申请/专利权人：黑拉有限责任两合公司

申请日：2017-07-21

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN109475986B

主分类号：B23K37/04(20060101)

分类号：B23K37/04(20060101)

优先权：["20160722 DE 102016113553.4"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2019.04.09#实质审查的生效;2019.03.15#公开

摘要：本发明涉及一种接合设备2的夹紧装置6，所述夹紧装置具有用于第一接合部件8的接纳部6.1、夹紧部件6.2和第一夹具6.3，其中，第一夹具与夹紧部件处于力传递连接中并且将第一接合力这样地施加到第二接合部件10上，使得第二接合部件以第二接合面10.1向第一接合部件8的第一接合面8.1预紧。为了提供一种在夹紧部件与第一夹具之间不需要连接杆或类似物的夹紧装置6而提出，在夹紧部件与第一夹具之间的力传递连接构造为磁力连接并且在夹紧部件6.2与第一夹具6.3之间起作用的磁力大于第一接合力。本发明还涉及一种接合设备2。

主权项：1.接合设备的夹紧装置，所述夹紧装置具有用于第一接合部件8的接纳部6.1、夹紧部件6.2和第一夹具6.3，其中，在夹紧装置的使用位置中，第一夹具6.3与夹紧部件6.2处于力传递连接中并且将第一接合力这样地施加到第二接合部件10上，使得第二接合部件以第二接合面10.1向第一接合部件的第一接合面8.1预紧，其特征在于，在夹紧部件6.2与第一夹具6.3之间的力传递连接构造为磁力连接并且在夹紧部件6.2与第一夹具6.3之间起作用的磁力大于第一接合力。

全文数据：接合设备的夹紧装置和接合设备技术领域本发明涉及一种接合设备的夹紧装置和接合设备。背景技术这样的夹紧装置和接合设备已经由现有技术以很多实施变型方案已知。因此，EP2136959B1示出一种具有夹紧装置的激光焊接设备，所述夹紧装置具有用于第一接合部件的接纳部、构造为夹紧头的夹紧部件和构造为内夹具的第一夹具，其中，所述夹紧头和内夹具借助于窄的连接板彼此力传递地连接。在夹紧装置的使用位置中，借助于夹紧头和内夹具以第一接合力将第二接合部件的第二接合面挤压向第一接合部件的第一接合面。发明内容本发明基于此。本发明基于如下任务：提供一种接合设备的夹紧装置，在该夹紧装置中在夹紧部件与第一夹具之间不需要连接杆或类似物。该任务通过具有权利要求1的特征的夹紧装置来解决。从属权利要求涉及本发明的有利的进一步改进方案。按照本发明的夹紧装置的一个主要优点特别是在于，省去在夹紧部件与第一夹具之间的任何类型的连接结构，并且因此在夹紧装置的结构中以及利用夹紧装置夹紧的接合部件中产生大得多的构造空间。在基于射线的接合设备、例如激光焊接设备中，还得出如下主要优点：夹紧装置不遮挡射线路径。相应地，基于射线的接合过程可以明显更简单地设计。因此，按照本发明夹紧装置也促进高的接合质量并且由此减少成本耗费的废品。磁力连接的磁力原则上能够借助于至少一个永磁体或至少一个电磁体产生。永磁体的优点在于，永磁体能简单地使用并且是成本有利的。而在使用电磁体时的优点是，磁力连接的磁力是可调节的。在夹紧装置的运行中，供应给所述一个或多个电磁体的电流的强度例如能够手动地进行调节和或根据夹紧装置的和或接合设备其余部分的运行参数进行控制或进行调节。因此，第一接合力例如也能够以期望的方式进行调节。此外，也可设想永磁体和电磁体的组合使用。原则上，用于产生磁力连接的磁力的所述至少一个磁体能按照类型、形状、尺寸和布置结构在适当的宽范围内自由选择。然而，按照权利要求2或3所述的实施方式的一种有利的进一步改进方案规定：永磁体和或电磁体设置在第一夹具上或设置在第一夹具中。以这种方式简化对夹紧装置的改装，因为在改装时通常不更换例如构造为夹紧头或构造为外夹具的夹紧部件。具有设置在第一夹具上或其中的一个多个磁体的第一夹具可以根据应用情况相应地以期望的方式构造。例如能够提供彼此不同的且适配于确定的接合部件的第一夹具，所述第一夹具在需要时能够以简单且快速的方式被装入夹紧装置的其余部分中。夹紧部件可以构造为夹紧头。有利地，夹紧部件构造为第二夹具，所述第二夹具在夹紧装置的使用位置中将第二接合力施加到第二接合部件上。由此，能实现按照本发明的夹紧装置的更灵活的使用。此外，能在接合面中实现更均匀的应力分布，减少接合时间并且能实现更均匀地夹住其他部件、例如夹住配备有电气构件或电子构件的承载体，所述承载体设置在两个构造为壳体半部的第一和第二接合部件之间。这也适用于基于射线的接合设备、例如激光焊接设备，在这些接合设备中还附加地减少能量需求。一种有利的进一步改进方案规定：所述夹紧装置具有至少一个弹簧，其中，所述弹簧在夹紧装置的使用位置中将关于第一接合力的反作用力施加到第一夹具上。由此，例如在夹紧部件构造为第二夹具时可能的是，在夹紧装置的使用位置中能实现第一夹具的第一接合力小于第二夹具的第二接合力；并且这即使在使用永磁体时仍是可能的。在该实施方式中，不强制需要电磁体。磁力连接的磁力的强度能在适合的宽范围内自由选择。适宜地，所述磁力比第一接合力大至少5倍、特别是大至少10倍。一种有利的进一步改进方案规定：所述夹紧装置具有屏蔽器件，所述屏蔽器件在夹紧装置的使用位置中保护第一接合部件和或第二接合部件以防磁力连接的磁力的磁辐射或者以防磁力连接的磁力的磁辐射以及产生磁力的电磁体的电辐射。以这种方式有效地保护磁辐射敏感的和或电辐射敏感的接合部件、例如具有电子元件或类似物的壳体部件以防有害的磁辐射和或电辐射。原则上可能的是，第一夹具仅通过磁力相对于夹紧部件定位。一种有利的进一步改进方案规定：所述夹紧装置具有用于第一夹具的引导件，其中，所述引导件基本上垂直于磁力的主力方向延伸。由此，能结构简单地实现第一夹具关于夹紧部件的相对定位。特别有利地，磁力的主力方向与第一接合力成90°角地延伸。然而，例如对于加工三维延伸的接合面来说适宜的是，磁力的主力方向与第一接合面彼此不成90°角地延伸。有利地，磁力的主力方向在这样的情况下与第一接合力成至少45°角地延伸。本发明还涉及按照权利要求11所述的接合设备。按照本发明的接合设备的主要的优点在于改进的灵活性并且因此在于使用可能性的拓展。在夹紧装置的夹紧部件与第一夹具之间的磁力连接的磁力能够在不需要改装夹紧装置的情况下自动地适配于接合设备的其他运行参数。由此，能实现较高的自动化程度和伴随与此的成本降低。附图说明以下借助于所附的粗略示意图更详细地阐述本发明。在此：图1以部分的、剖切的前视图示出按照本发明的接合设备的实施例，以及图2以简化的俯视图示出该实施例的夹紧部件和第一夹具。具体实施方式在以下借助附图更详细地阐述按照本发明的夹紧装置和按照本发明的接合设备。图1以粗略示意图示出按照本发明的接合设备2的一种实施例。接合设备2具有：构造为带有扫描系统的激光焊接头的射线生成单元4、夹紧装置6、带有第一接合面8.1的第一接合部件8以及带有第二接合面10.1的第二接合部件10。两个接合部件8、10在这里构造为平板8、10。夹紧装置6包括用于第一接合部件8的接纳部6.1、构造为第二夹具的夹紧部件6.2和第一夹具6.3。第二夹具6.2在这里构造为外夹具6.2，而第一夹具6.3在这里构造为内夹具6.3。第一接合部件8构造为吸收激光射线的，而第二接合部件10构造为能部分地对于激光射线透明的。第一接合部件8以未示出的方式由接纳部6.1保持和定位。第二接合部件10在按照本发明的夹紧装置6的所示出的使用位置中以其第二接合面10.1贴靠在第一接合部件8的第一接合面8.1上。在从按照本发明的夹紧装置6的未示出的静止位置转换到其使用位置中时，借助于外夹具6.2将内夹具6.3参照板平面向下移动到第二接合部件10上。为此，接合设备2具有用于外夹具6.2的未示出的气动的驱动器。如从图1和图2的概览中所得出的那样，这两个夹具6.2和6.3实体上没有彼此连接，而是通过空隙彼此分开。因此，在夹具6.2和6.3之间不存在连接结构、例如连接杆。经由磁力连接FM将力从气动驱动的外夹具6.2导入内夹具6.3中，所述磁力连接通过以“FM”标记的双箭头表征。磁力FM引起内夹具6.3被气动运动的外夹具6.2带动。在这里，通过两个集成在内夹具6.3中的电磁体12产生磁力FM。在图2中象征性地示出这两个电磁体12。外夹具6.2在这里由铁磁性材料制成。除此之外，也可以在外夹具6.2中设置至少一个磁体、永磁体和或电磁体。为了这两个夹具6.2和6.3不仅在从静止位置转换到使用位置中时、而且在夹紧装置6的使用位置中均相互可靠地定向，夹紧装置6具有用于内夹具6.3的未示出的引导件。该引导件构造为两个彼此间隔开距离的特氟龙涂层的销钉，内夹具6.3可以沿着该销钉线性地运动。在图2中仅示出与销钉的相应的横截面相对应的且构造在第一夹具6.3中的通孔14。在夹紧装置6的示出的使用位置中，外夹具6.2对第二接合部件10施加第二接合力Fa并且内夹具6.3对该第二接合部件施加第一接合力Fi。在当前的实例中，两个接合力Fa和Fi大小相同。因此，利用叠加的接合力Fa+Fi＝2*Fa＝2*Fi将第二接合部件10向第一接合部件8预紧。为了在构造为外夹具6.2的夹紧部件6.2与构造为内夹具6.3的第一夹具6.3之间实现尽可能稳定的力传递连接，磁力FM比第一接合力Fi大10倍。以这种方式可能的是，第一接合力Fi与第二接合力Fa基本上数值相等。在该实施例中，第一接合力Fi最大可以与第二接合力Fa数值相等，因为仅通过外夹具6.2将力导入内夹具6.3中。然而，对于其他应用情况也可设想的是，第一接合力Fi小于第二接合力Fa。这能通过如下方式实现：改变、亦即减小电磁体12的电流强度。这导致在磁力连接FM中的一定的灵活性，而这又导致第一接合力Fi的减少。为此，接合设备2具有未示出的中央的控制单元，借助于该中央的控制单元能控制输送给电磁体12的电流强度。除此之外还可能的是，借助于至少一个未示出的弹簧实现第一接合力Fi的与第二接合力Fa相比的按照应用情况所期望的减少，其中，所述弹簧在夹紧装置的使用位置中将关于第一接合力Fi的反作用力导入到内夹具上。在此，所述弹簧能按照类型、材料、布置结构和尺寸在适合的宽范围内自由选择。例如拉力弹簧或压力弹簧是同样可设想的。磁力FM的在附图中通过以FM标记的双箭头示出的主力方向在这里与第一接合力Fi成90°角地延伸。在其他应用情况下、例如在接合面三维地延伸的情况下，可设想的是，将内夹具与外夹具成角度地设置。参照图1，内夹具例如可以围绕垂直于板平面的轴线、平行且水平于板平面延伸的轴线或者围绕所述两根轴线倾斜。相应地，磁力的主力方向可以与第一接合力Fi成另一角度地延伸，以便实现在这两个夹具之间的良好的磁力连接。因为磁体被磁场包围，该磁场沿彼此不同的方向将磁力施加到处于磁场中的被磁化的或者可磁化的主体上，所以主力方向。一旦夹紧装置6处于所示出的使用位置中并且接合部件8、10相互压靠，就可以开始激光焊接。在激光焊接这两个接合部件8、10时，激光头4的用点划线表征的激光射线16参见图1借助于未更详细示出的扫描系统以本领域技术人员已知的方式扫过用虚线表征的焊接线18参见图2。激光射线16在图2中象征性地用点状线绘出的且限定的焊接区20中穿透第二接合部件10部分地直至彼此贴靠的接合面8.1和10.1。在此，未通过设置在外夹具6.2和内夹具6.3之间的连接板或类似物来遮住所述激光射线16。除了具有扫描系统的激光头4之外，也可设想可运动的廓形焊接头或者至少一个具有或不具有光波导体的半导体激光二极管单元。按照应用情况，本领域技术人员在可供使用的接合设备下进行选择。本发明不局限于当前的实施例。例如也可设想其他接合设备，在这些接合设备中可以有利地使用按照本发明的夹紧装置。除了其他基于射线的接合设备、例如红外焊接设备或者组合式的红外激光焊接设备之外，本发明还包括非基于射线的接合设备。与所述实施例不同地，夹紧部件也可以构造为夹紧头，第一夹具、特别是内夹具与该夹紧头处于磁力传递连接中。在此，与构造为第二夹具、特别是构造为外夹具的夹紧部件不同地，夹紧头不是直接力传递地作用于第二接合部件。于是，当第二接合部件不提供用于第二夹具的贴靠面时，例如使用构造为夹紧头的夹紧部件是合理的。在所述的实施例中描述了环绕的、亦即密封的焊缝。然而，也可设想部分焊接、亦即非环绕的并且因此非密封的焊接。类似的情况适用于非基于射线的接合设备。与所述实施例不同地，所述至少一个磁体可以不设置在第一夹具中，而是设置在夹紧部件中，并且所述第一夹具由铁磁性材料制成。此外，可设想的是，在夹紧部件中以及在第一夹具中设置有至少一个磁体。在此，可设想永磁体的和或电磁体的任意数量、布置结构和组合。夹紧部件的驱动不仅可以气动地、而且也可以液压地、伺服马达地亦或作为前述驱动类型的组合地进行。除此之外还可能的是，代替夹紧部件和第一夹具使得用于第一接合部件的接纳部运动。对于磁辐射敏感的和或电辐射敏感的接合部件、例如电子构件，按照本发明的夹紧装置具有屏蔽器件，该屏蔽器件在夹紧装置的使用位置中保护第一接合部件和或第二部件以防磁力连接的磁力的磁辐射或者以防磁力连接的磁力的磁辐射以及产生磁力的电磁体的电辐射。所述屏蔽器件可以构造为夹紧部件的和或第一夹具的涂层、也可以构造为单独的构件。附图标记列表：2构造为激光焊接设备的接合设备4构造为具有扫描系统的激光头的射线生成单元6夹紧装置6.1接纳部6.2构造为外夹具的夹紧部件6.3构造为内夹具的第一夹具8第一接合部件8.1第一接合部件8的第一接合面10第二接合部件10.1第二接合部件10的第二接合面12电磁体14用于第一夹具6.3的引导件的通孔16激光射线18焊接线20焊接区

权利要求：1.接合设备的、特别是基于射线的接合设备的夹紧装置，所述夹紧装置具有用于第一接合部件的接纳部、夹紧部件和第一夹具，其中，在夹紧装置的使用位置中，第一夹具与夹紧部件处于力传递连接中并且将第一接合力这样地施加到第二接合部件上，使得第二接合部件以第二接合面向第一接合部件的第一接合面预紧，其特征在于，在夹紧部件6.2与第一夹具6.3之间的力传递连接构造为磁力连接并且在夹紧部件6.2与第一夹具6.3之间起作用的磁力大于第一接合力。2.根据权利要求1所述的夹紧装置6，其特征在于，所述磁力连接的磁力能至少部分地借助于至少一个永磁体产生。3.根据权利要求1或2所述的夹紧装置6，其特征在于，所述磁力连接的磁力能至少部分地借助于至少一个电磁体12产生。4.根据权利要求2或3所述的夹紧装置6，其特征在于，所述永磁体和或电磁体12设置在第一夹具6.3上或者设置在所述第一夹具中。5.根据上述权利要求之一所述的夹紧装置6，其特征在于，所述夹紧部件6.2构造为第二夹具6.2，所述第二夹具在夹紧装置6的使用位置中将第二接合力施加到第二接合部件10上。6.根据权利要求1至5之一所述的夹紧装置6，其特征在于，所述夹紧装置6具有至少一个弹簧，其中，所述弹簧在夹紧装置6的使用位置中将关于第一接合力的反作用力施加到第一夹具6.3上。7.根据上述权利要求之一所述的夹紧装置6，其特征在于，所述磁力比第一接合力大至少5倍、特别是大至少10倍。8.根据上述权利要求之一所述的夹紧装置6，其特征在于，所述夹紧装置6具有屏蔽器件，所述屏蔽器件在夹紧装置6的使用位置中保护第一接合部件8和或第二接合部件10以防磁力连接的磁力的磁辐射或者以防磁力连接的磁力的磁辐射以及产生磁力的电磁体的电辐射。9.根据上述权利要求之一所述的夹紧装置6，其特征在于，所述夹紧装置6具有用于第一夹具6.3的引导件，其中，所述引导件基本上垂直于磁力的主力方向延伸。10.根据上述权利要求之一所述的夹紧装置6，其特征在于，所述磁力的主力方向与第一接合力成至少45°、特别是90°角地延伸。11.接合设备、特别是激光焊接设备和或感应焊接设备，所述接合设备具有控制单元和夹紧装置，其特征在于，构造有按照权利要求3所述的或者按照权利要求4至10中引用权利要求3的任一项权利要求所述的夹紧装置6，并且电磁体12的电流强度能根据接合设备的其他运行参数借助于控制装置进行控制或进行调节。

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