JP2003011228A - 中空体を形成する熱可塑性合成物質部分をレーザ光線により溶接する装置 - Google Patents
中空体を形成する熱可塑性合成物質部分をレーザ光線により溶接する装置Info
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Abstract
をレーザ光線により溶接するため固定保持し、まとめて
結合し、そして溶接縫目の密封性を検査することのでき
る装置を作り出すことである。 【構成】保持する装置および力の生成装置が、真空ポン
プ(4)と結合しかつ1側が開放した真空室(2)を有
する単一の真空ホルダー(1)であり、前記真空室が中
空体と共同して真空可能な閉止室を形成する。
Description
形成する熱可塑性合成物質部分をレーザ光線により溶接
する装置に関し、その前提部は日本特許第113481
32号明細書より周知である。
目部分)は、継目部分の溶融に各種の形式のエネルギ
ー、レーザ光線をも用いるいろいろの溶接方法により互
いに結合することができる。
は、熱可塑性ケーシングと熱可塑性ケーシング部分をレ
ーザにより溶接する方法とが記載されている。この基本
的技術思想は、溶接すべき両ケーシング部分が、少なく
とも継目区域の範囲(溶解が行われる全範囲)で、1つ
にはレーザ光線に対し著しく透明性な材料と、もう1つ
にはレーザ光線を著しく吸収する材料とからなり、そし
てレーザ光線がまずレーザ光線に対し透明性ある材料を
貫通し、つづいてレーザ光線を吸収する材料に当たるよ
うに、レーザ光線をケーシングに指向させることにあ
る。
部分の1つを介して継目区域に達し得るようにすること
により、ケーシングにおける溶接継目の形成を自由に配
置する可能性があり、すなわち溶接継目は平面内にある
必要はなく、三次元にまたはケーシング内部にも延びる
ことができる。これは基本的に、熱可塑性ケーシングの
溶接のための従来技術より周知の方法に比べ、ケーシン
グ部分の形状構成および継目区域の形状構成の著しく多
様な可能性を達成するものである。さらに、壁厚の大き
いケーシングも溶接可能である。継目部分は、突き合わ
せてまたは重ねて互いに結合することができる。
の密な結合を保証し、しかも後での作業を避けるべく溶
解はみ出しなく形成することを目指すものであるが、そ
の品質は、従来技術ではいろいろな手段により影響され
ている。その場合、生ずる溶解の形成に影響する継目区
域の範囲におけるケーシング部分の特に構造的形成、ま
たは(および)所定の継目遊隙を得るため、溶接方法の
間結合すべきケーシング部分間における拘束(力拘束ま
たは形状拘束)の生成が問題である。
は、冷たくなるまでの継目区域への圧力作用により溶接
継目の品質を向上させることが記載されている。この
際、圧力作用はレーザ光線の焦点に近接して有利に行
い、それによりレーザ光線の工作物内への進入が妨げら
れないようにしている。レーザ光線の範囲に透明な緊締
手段を用い、レーザ光線の作用範囲に直接圧力作用を行
い得るようにする技術思想も言及されている。圧力作用
は、継目区域に沿うレーザ光線の運動に従って導入する
のが有利であるとされている。
成することは、一方において、継目区域の範囲にて緊締
手段が接合し得るように継目部分を成形しなければなら
ないという欠点がある。緊締手段の後での導入は常時の
確認と解除とを必要とし、これは特に装備技術上の出費
を伴う。さらに、緊締手段の後での導入時のその都度の
力作用は、方法実施の時間がそれにより高められてはな
らないとき、時間的に非常に限られたものとなる。
は、放射エネルギーによる溶接のため継目部分を固定す
る装置は、その出費のために欠点として批判されてい
る。結合すべき部分を固定する装置なしで、放射エネル
ギーを用いて合成物質部分を互いに溶接し得る解決策を
見出す課題が設定されている。その解決策は、特に溶解
の形成とともに生ずる力作用(溶解圧)の方向に形状拘
束により、例えばロック結合またはねじにより、継目部
分を互いに固定することにある。また、継目部分をねじ
継ぎ手または磁石のような内部摩擦力により互いに固定
することも提案されている。その場合この固定は、局部
的に発生しかつ継目輪郭に沿う放射施工とともに移動す
る溶接圧力を受容するだけの寸法とすればよい。
分に特別の構造的手段を与えなければならないことを意
味する。これは、機能と所望の形状イメージが矛盾しな
いときでも、例えば前記の磁石またはねじ結合に対し必
然的に高い予備製作費および付加的な材料費を意味す
る。大量生産に際し、この高くなった多出費は、常時再
使用可能な固定のための装置に対する出費をはるかに超
える。
ーシング上側部分とケーシング下側部分との溶接方法お
よび装置に関し、その場合溶接すべきケーシング部分の
間にフイルタ板が挿着されている。この場合は、継目遊
隙の寸法許容差および継目の強度に関し特に高い要請が
設定されねばならない。常時の品質管理を行う必要があ
る。記載の装置では、溶接すべき各部分が上下に配置さ
れて押圧装置で押し付けられ、他方でレーザ光線が溶接
すべき継目に沿って導かれる。押圧装置またはこれによ
り生成される押圧力について、なんらの実施例も記載さ
れていない。
くレーザ溶接方法および装置が周知である。この場合
も、中空体を形成する2つのケーシング部分が互いにレ
ーザにより溶接される。中空体として、具体的には反射
体を具備する照明具をケーシング下側部分として、そし
て照明板を具備する照明具をケーシング上側部分として
名づけている。反射体は、その縁を介して保持装置のシ
リンダ壁上に載り垂直に固定配置されている。照明板に
載る押圧装置が、照明板を反射体の縁に固定して押し付
けている。保持装置および押圧装置は、一方では、これ
らが両継目部分を継目区域を形成するそれらの継目面に
押圧することにより、共同して従来技術より周知の押圧
装置または締付装置の機能を充足し、他方にて、溶接プ
ロセスの実施のため継目区域に沿って導かれるレーザに
対しケーシングの保持とその位置決めの用をなす。継目
面を押圧する従来技術より周知の解決策に対し、この解
決策は付加的にケーシングを保持しかつ位置決めするこ
とを特徴とする。勿論示された装置は、その使用におい
て、ケーシングの形状およびケーシングにおける継目区
域の位置に関し狭く限定されている。さらに、押圧装置
はその形状形成を照明板の表面形状に適合させる必要が
ある。
ーシングの保持以上に別の機能を充足することは、従来
技術より周知ではない。 〔発明が解決しようとする課題〕
開口部を備える中空体をレーザ光線により溶接するため
固定保持し、まとめて結合し、そして溶接縫目の密封性
を検査することのできる装置を作り出すことである。該
装置は、継目区域に均一な継目圧力を生成することおよ
びいろいろに成形した多様な中空体に対し使用可能であ
ることを目的とする。
は、請求項1の前提部に記載の装置に対し、保持する装
置および力の生成装置が、真空ポンプと結合しかつ1側
が開放した真空室を有する単一の真空ホルダーであり、
前記真空室が中空体と共同して真空可能な閉止室を形成
することにより解決される。
載されている。 〔発明の作用および効果〕本発明の本質的な技術思想
は、1側が開放した真空室を中空体の開放部を有する継
目部分でもって閉止することにより、真空室が真空にさ
れたとき、中空体を形成する継目部分間のすべての継目
区域が、その位置と幾何学的形状に関係なく、継目圧力
を与えられることにある。
面に示す実施例により詳細に説明する。図1に示す装置
は、主として、真空室2およびパッキン板3を具備する
真空ホルダー1と、真空室2と連結する真空ポンプ4
と、圧力センサ5と、信号発生ユニット6と、制御ユニ
ット7とよりなる。該装置は、数個の継目部分より組み
立てられた中空体の保持、継目面の押圧、および継目面
間に生成される溶接継目の密封性の検査の用をなす。
は、保持すべき中空体の形状に依存して変化可能であ
る。図1に示す実施例では、下側継目部分である反射体
8と上側継目部分である照明板9とからなるランプケー
シングが保持されるものである。反射体8は、照明板9
の反対端部が回転対称に構成され、その対称軸線の周り
に開口部を有する。この開口部を囲む終端面は、半径方
向の平面である。この平面でもって、反射体8は真空室
2に載置されるパッキン板3上に置かれる。
室であり、全中空体を真空ホルダー1内に挿着した後始
めて、中空体とともに真空可能な閉止された室を形成す
る。反射体8をパッキン板3上に載置すると、反射体8
は、その開口部が真空室の開放側を完全に閉じるよう
に、反射体の周面を介してO-リング10内を導入され
る。
部分はなお自由な並進運動方向に形状拘束的に互いに結
合されている。この場合、形状拘束は単に組立ての補助
であり、継目区域の外部を被覆する。真空室2内に負圧
が印加された後、該形状拘束はもはや保持機能を有しな
い。負圧の生成でもって、照明板9はその継目面で反射
体8の継目面に負圧に比例した力で押圧され、それによ
り反射体8自体をもその開口部周りの平面でパッキン板
3上に押圧する。従来技術より周知の緊締手段のいずれ
でも、溶接工具に継目区域を自由に近づけることを阻害
することなしに、均一なかつ制御容易な継目圧力を生成
することはできない。
ッド(図示せず)は、いろいろな方向より軸から半径方
向に継目区域へ向けることができる。それにより、継目
区域は中空体における殆ど任意の位置を採ることができ
る。2つ以上の継目部分よりなる中空体も、前記の真空
ホルダー1によりレーザ溶接のために保持することがで
きる。ここに選択したランプケーシングの例に関して、
例えば照明板を数個の部分より組立てて反射体と結合す
ることが可能である。基本的には、各継目部分の形状は
重要でなく、それらは開口部を有する中空体を共通して
形成すればよい。
する。反射体8を真空室2上に載置し、照明板9を反射
体8に継ぎ合わせ(勿論両部分を前もってつなぎ合わせ
ることも可能)、そして適宜の高さの負圧を生成した
後、レーザ溶接方法が始まる。従来の方法および装置と
同じく、レーザ光線は継目区域に沿って導かれる。溶接
プロセスの完了後、溶接縫目が密であるかどうかを検査
するため、負圧はなおしばらく維持される。それによ
り、本発明による装置はその第3の機能がかなえられ
る。
図1に示す実施例では、圧力センサ5が信号発生ユニッ
ト6と制御ユニット7とに結合されている。信号発生ユ
ニット6は、例えば圧力の上昇と降下を図示する画像信
号発生ユニット、すなわちモニターとすることができ
る。該ユニットは、例えば、溶接縫目の密でないことに
起因する過度に速やかな圧力上昇の場合、音響信号を発
することも可能である。しかし該ユニットを、100%
の品質制御の証拠のため検査結果を記録するプリンタと
することもできる。圧力センサ5の測定結果を真空ポン
プ4と結合されている制御ユニット7に送ることによ
り、一定の継目圧力を保証するため、特に溶接方法の間
圧力上昇に依存する負圧生成の制御が可能となる。制御
ユニットにより、溶接方法の間一定の継目圧力の代わり
に所定の圧力経過を実現することも当然に可能である。
示す。これは、同じく反射体8と照明板9とよりなるラ
ンプケーシングを受容する用をなす。反射体8は、この
場合も、対称軸線の周りに開口部を有する回転対称の部
分である。開口部を限定する面は、この場合半径方向の
平面になく、対称軸線に傾斜した平面に位置する。従っ
てこの面は、パッキン面として直接にまたは間接にパッ
キン板3を介して作用するのに特に好適とはいえない。
よって密封のためには、中空体の他の回動面を見出す必
要がある。この場合、反射体8にはパッキン板3に載置
される鍔が考えられる。この鍔は、同時に照明板9との
溶接結合の生成のために必要な継目面でもある。
6は、装置について密閉性検査を行わないとき必要では
ない。基本的には、装置の使用はレーザ溶接の適用に限
定されない。しかし、該使用は特に有利に適用可能であ
る。なんとなれば、工具ヘッドをケーシングに導入する
可能性は全く影響されないままであり、従ってレーザ溶
接の利点は完全に果たされ得るからである。
ダーの第1の実施例を備える本発明による装置の図式図
である。
ダーの第2の実施例の図式図である。
Claims (5)
- 【請求項1】継目部分より組立てられる中空体を固定保
持する装置と、継目区域を形成する継目部分の継目面を
押圧する力の生成装置と、継目区域に沿うて導かれそし
て溶接を行うレーザ光線を継目区域に持ち来たす工具ヘ
ッドとを有する、開口部を有する中空体を形成する数個
の熱可塑性合成物質部分(継目部分)を溶接する装置に
おいて、 保持する装置および力の生成装置が、真空ポンプ(4)
と結合しかつ1側が開放した真空室(2)を有する単一
の真空ホルダー(1)であり、前記真空室が中空体と共
同して真空可能な閉止室を形成することを特徴とする装
置。 - 【請求項2】真空室(2)の開放側がその横断面にて中
空体の開口部よりも小さく構成され、そして中空体が開
口部を形成する終端面を介して真空室(2)の開放側を
囲むパッキン板(3)に載置されていることを特徴とす
る、請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】真空室(2)の開放側がその横断面にて中
空体の開口部よりも大きく、そして中空体がその周辺に
ある面を介して真空室(2)の開放側を囲むパッキン板
(3)上に載置されていることを特徴とする、請求項1
に記載の装置。 - 【請求項4】圧力センサ(5)を設け、この圧力センサ
でもって真空室(2)内の圧力降下を把握し、そして真
空室と結合された信号発生ユニット(6)を介して表示
することを特徴とする、請求項1ないし3の1つに記載
の装置。 - 【請求項5】圧力センサ(5)が真空ポンプ(4)に前
置された制御ユニット(7)と結合されて制御回路を形
成し、それにより溶接の間生成される負圧を常時制御す
ることにより一定の継目力を保証することを特徴とす
る、請求項4に記載の装置。
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