-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft Schweißtechnik und insbesondere ein Schweißverfahren für ein Metallgehäuse und ein Plattenelement.
-
2. Beschreibung des Stands der Technik
-
Das
taiwanesische Patent 460344 , das dem vorliegenden Erfinder erteilt wurde, offenbart ein Verfahren zum Verbinden eines Gehäuses und eines Plattenelements. Bei diesem Verfahren wird ein Induktionserwärmer mit einer Induktionsspule verwendet, um ein halbfertiges Produkt eines Gehäuses und ein Plattenelement zu erwärmen. Die Steuerung der Heiztemperatur beeinflusst während dem Verbindungsvorgang die Qualität des fertigen Produkts. Falls die Heiztemperatur während dem Verbindungsvorgang unzureichend gesteuert wird, können die Lötmaterialien nicht ausreichend geschmolzen sein, da die Heiztemperatur zu niedrig ist, was zu einem fehlerhaften Bindeergebnis und einer schlechter Bindequalität zwischen dem Gehäuse und dem Plattenelement führt. Falls die Heiztemperatur zu hoch ist, kann die Vernichtung des Plattenelements verursacht werden. Ein Steuerungsmittel ist daher für die Steuerung der Heiztemperatur notwendig, das die Stabilität der Schweißqualität sicherstellt.
-
Das vorstehend genannte Verfahren des Stands der Technik lehrt ferner kein Positionieren zwischen dem Gehäuse und dem Plattenelement während dem Schweißvorgang. Halten des Plattenelements und des Gehäuses in der richtigen Position während dem Schweißvorgang ermöglicht die stabile und genaue Durchführung des Schweißvorgangs, was die Wahrscheinlichkeit fehlerhafter Produkte wesentlich verringert.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung wurde unter den gegebenen Umständen fertig gestellt. Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Schweißverfahrens für ein Metallgehäuse und ein Plattenelement, wobei die Heiztemperatur gesteuert werden kann, was fehlerhafter Produkte vermeidet, die durch Temperaturfaktoren verursacht werden. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Schweißverfahrens für ein Metallgehäuse und ein Plattenelement, dass das Gehäuse und das Plattenelement während dem Schweißen in der richtigen Position halt, was eine stetige und genaue Durchführung des Schweißvorgangs ermöglicht.
-
Um diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst ein Schweißverfahren für ein Metallgehäuse und ein Plattenelement die Schritte: A) Herstellen eines Metallgehäuse mit einer Einfassung und einem Plattenelement, B) Anwenden eines Lötmaterials auf einen Oberflächenbereich des Plattenelements entsprechend der Einfassung des Gehäuses, um einen Lötmaterialstreifen vorbehaltlich einer bestimmten Dicke und Breite zu bilden, C) Bedecken des Plattenelements mit dem Gehäuse, um die Einfassung des Gehäuses an dem Lötmaterial anzubringen und ein halbfertiges Produkt zu bilden, und anschließend Einbringen des halbfertigen Produkts in ein unteres Werkzeugelement mit einem nicht-metallischen Anschlag, um dem unteren Werkzeugelement zu ermöglichen das halbfertige Produkt und den nicht-metallischen Anschlag des unteren Werkzeugelements zu tragen, um das Plattenelement und das Gehäuse zu umgeben, um das Plattenelement und das Gehäuse an Ort und Stelle zu halten, D) vertikales Bewegen des unteren Werkzeugelements, um das halbfertige Produkt und den Anschlag in den Raum einzufügen, der von einer Induktionsspule eines Induktionserwärmers umgeben ist; und anschließend Drücken eines oberen Werkzeugelements auf das Plattenelement des halbfertigen Produkts, E) Betreiben des Induktionserwärmers, um einen Schwingstrom durch die Induktionsspule in einer bestimmten Zeit und in einer bestimmten Leistungshöhe zu erzeugen, wodurch die Einfassung des Gehäuses auf ein Temperaturniveau von ungefähr 20°C~100°C über dem Schmelzpunkt des Lötmaterials erhitzt und das Lötmaterial zum Schmelzen gebracht und die Lücke zwischen dem Gehäuse und dem Plattenelement durch das geschmolzene Lötmaterial aufgefüllt wird, und F) Abkühlen des Lötmaterials, um den Schweißvorgang zu beenden.
-
Das Lötmaterial legt vorzugsweise einen offenen Rahmen fest, wenn es auf den Oberflächenbereich des Plattenelements während Schritt B) angewendet wird; wobei das Lötmaterial mit der äußeren Umgebung der Einfassung des Gehäuses bündig gehalten wird, und wobei die Breite des Lötmaterialstreifens größer als die Dicke der Einfassung des Gehäuses ist, so dass eine Innenkante des Lötmaterialstreifen in dem Bereich gehalten wird, der von der Einfassung des Gehäuses umgeben ist.
-
Die Einfassung des Gehäuses weist vorzugsweise eine äußere Umgebung auf, die mit der Peripherie des Plattenelements bündig gehalten wird; wobei der Anschlag an die äußere Umgebung der Einfassung des Gehäuses und die Peripherie des Plattenelements geklemmt wird.
-
Der Lötmaterialstreifen legt vorzugsweise einen offenen Rahmen fest, wenn während Schritt B) gebildet; wobei das Plattenelement größer als der Bereich ist, der von der Einfassung des Gehäuses umgeben wird, und wobei der Lötmaterialstreifen eine Breite größer als die Dicke der Einfassung des Gehäuses aufweist, so dass der Lötmaterialstreifen eine Innenkante in dem Bereich festlegt, der von der Einfassung des Gehäuses und einer Außenkante jenseits der Einfassung des Gehäuses umgeben wird.
-
Das Plattenelement wird vorzugsweise mit dem Gehäuse bedeckt, um ein halbfertiges Produkt zu bilden und anschließend wird das halbfertige Produkt auf dem unteren Werkzeugelement platziert, oder wahlweise wird das Gehäuse auf dem unteren Werkzeugelement platziert, um die Einfassung aufwärts zu halten und anschließend wird das Gehäuse mit dem Plattenelement bedeckt.
-
Während Schritt D) wird vorzugsweise das untere Werkzeugelement angehoben, um das halbfertige Produkt in den Raum einzufügen, der von der Induktionsspule umgeben wird.
-
Ein Teilschritt eines Anwendens eines Lötflussmittels auf die Einfassung des Gehäuses wird vorzugsweise während Schritt A) oder Schritt B) angewendet.
-
Während Schritt D) wird die zentrale Höhe der Induktionsspule vorzugsweise mit der Erhöhung der Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Plattenelement bündig gehalten.
-
Die bestimmte Zeit und die bestimmte Leistungshöhe in Schritt E) werden vorzugsweise erhalten durch: Anwenden der Schritte A)~D) auf ein Bezug-Plattenelement und ein Bezug-Gehäuse, und anschließend Betreiben der Induktionsspule vorbehaltlich einer ausgewählten Leistungshöhe und unter Verwendung eines Temperatursensors, um die Temperatur des Bezug-Gehäuses zu bestimmen, und anschließend Bestimmen der Zeitdauer, in der die Temperatur des Bezug-Gehäuses das Niveau von ungefähr 20°C~100°C über dem Schmelzpunkt des älteren Materials erreicht.
-
Während Schritt D) wird die Induktionsspule vorzugsweise von dem Gehäuse und dem Anschlag weggehalten, wobei eine Lücke dazwischen belassen wird.
-
Während Schritt F) wird vorzugsweise mindestens eine Luftquelle verwendet, um Luft auf die Lücke zwischen der Induktionsspule und dem Gehäuse und dem Anschlag zu blasen.
-
Die mindestens eine Luftquelle ist vorzugsweise angepasst, um Luft mit Raumtemperatur auf die Lücke zwischen der Induktionsspule und dem Gehäuse und dem Anschlag zu blasen.
-
Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die nachstehend aufgeführte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Strukturbestandteile bezeichnen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die 1 ist ein Schema der vorliegenden Erfindung, das ein Gehäuse und ein Plattenelement getrennt zeigt.
-
Die 2 ist eine schematische Schnittsicht der vorliegenden Erfindung, die das Gehäuse und das Plattenelement aneinander befestigt zeigt.
-
Die 3A ist eine schematische Zeichnung der vorliegenden Erfindung, die das halbfertige Produkt auf dem unteren Werkzeugelement getragen und unterhalb von dem oberen Werkzeugelements beabstandet zeigt.
-
Die 3B entspricht der 3A und zeigt das untere Werkzeugelement angehoben und das halbfertige Produkt in die Induktionsspule eingefügt.
-
Die 3C entspricht der 3B und zeigt das auf das halbfertige Produkt gedrückte obere Werkzeugelement.
-
Die 4 ist eine schematische Zeichnung, die das Raumverhältnis zwischen dem unteren Werkzeugelement, dem halbfertigen Produkt und der Induktionsspule zeigt.
-
Die 5 ist eine schematische Zeichnung, die einen Luft-Blaszustand der zwei Luftquellen an entgegen gesetzten Seiten relativ zu der Induktionsspule zeigt.
-
Die 6 ist eine schematische Zeichnung, die das Gehäuse und das Plattenelement zusammengeschweißt zeigt.
-
Die 7 ist eine schematische Zeichnung einer alternativen Form der vorliegenden Erfindung.
-
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
-
Unter Bezug auf die 1–6 umfasst ein Schweißverfahren für ein Metallgehäuse und ein Plattenelement gemäß der vorliegenden Erfindung die nachstehend aufgeführten Schritte:
- A) Wie in der 1 gezeigt, wird ein Gehäuse 11 und ein Plattenelement 21 hergestellt, worin das Gehäuse 11 ein Metallelement mit einer Einfassung 12 zum Verbinden ist.
- B) Anwenden eines Lötmaterialstreifens 22 auf einen Oberflächenbereich des Plattenelements 21, das der Einfassung 12 des Gehäuses 11 vorbehaltlich einer bestimmten Dicke und Breite entspricht. In dieser Ausführungsform, legt der angewendete Lötmaterialstreifen 22 einen offenen Rahmen fest. Diese offene Rahmenkonfiguration stellt jedoch keine Beschränkung dar.
- C) Wie in der Fig. gezeigt. 2, wird das Plattenelement 21 mit dem Gehäuse 11 bedeckt, um die Einfassung 12 des Gehäuses 11 an dem angewendeten Lötmaterialstreifens 22 anzubringen, so dass das Gehäuse 11, das Plattenelement 21 und der angewendete Lötmaterialstreifen 22 ein halbfertiges Produkt 29 bilden, und anschließend Einbringen dieses halbfertigen Produkts 29 in ein unteres Werkzeugelement 31. Das Gehäuse 11 kann bei der tatsächlichen Anwendung das Plattenelement 21 bedecken, um ein halbfertiges Produkt 29 zu bilden, und anschließend kann das halbfertige Produkt 29 auf dem unteren Werkzeugelement 31 platziert werden. Das Gehäuse 11 kann wahlweise auf dem unteren Werkzeugelement 31 platziert werden, um die Einfassung 12 aufwärts zu halten, und anschließend wird das Gehäuse 11 mit dem Plattenelement 21 bedeckt, wie in der 2 gezeigt. Das untere Werkzeugelement 31 ist angepasst das halbfertige Produkt 29 zu tragen, das einen Anschlag 32 aufweist, der das Plattenelement 21 und das Gehäuse 11 umgibt, um das Plattenelement 21 und das Gehäuse 11 an Ort und Stelle zu halten. Dieser Anschlag 32 wird aus einem nichtmetallischen Material hergestellt. In dieser Ausführungsform wird die äußere Umgebung der Einfassung 12 des Gehäuses 11 mit der Peripherie des Plattenelements 21 bündig gehalten. Der Anschlag 32 wird ferner an die äußere Umgebung der Einfassung 12 des Gehäuses 11 und die Peripherie des Plattenelements 21 geringfügig geklemmt. Der angewendete Lötmaterialstreifen 22 wird ferner mit der äußeren Umgebung der Einfassung 12 des Gehäuses 11 bündig gehalten. Die Breite des angewendeten Lötmaterialstreifens 22 ist größer als die Dicke der Einfassung 12 des Gehäuses 11. Die Innenkante des angewendeten Lötmaterialstreifens 22 wird daher in dem Bereich gehalten, der von der Einfassung 12 des Gehäuses 11 umgeben ist. Der Anschlag 32 ermöglicht ferner geringfügiges Klemmen an die äußere Umgebung der Einfassung 12 des Gehäuses 11, wobei die Peripherie des Plattenelements 21 nicht erforderlich ist. Der Anschlag 32 kann gestaltet sein, um das Gehäuse 11 und das Plattenelement 21 zu umgeben und um sie an Ort und Stelle ohne Klemmen darauf zu halten.
- D) Wie in den 3(A) bis 3(C) gezeigt wird, wird das untere Werkzeugelement 31 nach oben oder untern bewegt, um die Erhöhung einzustellen und um das halbfertige Produkt 29 und den Anschlag 32 in den Raum einzufügen, der von einer Induktionsspule 41 eines Induktionserwärmers umgeben ist. In dieser Ausführungsform, wird die zentrale Höhe der Induktionsspule 41 mit der Erhöhung der Verbindung zwischen dem Gehäuse 11 und dem Plattenelement 21 bündig gehalten. Im Anschluss wird das obere Werkzeugelement 35 auf die Oberseite des Plattenelements 21 des halbfertigen Produkts 29 gedrückt. In dieser Ausführungsform, wird das untere Werkzeugelement 31 angehoben, um das halbfertige Produkt 29 und den Anschlag 32 aufwärtsgerichtet in den Raum einzufügen, der von der Induktionsspule 41 des Induktionserwärmers umgeben ist. Wie in der Fig. gezeigt 4 wird die Induktionsspule 41 ferner von dem Gehäuse 11 und dem Anschlag 32 weggehalten, wobei eine Lücke G dazwischen belassen wird. Bündiges Halten der zentralen Höhe der Induktionsspule 41 mit der Erhöhung der Verbindung zwischen dem Gehäuse 11 und dem Plattenelement 21 ermöglicht ferner, dass die Induktionsspule 41 ein bestmögliches Heizergebnis erzielt. Ein geringfügiger Erhöhungsunterschied (beispielsweise ungefähr 1~2 mm) zwischen der zentralen Höhe der Induktionsspule 41 und der Erhöhung der Verbindung zwischen dem Gehäuse 11 und dem Plattenelement 21 ist annehmbar. Dieser geringfügige Erhöhungsunterschied kann die Hitzeleistung verringern, aber immer noch die erwünschte Heizwirkung erzielen.
- E) Betreiben der Induktionsspule 41, um einen Schwingstrom in einer bestimmten Zeit und in einer bestimmten Leistungshöhe zu erzeugen, um so die Einfassung 12 des Gehäuses 11 auf ein Temperaturniveau von ungefähr 20°C~100°C über dem Schmelzpunkt des angewendeten Lötmaterialstreifens 22 zu erwärmen, wodurch der angewendete Lötmaterialstreifen 22 geschmolzen und das geschmolzene Lötmaterial dazu gebracht wird die Lücke zwischen dem Gehäuse 11 und dem Plattenelement 21 aufzufüllen. In dieser Ausführungsform werden die bestimmte Zeit und bestimmte Leistungshöhe erhalten durch: Anwenden der vorstehend aufgeführten Schritte A)~D) auf ein Bezug-Plattenelement 21 und ein Bezug-Gehäuse 11, und anschließend Betreiben der Induktionsspule 41 vorbehaltlich einer ausgewählten Leistungshöhe und unter Verwendung eines Temperatursensors (nicht gezeigt), um die Temperatur des Bezug-Gehäuses 11 zu bestimmen, und anschließend Bestimmen der Zeitdauer, in der die Temperatur des Bezug-Gehäuses 11 das Niveau von ungefähr 20°C~100°C über dem Schmelzpunkt des angewendeten Lötmaterialstreifens 22 erreicht. Die bestimmte Zeit und bestimmte Leistungshöhe werden dadurch erhalten.
- F) Nachdem der angewendete Lötmaterialstreifen 22 abgekühlt und ausgehärtet ist, ist der Schweißvorgang beendet. Das Produkt kann auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Eine kühlende Luftquelle 38 kann wahlweise auf die Lücke G zur beschleunigten Kühlung angewendet werden. wie in der 5 gezeigt, werden beispielsweise die Luftquellen 38 an entgegen gesetzten Seiten relativ zu dem halbfertigen Produkt 39 angeordnet, um Luft mit Raumtemperatur, Luft geringer Temperatur auf die Lücke G zu blasen. Die angewendete Luft kann ferner Atmosphärengase oder irgendein bestimmtes Gas, beispielsweise Stickstoff, sein. Die Luftquellen 38 können ferner ein elektrischer Lüfter Gasgebläse sein.
-
Es sollte ferner angemerkt werden, dass während dem vorstehend genannten Schritt A) oder Schritt B), ein Lötflussmittel 14 auf die Einfassung 12 des Gehäuses 11 angewendet werden kann, um den Schweißvorgang zu glätten und ein besseres Schweißergebnis zu erzielen. Die Verwendung des Lötflussmittels ist jedoch nicht erforderlich.
-
Die vorstehend genannten Schritte A)~F) betreffen das Schweißen. Nach dem Schweißen wird das obere Werkzeugelement 35 angehoben oder entfernt (lower), was die Entfernung des fertigen Produkts von dem unteren Werkzeugelement 31 ermöglicht.
-
In dem vorstehend genannten Schritt E), wird der angewendete Lötmaterialstreifen 22 in dem Bereich angeordnet, der von der Einfassung 12 des Gehäuses 11 umgeben ist. Wenn der angewendete Lötmaterialstreifen 22 während dem Heizvorgang, wie in der 6 gezeigt, geschmolzen wird, wird das geschmolzene Lötmaterial 22 daher auf der Innenwand des Gehäuses 11 auf eine bestimmte Höhe vorbehaltlich der Wirkung der Oberflächenspannung ansteigen, was die Schweißwirkung nach dem Aushärten erhöht. Falls die Breite des angewendeten Lötmaterialstreifens 22 der Dicke der Einfassung 12 des Gehäuses 11 entspricht, wird das Lötmaterial 22 jedoch auf der Innenwand will des Gehäuses 11 ansteigen, wenn es geschmolzen wird, es kann jedoch immer noch die Lücke zwischen dem Gehäuse 11 und dem Plattenelement 21 auffüllen, wobei eine bestmögliche Schweißwirkung erzielt wird.
-
In der vorstehend genannten Ausführungsform, wird die Peripherie des Plattenelements 21 ferner mit der äußeren Umgebung des Gehäuses 11 bündig gehalten. Diese Anordnung stellt jedoch keine Begrenzung dar. Bei einer alternativen Form der vorliegenden Erfindung ist das Plattenelement 21', wie in der 7 gezeigt, geringfügiges größer als der Bereich der Einfassung 12' des Gehäuses 11', und der angewendete Lötmaterialstreifen 22' weist eine Breite größer als die Dicke der Einfassung 12' des Gehäuses 11' auf. Die Innenkante des angewendeten Lötmaterialstreifens 22' liegt daher in dem Bereich, der von der Einfassung 12' des Gehäuses 11' umgeben wird, und die Außenkante des angewendeten Lötmaterialstreifens 22' wird jenseits der Einfassung 12' des Gehäuses 11' gehalten. Wenn der angewendete Lötmaterialstreifen 22' während dem Heizvorgang geschmolzen wird, wird das geschmolzene Lötmaterials 22' an der Innen- und Außenwand des Gehäuses 11 auf eine bestimmte Höhe vorbehaltlich der Wirkung der Oberflächenspannung ansteigen, was die Schweißwirkung nach dem Aushärten erhöht.
-
Zusammenfassend stellt die Erfindung ein Schweißverfahren für ein Metallgehäuse und ein Plattenelement bereit, das die nachstehend aufgeführten Vorteile aufweist:
- 1. Die Heiztemperatur kann gesteuert werden, was fehlerhafter Produkte vermeidet, die durch Temperaturfaktoren verursacht werden.
- 2. Das Gehäuse und das Plattenelement können durch das untere Werkzeugelement vor dem Schweißen richtig positioniert werden, was eine stetige und genaue Durchführung des Schweißvorgangs ermöglicht.
-
Obgleich bestimmte Ausführungsformen der Erfindung für Veranschaulichungszwecke detailliert beschrieben wurden, können zahlreiche Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden ohne von der Idee und dem Bereich der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung wird demgemäß lediglich durch die beigefügten Ansprüche begrenzt.
-
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
-
