßkraft zu beaufschlagen, beispielsweise auf pneumatische oder elektromechanische Weise oder durch eine Feder.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern ist im Anspruch 11 angegeben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Fügepartner während des Fügevorganges mittels wenigstens eines für die Laserstrahlung wenigstens teilweise transparenten Anpreßelementes in einer Fügezone lokal begrenzt und flächig aneinander angepreßt, wobei das Anpreßelement während des Fügevorganges relativ zu den Fügepartnern bewegt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere als Laserstrahlschweißverfahren oder als Schmelzklebeverfahren ausgebildet sein, wie es Weiterbildungen vorsehen.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden.
  • Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern, insbesondere von Bestandteilen eines Airbags eines Kraftfahrzeuges, ist im Anspruch 14 angegeben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten stark schematisierten Zeichnung näher erläutert, in der Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbezügen sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
  • Es zeigt:
  • 1 in geschnittener Seitenansicht stark schematisiert ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2 in Perspektivansicht ein Anpreßelement der Vorrichtung gemäß 1,
  • 3 in gleicher Darstellung wie 1 ein zweites Ausführungsbeispiel,
  • 4 in gleicher Darstellung wie 2 das Ausführungsbeispiel gemäß 3,
  • 5 in gleicher Darstellung wie 1 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 6 in gleicher Darstellung wie 2 das Ausführungsbeispiel gemäß 5,
  • 7 in gleicher Darstellung wie 1 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 8 in gleicher Darstellung wie 2 das Ausführungsbeispiel gemäß 7,
  • 9 in gleicher Darstellung wie 1 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 10 in gleicher Darstellung weie 2 das Ausführungsbeispiel gemäß 9,
  • 11 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 12 in gleicher Darstellung wie 2 das Ausführungsbeispiel gemäß 11,
  • 13 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht eines siebten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 14 eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß 13,
  • 15 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit aus 14,
  • 16 eine Draufsicht auf ein Detail der Vorrichtung gemäß 13,
  • 17 eine konstruktive Abwandlung des Details gemäß 16 und
  • 18 eine weitere konstruktive Abwandlung des Details gemäß 16.
  • In den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. sich entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern dargestellt. Die Vorrichtung 2 dient bei diesem Ausführungsbeispiel zum Lasertransmissionsschweißen von thermoplastischen Geweben bei der Herstellung eines Airbags für Kraftfahrzeuge. Die Fügepartner sind während des Fügevorganges übereinander angeordnet, wobei mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 eine Schweißnaht als Fügenaht an den Fügepartnern gebildet wird. Aus Gründen der Vereinfachung ist in 1 lediglich ein Fügepartner 4 dargestellt. Die Art und Weise, wie Fügepartner in Form von Geweben oder Folien in einem Lasertransmissionsschweißverfahren miteinander verschweißt werden, ist dem Fachmann allgemein bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert.
  • Die Vorrichtung 2 weist einen Laser zum Eintragen von Laserstrahlung in die Fügepartner 4 zum Aufschmelzen der Fügepartner 4 auf, wobei die von dem Laser erzeugte Laserstrahlung in 1 symbolisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 6 versehen ist. Die Strahlachse der Laserstrahlung 6 ist mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet.
  • Die Vorrichtung 2 weist ferner Anpreßmittel zum Anpressen der Fügepartner 4 aneinander während des Fügevorgangs auf.
  • Erfindungsgemäß weisen die Anpreßmittel bei diesem Ausführungsbeispiel ein im Bereich der Fügezone lokal begrenzt und flächig wirkendes Anpreßelement 8 auf, das bei diesem Ausführungsbeispiel eine Glasscheibe 10 aufweist, die für die Laserstrahlung 6 transparent ist. Die Glasscheibe 10, deren den Fügepartnern 4 zugewandte Fläche eine bei diesem Ausführungsbeispiel ebene Anpreßfläche 12 bildet, ist an einem stempelartigen Halteteil 14 angeordnet. Erfindungsgemäß beaufschlagt das Anpreßelement 8 die Fügepartner 4 während des Fügevorganges in der Fügezone lokal begrenzt und flächig mit einer Anpreßkraft.
  • Eine die Anpreßfläche 12 des Anpreßelementes 8 begrenzende Kante 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel abgerundet, um die Reibung der Glasscheibe 10 auf der Oberfläche der Fügepartner 4 zu verringern. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die Anpreßfläche 12 bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen eben ausgebildet.
  • Zum Fixieren der Fügepartner 4 relativ zueinander während des Fügevorganges kann entsprechend den jeweiligen Anforderungen eine Fixiervorrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise als Spann- und/oder Saugvorrichtung ausgebildet sein kann.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Anpreßelement 8 beispielsweise mittels Federkraft mit einer Anpreßkraft beaufschlagt werden, wie in 1 durch einen Pfeil 18 angedeutet.
  • Erfindungsgemäß ist die Anpreßfläche 12 des Anpreßelementes 8 wesentlich kleiner ausgebildet als die Fläche der miteinander zu fügenden Fügepartner, so daß das Anpreßelement 8 die Fügepartner 4 lediglich lokal begrenzt aneinander anpreßt. Um das Anpreßelement 18 relativ zu den Fügepartnern 4 in einer Vorschubrichtung 20 zu bewegen, ist dem Anpreßelement 8 eine Vorschubeinrichtung zugeordnet.
  • Bei Benutzung der Vorrichtung 2 wird mittels der Laserstrahlung 6 Laserenergie in einer Fügezone in den Bereich eingetragen, in dem die Fügepartner 4 aneinander anliegen. Die Leistung des Lasers wird hierbei so gesteuert, daß die Fügepartner 4 in ihrem Kontaktbereich aufschmelzen. Zum Bilden einer Schweißnaht als Fügenaht wird hierbei das Anpreßelement 8 zusammen mit dem Laser durch die Vorschubeinrichtung in der Vorschubrichtung 20 bewegt, wobei sich durch entsprechende Steuerung der Relativbewegung zwischen dem Anpreßelement 8 und dem Laser einerseits und den Fügepartnern 4 andererseits Schweißnähte als Fügenähte nahezu beliebigen Verlaufes bilden lassen. Beim Erkalten der in dem Kontaktbereich zwischen den Fügepartnern 4 gebildeten Schmelze werden die Fügepartner 4 innig miteinander verbunden. Um sicherzustellen, daß die Fügepartner 4 während des Fügevorganges aneinander anliegen, werden die Fügepartner 4 in der Fügezone mittels des Anpreßelementes 8 während des Fügevorganges mit einer Anpreßkraft beaufschlagt.
  • 2 zeigt das Anpreßelement 8 gemäß 1.
  • In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 dargestellt, das sich hinsichtlich der Ausgestaltung des Anpreßelementes von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 unterscheidet. Das Anpreßelement 8 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem für die Laserstrahlung intransparenten Material, wobei in dem Anpreßelement 8 eine zentrische Öffnung 22 für den Durchtritt der Laserstrahlung 6 durch das Anpreßelement 8 zu den Fügepartnern 4 gebildet ist. 4 zeigt eine Perspektivansicht des Anpreßelementes 8 gemäß 3.
  • 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2, das sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 hinsichtlich der Ausgestaltung der Anpreßfläche 12 unterscheidet. Das Anpreßelement 8 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an seiner Anpreßfläche 12 kufenartig ausgebildet und weist bei diesem Ausführungsbeispiel Gleitkufen 24, 26, 28, 30 auf (vgl. 6). Durch entsprechende Ausrichtung der Gleitkufen 24 bis 30 relativ zueinander, beispielsweise in der in 6 dargestellten Weise, lassen sich Verwerfungen der Fügepartner 4 während der Relativbewegung des Anpreßelementes 8 zu den Fügepartnern 4 vermeiden.
  • In 7 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 dargestellt, das eine Konstruktionsvariante des ersten Ausführungsbeispieles gemäß 1 bildet. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist koaxial zu dem Anpreßelement 8 und in Axialrichtung relativ zu dem Anpreßelement 8 beweglich ein Führungselement 30 vorgesehen, das die Fügepartner 4 im Bereich der Fügezone zusätzlich führt, um Verwerfungen der Fügepartner 4 während der Relativbewegung des Anpreßelementes 8 zu den Fügepartnern 4 weiter zu reduzieren. Wie in 7 durch einen Pfeil 18' angedeutet, kann das Führungselement 30 unabhängig von dem Anpreßelement 8 mit einer Anpreßkraft beaufschlagt werden.
  • 8 zeigt eine Perspektivansicht des Anpreßelementes 8 und des dazu koaxialen Führungselementes 30.
  • 9 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel, das sich von dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß 7 dadurch unterscheidet, daß an dem Führungselement 20 sechs Gleitkugeln angeordnet sind (vgl. 10), von denen in 9 und 10 lediglich zwei Gleitkugeln mit den Bezugszeichen 32, 32' versehen sind. Wie aus 9 und 10 ersichtlich ist, sind die Gleitkugeln 32, 32' bei diesem Ausführungsbeispiel entlang eines zu der Strahlachse 7 der Laserstrahlung 6 konzentrischen Kreises angeordnet, und zwar an einem in Axialrichtung relativ zu dem Anpreßelement 8 verstellbaren Führungselement 30. Die Anpreßkugeln 32, 32' üben ebenso wie die Glasscheibe 10 bei der Bewegung des Anpreßelementes 8 über die Fügepartner eine horizontale Kraft in Vorschubrichtung aus. Durch die Glasscheibe 10 wirkt eine Gleitreibungskraft, durch die Gleitkugeln 32, 32' eine Rollreibungskraft. Da die Rollreibung bei gleicher aufgebrachter Kraft geringer ist als die Gleitreibung, läßt sich über die Anpreßkugeln 32, 32' eine größere Kraft auf die Fügepartner ausüben als über das Anpreßelement 8, ohne daß es zu einer unerwünschten Verwerfung der Fügepartner kommt. Dementsprechend läßt sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 9 insgesamt ein höherer Anpreßdruck auf die Fügepartner 4 ausüben als ohne Anpreßrollen 32, 32'.
  • In 11 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 dargestellt, das sich von dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß 9 dadurch unterscheidet, daß anstelle der Anpreßkugeln Anpreßrollen 36, 36' vorgesehen sind. Die Funktionsweise des sechsten Ausführungsbeispieles entspricht im wesentlichen demjenigen des fünften Ausführungsbeispieles gemäß 9 und 10.
  • In 13 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 dargestellt, das sich von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen zunächst dadurch unterscheidet, daß während des Bearbeitungsvorganges das Anpreßelement 8 und der Laser (in 13 mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnet) ortsfest ist, während die Fügepartner während des Bearbeitungsvorganges bewegt werden. Bei den Fügepartnern 4 handelt es sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13 um übereinander angeordnete Gewebelagen 38, 38', an denen eine Rundnaht 40 als Fügenaht gebildet wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13 ist eine Halterung für die Gewebelagen 38, 38' als um eine Drehachse 42 drehantreibbarer Drehteller 44 ausgebildet. Dem Drehteller ist ein beispielsweise elektromotorischer Drehantrieb zugeordnet. Zur Fixierung der Gewebelagen 38, 38' ist ein Fixierteller 46 vorgesehen, derart, daß die Gewebelagen 38, 38' zwischen dem Drehteller und den synchron mit diesen drehbaren Fixierteller 46 angeordnet sind. Wie aus 13 ersichtlich ist, endet der Fixierteller 46 in Radialrichtung der Drehachse 42 entfernt von den Rändern der Gewebelagen 38, 38', so daß radial außen von dem Fixierteller 46 die obere Gewebelage 38 für die Einwirkung der Laserstrahlung 6 freiliegt. Bei Betrieb der Vorrichtung 2 gemäß 13 wird der Drehteller 44 zusammen mit dem Fixierteller 46 gedreht, wobei unter der Einwirkung der Laserstrahlung 6 die Gewebelagen 38, 38' entlang der Rundnaht 40 verschweißt werden.
  • 14 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung 2 gemäß 13, wobei erkennbar ist, daß der Drehteller 44 über Rollenlager 48, 48' an einem Grundkörper 50 der Vorrichtung 2 gelagert ist.
  • 15 zeigt eine Einzelheit aus 15 im Bereich des Anpreßelementes 8. Durch einen Pfeil 52 ist angedeutet, daß die Position des Anpreßelementes 8 und in Axialrichtung der Drehachse und damit die Anpreßkraft, die das Anpreßelement auf die Gewebelagen 38, 38' ausübt, einstellbar ist.
  • 16 zeigt eine Axialansicht auf den Drehteller 44 und den Fixierteller 46.
  • 17 zeigt in gleicher Darstellung wie 16 eine konstruktive Abwandlung des Details aus 16, wobei ein zusätzliches Führungselement 54 vorgesehen ist, der als flacher, sich über den gesamten Umfang der Rundnaht 40 erstreckender Ring ausgebildet ist, der von oben auf die Gewebelagen 38, 38' gepreßt wird. In diesem Ring befindet sich eine Öffnung 56, durch die die Glasscheibe 10 des Anpreßelementes 8 geführt und gegen die Gewebelage 38 gepreßt wird. Das Führungselement 54 besteht aus einem hinreichend gleitfähigen Material, beispielsweise einem Kunststoff. Aufgrund des als Ring ausgebildeten Führungselementes ist die Gefahr von Verwerfungen der Gewebelagen 38, 38' weiter verringert. Auf diese Weise ist die Toleranz der Gewebelagen 38, 38' gegenüber Reibung durch die Glasscheibe 10 verringert.
  • 18 zeigt eine weitere konstruktive Abwandlung des Details aus 16, wobei ein plattenartiges Führungselement 58 vorgesehen ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005/080066 A1 [0002]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ”Lichtstrahl statt Nadel – Neue Wege in der Airbagfertigung” und ”Laser-based joining of technical textiles for airbag production”, 3rd World Automotive Congressed Plastics-in-motion 2008 [0006]

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern, mit wenigstens einem Laser zum Eintragen von Laserenergie in die Fügepartner und/oder ein zwischen den Fügepartnern angeordnetes Zusatzmaterial zum Aufschmelzen der Fügepartner bzw. des Zusatzmateriales in einer Fügezone und mit Anpreßmitteln zum Anpressen der Fügepartner aneinander während des Fügevorgangs, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßmittel wenigstens ein in der Fügezone lokal begrenzt und flächig wirkendes Anpreßelement (8) aufweisen, das für die Laserstrahlung (6) wenigstens teilweise transparent ist und daß dem Anpreßelement (8) eine Vorschubeinrichtung für einen Vorschub des Anpreßelementes relativ zu den Fügepartnern (4) zugeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßelement (8) als Glasscheibe ausgebildet ist oder eine Glasscheibe (10) aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßelement (8) aus einem für die Laserstrahlung (36) intransparenten Material besteht, in dem wenigstens eine Öffnung (22) für den Durchtritt der Laserstrahlung (6) gebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßelement (8) an seiner den Fügepartnern (4) zugewandten Anpreßfläche (12) kufenartig ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßelement (8) eine Mehrzahl von Anpreßkugeln (32, 32') oder Anpreßrollen (34, 34') aufweist, die einen für den Durchtritt der Laserstrahlung (6) vorgesehenen Bereich des Anpreßelementes ringartig umgeben.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügepartner (4) wenigstens teilweise aus Gewebe und/oder Folie bestehen.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine eine Anpreßfläche (12) des Anpreßelementes (8) begrenzende Kante (16) des Anpreßelementes (8) angefast oder abgerundet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anpreßfläche (12) des Anpreßelementes (8) im wesentlichen eben ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Fixierungsmittel zum Fixieren der Fügepartner relativ zueinander während des Fügevorganges.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (2) einen um eine Drehachse (42) drehbaren Drehteller (44) aufweist, an dem eine Halterung für die Fügepartner (4) angeordnet ist, und daß das Anpreßelement (8) in Radialrichtung zu der Drehachse (42) des Drehtellers (44) beabstandet angeordnet ist, derart, daß sich beim Drehen des Drehtellers (44) während des Fügevorganges eine zu der Drehachse (42) konzentrische Fügenaht an den Fügepartnern bildet.
  11. Verfahren zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern, bei dem die Fügepartner und/oder ein zwischen den Fügepartnern angeordnetes Zusatzmaterial mittels Laserstrahlung in einer Fügezone wenigstens teilweise derart aufgeschmolzen werden bzw. wird, daß die Fügepartner bei einem darauf folgendenden Abkühlen gefügt werden, wobei die Fügepartner während des Fügevorganges aneinander angepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügepartner während des Fügevorganges mittels wenigstens eines für die Laserstrahlung wenigstens teilweise transparenten Anpreßelementes in der Fügezone lokal begrenzt und flächig aneinander angepreßt werden und daß das Anpreßelement während des Fügevorganges relativ zu den Fügepartnern bewegt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ein Laserstrahlschweißverfahren oder ein Schmelzklebeverfahren ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
  14. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern, insbesondere von Bestandteilen eines Airbags.
DE102009043376A 2009-09-29 2009-09-29 Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern Ceased DE102009043376A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009043376A DE102009043376A1 (de) 2009-09-29 2009-09-29 Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009043376A DE102009043376A1 (de) 2009-09-29 2009-09-29 Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009043376A1 true DE102009043376A1 (de) 2011-04-21

Family

ID=43798640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009043376A Ceased DE102009043376A1 (de) 2009-09-29 2009-09-29 Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009043376A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013079268A1 (de) * 2011-11-30 2013-06-06 Bielomatik Leuze Gmbh + Co. Kg Spannvorrichtung und verfahren zum laserstrahlschweissen mit einem mit dem laserstrahl bewegbaren verbindungselement
FR2983768A1 (fr) * 2011-12-08 2013-06-14 Renault Sa Embout de bridage equipe d'un accessoire de bridage pour un dispositif d'assemblage deux pieces par soudage laser par transparence et procede de remplacement d'un tel accessoire
JP2014177051A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Denso Corp 溶着体のレーザー溶着方法
FR3022479A1 (fr) * 2014-06-23 2015-12-25 Valeo Vision Appareil de soudage laser destine a l'assemblage de pieces en matieres polymeres
WO2021018473A1 (de) 2019-07-30 2021-02-04 Airbus Operations Gmbh Durchstrahlschweissverfahren, durchstrahlschweissvorrichtung und durch-strahlschweissanordnung
US20220184737A1 (en) * 2020-12-10 2022-06-16 Magna International Inc. Method and apparatus for applying an active joining force during laser welding of overlapping workpieces

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005080066A1 (en) 2004-02-18 2005-09-01 Invista Technologies S.A.R.L. Fabric seam formation by radiation welding process

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005080066A1 (en) 2004-02-18 2005-09-01 Invista Technologies S.A.R.L. Fabric seam formation by radiation welding process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Lichtstrahl statt Nadel - Neue Wege in der Airbagfertigung" und "Laser-based joining of technical textiles for airbag production", 3rd World Automotive Congressed Plastics-in-motion 2008

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013079268A1 (de) * 2011-11-30 2013-06-06 Bielomatik Leuze Gmbh + Co. Kg Spannvorrichtung und verfahren zum laserstrahlschweissen mit einem mit dem laserstrahl bewegbaren verbindungselement
FR2983768A1 (fr) * 2011-12-08 2013-06-14 Renault Sa Embout de bridage equipe d'un accessoire de bridage pour un dispositif d'assemblage deux pieces par soudage laser par transparence et procede de remplacement d'un tel accessoire
JP2014177051A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Denso Corp 溶着体のレーザー溶着方法
FR3022479A1 (fr) * 2014-06-23 2015-12-25 Valeo Vision Appareil de soudage laser destine a l'assemblage de pieces en matieres polymeres
WO2021018473A1 (de) 2019-07-30 2021-02-04 Airbus Operations Gmbh Durchstrahlschweissverfahren, durchstrahlschweissvorrichtung und durch-strahlschweissanordnung
US20220184737A1 (en) * 2020-12-10 2022-06-16 Magna International Inc. Method and apparatus for applying an active joining force during laser welding of overlapping workpieces
US11819942B2 (en) 2020-12-10 2023-11-21 Magna International Inc. Method and apparatus for applying an active joining force during laser welding of overlapping workpieces

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60209159T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laserschweissen von zwei oder mehr überlappenden Blechen und zum Klemmen der Bleche
DE102009043376A1 (de) Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Fügepartnern
EP2917022B1 (de) Vorrichtung zum laserdurchstrahlschweissen und verfahren zum laserdurchstrahlschweissen
DE4104256A1 (de) Verfahren zum herstellen von durch tiefziehen umgeformten formkoerpern, insbesondere von karosserieteilen fuer kraftfahrzeuge
WO2004058485A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verschweissen thermoplastischer kunststoff-formteile, insbesondere zum konturschweissen dreidimensionaler formteile
DE102009051672A1 (de) Vorrichtung für das Durchstrahlschweißen von Bauteilen über eine ringförmige Kontaktzone
DE102011109411B4 (de) Spritzschutzeinrichtung
DE112020001561T5 (de) Optische radanordnung für ein laser-durchstrahlschweissgerät
WO2015032719A1 (de) Strahlgestützte fügemaschine, insbesondere laser-durchstrahl-schweisseinrichtung mit einem durch einen flexiblen spannschlauch gebildeten spannmittel
DE102008006715A1 (de) Verfahren zum Kaschieren eines mehrlagigen Kunststoffbauteils
DE102015121551A9 (de) Kantenleiste für Möbelstücke
DE10012977B4 (de) Verfahren zum Ankleben einer Trägerplatte auf eine Fahrzeugscheibe
DE102009030641B3 (de) Bearbeitungszentrum
EP1829640B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Spannen von mittels eines Hochenergie-Schweißstrahls zu verschweißenden, einen Beschichtungswerkstoff aufweisenden Blechen
DE102011002023A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laserstrahlschweißen von Blechen
DE102005047511B4 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Kunststoffteile
EP0930157A2 (de) Verfahren zum Aufkaschieren einer Kunststoff-Folie auf die Rückseite eines danach zu hinterschäumenden Dekormaterials
EP3388232B1 (de) Verfahren zur herstellung einer sandwichstruktur und nach dem verfahren hergestellte sandwichstruktur
DE102018109221A1 (de) Verfahren für das Laserstrahl-Kunststoffschweißen und zugehörige Laserstrahl-Schweißvorrichtung
DE10235855A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Karosserie
DE102017119006A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Profilteilen
DE102012212491A1 (de) Flaschenetikettierung mit Lasertechnik
DE102019210492A1 (de) Verfahren zum Positionieren einer Welle in einem Verstellgetriebe eines Kraftfahrzeugs
DE4019098A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur vorbereitung eines werkstueckes aus sintermetall fuer eine schweissnahtverbindung
DE102014108405A1 (de) Vorrichtung mit einem Gehäuseunterteil und mit einem Filter sowie einem Verfahren zur Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20131004

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final