用于將第一組件連接到第二組件的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于將第一組件連接到第二組件的方法，其中第一組件具有變形區(qū)域，其中在第一方法步驟中，變形區(qū)域至少部分地被加熱，其中在第二方法步驟中，提供用于塑性變形的具有光學(xué)組件的內(nèi)模，其中在第三方法步驟中，第一組件在變形區(qū)域內(nèi)塑性變形，以便將第一組件連接到第二組件，并且其中在第一和/或第三方法步驟中，將用于加熱第一組件的光通過光學(xué)組件引導(dǎo)到變形區(qū)域。
【專利說明】
用于將第一組件連接到第二組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及用于通過塑性變形連接兩個組件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車結(jié)構(gòu)中，組件現(xiàn)今更加頻繁地通過塑性成形而連接到彼此，優(yōu)選通過拉伸壓縮成形，諸如像脹形凸起、卷邊或翻邊。與其它結(jié)合方法諸如焊接相比，通過塑性成形進(jìn)行連接具有以下優(yōu)點:例如在生產(chǎn)過程中降低周期時間以及避免由水垢形成所導(dǎo)致的覆層問題。尤其是覆層的問題有時必須得費力地重做，因此是不希望的。對于塑性成形而言所必需的薄壁組件(優(yōu)選是管)部分地需要用于塑性變形的輔助裝置或方法，以便進(jìn)一步提高由塑性變形產(chǎn)生的組件之間的連接質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種方法或輔助裝置，通過其通過塑性成形進(jìn)一步改善第一組件到第二組件的連接。
[0004]本發(fā)明的目的通過用于將第一組件連接到第二組件的方法實現(xiàn)，其中第一組件具有變形區(qū)域，其中在第一方法步驟中，變形區(qū)域至少部分地被加熱，其中在第二方法步驟中，提供用于塑性變形的具有光學(xué)組件的內(nèi)模，其中在第三方法步驟中，第一組件在變形區(qū)域內(nèi)塑性變形，以便將第一組件連接到第二組件，并且其中在第一和/或第三方法步驟中，將用于加熱第一組件的光通過光學(xué)組件引導(dǎo)到變形區(qū)域上。
[0005]在此可有利的是，在塑性變形過程中加熱第一和/或第二子區(qū)域。這相比于現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點是，在加熱和變形之間的時間段中，由于冷卻下來而產(chǎn)生的熱損失可被有利地避免。此外，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在塑性成形期間可以控制或監(jiān)測加熱。其結(jié)果是，加熱可有利地盡可能有效地適應(yīng)于塑性變形。塑性成形優(yōu)選包括拉伸壓縮成形，特別是脹形凸起、卷邊和/或翻邊。優(yōu)選地，第一組件的塑性變形產(chǎn)生凸起，所述凸起以互鎖和/或摩擦接合的方式沿著至少一個方向相互作用。具體地，在第一和第二組件之間的連接通過互鎖和/或摩擦接合的相互作用而獲得。
[0006]本發(fā)明的有利的改進(jìn)和發(fā)展可從從屬權(quán)利要求和參照附圖的描述獲得。
[0007]在本發(fā)明的又一個實施例中，設(shè)置成使得第一組件由中空主體、優(yōu)選具有對稱軸線的中空主體形成。具體地，所述中空主體是管，例如適于車輛座椅的座墊管。此外，中空主體具有面向?qū)ΨQ軸線的內(nèi)側(cè)面和背離對稱軸線的外側(cè)面。在塑性變形期間，第一組件的在成形過程中未包括的部分可有利地支撐在內(nèi)模上。具體地，設(shè)置成使得內(nèi)模的壁限定內(nèi)模空腔，對于光學(xué)組件而言可布置在內(nèi)模空腔內(nèi)。優(yōu)選地，多個光學(xué)組件布置在內(nèi)?？涨粌?nèi)。其結(jié)果是，可有利地獲得用于加熱第一組件所需的光學(xué)組件在其中集成的內(nèi)模。以這種方式，內(nèi)?？捎欣赜米饔糜诩訜岬妮o助裝置，并用作用于塑性變形的輔助裝置。
[0008]在本發(fā)明的另一實施例中，設(shè)置成使得在第二方法步驟中，內(nèi)模布置在第一組件的中空主體內(nèi)，并且在第一方法步驟中和/或在第三方法步驟中，光被引導(dǎo)到第一組件的中空主體的內(nèi)側(cè)面上。具體地，設(shè)置成使得內(nèi)模的至少一部分沿著相對于對稱軸線垂直延伸的方向緊鄰、優(yōu)選鄰接變形區(qū)域布置。此外，可設(shè)想到的是，內(nèi)模以如此的方式布置在第一組件內(nèi)，以至于光學(xué)組件和變形區(qū)域的一部分布置在相對于對稱軸線垂直延伸的平面內(nèi)。
[0009]在進(jìn)一步的實施例中，設(shè)置成使得在第四方法步驟中，將內(nèi)模從第一組件移除，優(yōu)選以無接觸的方式從中空主體抽出。
[0010]在進(jìn)一步的實施例中，設(shè)置成使得變形區(qū)域在第一子區(qū)域內(nèi)受到照射，用于加熱第一子區(qū)域的光穿過內(nèi)模的壁內(nèi)的第一間隙。通過定位第一間隙，可有利地確定在哪個位置將加熱第一組件的內(nèi)側(cè)面。此外，可設(shè)想到的是，壁具有用于光學(xué)照射第二子區(qū)域的第二間隙，第一子區(qū)域和第二子區(qū)域之間的距離由第一間隙和第二間隙之間的距離限定。具體地，設(shè)置成使得光學(xué)組件以如此的方式布置在內(nèi)模空腔內(nèi)，以至于即使當(dāng)內(nèi)模被轉(zhuǎn)動時，光也被引導(dǎo)通過第一和/或第二間隙。具體地，可設(shè)想到的是，在第一和/或第二方法步驟中，內(nèi)模轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，在第一組件的內(nèi)側(cè)面上的變形區(qū)域在下述位置處受到光學(xué)照射，在所述位置處第一和/或第二間隙在轉(zhuǎn)動過程中向前移動。這有利地允許間隙以如此的方式定制尺寸，以至于內(nèi)模特別是在變形區(qū)域內(nèi)形成第一組件可用的用于支撐的足夠的表面積。
[0011]在本發(fā)明的另一實施例中，設(shè)置成使得用于加熱第一組件的光通過另外的光學(xué)組件被傳導(dǎo)，優(yōu)選通過濾光器，透鏡，光束擴(kuò)散系統(tǒng)等被傳導(dǎo)。優(yōu)選地，激光器，優(yōu)選為二極管激光器或半導(dǎo)體激光器，用作光源以便提供用于加熱第一組件的光。包括另外光學(xué)組件的傳導(dǎo)系統(tǒng)允許優(yōu)選對被引導(dǎo)的光束進(jìn)行定性評估。除其它之外，這有利地促進(jìn)光聚焦到第一和/或第二子區(qū)域上。此外，可設(shè)想到的是，光學(xué)組件和/或另外的光學(xué)組件具有用于聚焦的裝置，例如透鏡，拋物面反射鏡或凹形反射鏡。它優(yōu)選是用于聚焦的衍射元件。具體地，設(shè)置成使得光被聚焦到第一組件的內(nèi)側(cè)面上，以便相比于用非聚焦的光照射而有利地提高加熱效率。
[0012]在進(jìn)一步的實施例中，設(shè)置成使得第一組件的熱狀態(tài)在第一方法步驟中、在第二方法步驟和/或在第三方法步驟通過檢測器單元被監(jiān)測。其結(jié)果是，在形成連接的過程中的潛在問題可有利地及時檢測到和克服。檢測器單元優(yōu)選是熱檢測器，特別是高溫計。
[0013]在本發(fā)明的另一實施例中，設(shè)置成使得為了監(jiān)測第一組件的內(nèi)側(cè)面，關(guān)于熱狀態(tài)的信息通過光學(xué)組件和/或另外的光學(xué)組件傳遞到檢測器單元。優(yōu)選地，用于加熱的光和關(guān)于第一組件的至少一部分的熱狀態(tài)的信息通過包括光學(xué)組件和另外的光學(xué)組件的公共系統(tǒng)傳遞到檢測器單元。其結(jié)果是，包括該檢測器單元的觀察單元可以盡可能節(jié)省空間的方式集成到用于將第一組件連接到第二組件的方法內(nèi)。具體地，可有利地減少用于監(jiān)測熱狀態(tài)所需的附加光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)量。附加的光學(xué)系統(tǒng)例如可以是另外的透鏡或另外的軸棱鏡。
[0014]本發(fā)明的進(jìn)一步的主題是具有光學(xué)組件的內(nèi)模，其中光學(xué)組件以如此的方式配置，以至于使得用于加熱第一組件的部分的光可通過光學(xué)組件被引導(dǎo)到第一組件的變形區(qū)域內(nèi)。其結(jié)果是，第一組件，特別是變形區(qū)域，可在第一組件的變形過程中被有利地加熱。
[0015]在進(jìn)一步的實施例中，設(shè)置成使得內(nèi)模的壁限定內(nèi)?？涨?，光學(xué)組件布置在內(nèi)模空腔內(nèi)，壁具有至少一個間隙。其結(jié)果是，用于加熱所需的光學(xué)系統(tǒng)可以特別節(jié)省空間的方式集成在內(nèi)模內(nèi)。
[0016]本發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點從附圖和優(yōu)選實施例的基于附圖的隨后描述而顯現(xiàn)出來。附圖從而僅僅示出本發(fā)明的實施例，其通過實例的方式給出并且不限制本發(fā)明的基本理念。
【附圖說明】
[0017]圖1示出通過根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在變形區(qū)域內(nèi)用于加熱第一組件的方法。
[0018]圖2示出根據(jù)通過實例方式給出的本發(fā)明的第一實施例在變形區(qū)域內(nèi)用于加熱第一組件的方法。
【具體實施方式】
[0019]在各幅附圖中，相同的部分始終設(shè)有相同的標(biāo)號，并且因此在每種情況下通常也只提到或提及一次。
[0020]在圖1中，描繪用于在變形區(qū)域5內(nèi)加熱第一組件I的方法。第一組件I優(yōu)選是具有對稱軸線15的中空主體，特別是管，中空主體具有面向?qū)ΨQ軸線15的內(nèi)側(cè)面12，和背離對稱軸線15的外側(cè)面U。它通常設(shè)置成在第一方法步驟中在變形區(qū)域5內(nèi)至少部分地加熱第一組件I。優(yōu)選地，變形區(qū)域5在第一子區(qū)域和/或在第二子區(qū)域內(nèi)加熱。此外，它設(shè)置成在第二方法步驟中將第二組件2鄰接或抵靠變形區(qū)域的第三子區(qū)域布置。優(yōu)選地，第三子區(qū)域布置在第一和第二子區(qū)域之間。在這種情況下設(shè)置成在第三方法步驟中，第一和/或第二子區(qū)域被塑性變形。優(yōu)選地，凸起3通過塑性變形產(chǎn)生，第二組件2以互鎖和/或摩擦接合的方式與凸起3相互作用，從而第一組件I連接到第二組件2。為了選擇性(在空間上)點狀加熱第一子區(qū)域和/或第二子區(qū)域，優(yōu)選使用光，特別是紅外光。在這方面，在現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種方法，其中光通過錐形反射鏡35被引導(dǎo)到第一組件的外側(cè)面上以便加熱第一子區(qū)域。在圖1中，光束25示出光所采取的從光源40到達(dá)第一組件I的路徑。在這種情況下，第一組件I特別是沿著錐形反射鏡的對稱軸線布置在錐形反射鏡39的間隙內(nèi)。通常情況下，使用錐形反射鏡35需要獲得圍繞第一組件I的安裝空間。在用于使得第一組件I塑性成形的機器中一般不能獲得該安裝空間，其結(jié)果是，加熱第一和/或第二子區(qū)域的位置位于其它位置，因此在塑性變形之前的時刻也必須加熱。因此加熱和塑性變形之間的時間差異在從現(xiàn)有技術(shù)已知的方法的情況下不利地導(dǎo)致發(fā)生熱損失，因為第一組件I在第一方法步驟中的加熱和在第三方法步驟中的塑性變形之間冷卻下來。
[0021]在圖2中，描繪根據(jù)通過實例方式給出的本發(fā)明的第一實施例用于在變形區(qū)域5內(nèi)加熱第一組件I的方法。在此設(shè)置成使得在第二方法步驟中提供具有光學(xué)組件21的內(nèi)模20。優(yōu)選地，內(nèi)模20設(shè)置成在成形過程中未包括的子區(qū)域(諸如像第三子區(qū)域)在塑性變形期間在第三方法步驟中被支撐在內(nèi)模20上。此外，設(shè)置成使得內(nèi)?？涨挥蓛?nèi)模20的壁22限定。優(yōu)選地，該壁22包括間隙39，其中光學(xué)組件21布置在內(nèi)?？涨粌?nèi)。具體地，設(shè)置成使得光被耦合到內(nèi)?？涨粌?nèi)，并且通過光學(xué)組件21通過壁22中的間隙39被引導(dǎo)到第一組件I的內(nèi)側(cè)面12上。以如此的方式被光學(xué)照射的區(qū)域被有利地加熱。具體地，設(shè)置成使得第一和第三方法步驟同時進(jìn)行。其結(jié)果是，由于第一組件I的潛在冷卻下來導(dǎo)致的熱損失可被有利地避免。此外，加熱可盡可能精確地控制并盡可能單獨地適應(yīng)于塑性變形。優(yōu)選地，光學(xué)組件21包括反射鏡元件，其被布置在內(nèi)?？涨粌?nèi)且在內(nèi)?？涨粌?nèi)對準(zhǔn)。優(yōu)選地，內(nèi)模20包括在壁22中的多個間隙39，并且在第一和第二子區(qū)域之間的距離由各個間隙39之間的距離限定。此外，可設(shè)想到的是兩個間隙之間的距離是可變的。優(yōu)選地，間隙之間的距離可借助于隔膜系統(tǒng)來改變。其結(jié)果是，可獲得可用于連接到不同厚度的第二組件2的各種連接的內(nèi)模20。還可設(shè)想到的是，光學(xué)組件21以如此的方式布置在內(nèi)?？涨粌?nèi)以至于光通過壁22中的間隙39被引導(dǎo)到第一組件I上，而與內(nèi)模20圍繞對稱軸線15的任何轉(zhuǎn)動無關(guān)。優(yōu)選地，內(nèi)模20在第一方法步驟中圍繞對稱軸線15轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，在轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)期間間隙沿其移動的第一子區(qū)域可有利地受到光學(xué)照射。此外，提供包括另外的光學(xué)組件的傳導(dǎo)系統(tǒng)30，給用于加熱第一組件I提供的光通過傳導(dǎo)系統(tǒng)30被引導(dǎo)到在內(nèi)?？涨恢械墓鈱W(xué)組件21上。優(yōu)選地，光學(xué)組件21和/或另外的光學(xué)組件包括用于聚焦31光的裝置，諸如像凹形反射鏡或透鏡。其結(jié)果是，光可有利地聚焦在第一和/或第二子區(qū)域上。作為結(jié)果，與沒有聚焦的情況相比，加熱第一組件I更有效。具體地，設(shè)置成使用來自光源40的光。光源40優(yōu)選是激光器，特別是二極管激光器。為了擴(kuò)散給用于加熱提供的光束，傳導(dǎo)系統(tǒng)30例如還包括光束擴(kuò)散系統(tǒng)、準(zhǔn)直器33和/或軸棱鏡32，在各個組件之間的距離以及各個組件的定位是可調(diào)節(jié)的，以便盡可能有效地獲得第一和/或第二子區(qū)域的光學(xué)照射。在該方面，可設(shè)想到的是，傳導(dǎo)系統(tǒng)30單獨地適應(yīng)于相應(yīng)使用的內(nèi)模20。此外，設(shè)置成使得傳導(dǎo)系統(tǒng)30還至少部分地用于觀察第一子區(qū)域和/或第二子區(qū)域。通過在第一和/或第三方法步驟過程中觀察第一子區(qū)域和/或第二子區(qū)域，第一組件I的加熱可以盡快地有利地重新校正或控制。
[0022]其結(jié)果是，在生產(chǎn)過程中能量可被有利地節(jié)省。此外，在形成連接的方法中的潛在問題可被及時檢測到，因為這樣的早期檢測而可以及時采取措施來克服問題。檢測器單元38優(yōu)選用于觀察第一和/或第二子區(qū)域。具體地，檢測器單元38是熱檢測器，特別是高溫計。在該方面，可設(shè)想到的是，用于觀察第一和/或第二子區(qū)域的圖像借助于分束器34從傳導(dǎo)系統(tǒng)30耦合出來并且被引導(dǎo)到檢測器單元38。此外，設(shè)置成使得第一組件I至少部分地包括金屬，特別是在變形區(qū)域內(nèi)。
[0023]附圖標(biāo)記清單
[0024]I第一組件
[0025]2第二組件
[0026]3 凸起
[0027]5變形區(qū)域
[0028]11外側(cè)面
[0029]12內(nèi)側(cè)面
[0030]15對稱軸線
[0031]20 內(nèi)模
[0032]21光學(xué)組件
[0033]22內(nèi)模的壁
[0034]23 間隙
[0035]25 光束
[0036]30傳導(dǎo)系統(tǒng)
[0037]31用于聚焦的裝置
[0038]32軸棱鏡
[0039]33準(zhǔn)直器
[0040]34分束器
[0041 ]35錐形反射鏡
[0042]36另外的透鏡
[0043]37另外的軸棱鏡
[0044]38檢測器單元
[0045]39錐形反射鏡的間隙
[0046]40 光源
【主權(quán)項】
1.用于將第一組件(I)連接到第二組件(2)的方法，其中第一組件(I)具有變形區(qū)域(5)，其中在第一方法步驟中，變形區(qū)域(5)至少部分地被加熱，其中在第二方法步驟中，提供用于塑性變形的具有光學(xué)組件(21)的內(nèi)模(20)，其中在第三方法步驟中，第一組件(I)在變形區(qū)域(5)內(nèi)塑性變形，以便將第一組件(I)連接到第二組件(2)，并且其中在第一和/或第三方法步驟中，將用于加熱第一組件(I)的光通過內(nèi)模(20)的光學(xué)組件(21)引導(dǎo)到變形區(qū)域(5)上。2.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中第一組件(I)由中空主體、優(yōu)選具有對稱軸線(15)的中空主體形成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中: -在第二方法步驟中，內(nèi)模(20)布置在第一組件(I)的中空主體內(nèi)；以及 -在第一方法步驟中和/或在第三方法步驟中，光被引導(dǎo)到第一組件(I)的中空主體的內(nèi)側(cè)面上。4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在第四方法步驟中，將內(nèi)模(20)從第一組件(10)移除ο5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中變形區(qū)域(5)在第一子區(qū)域內(nèi)受到照射，用于加熱第一子區(qū)域的光穿過內(nèi)模的壁(22)內(nèi)的第一間隙(23)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中用于加熱第一組件(I)的光通過另外的光學(xué)組件(21)被傳導(dǎo)，優(yōu)選通過濾光器，透鏡，光束擴(kuò)散系統(tǒng)等被傳導(dǎo)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在第一方法步驟中、在第二方法步驟中和/或在第三方法步驟中，第一組件(I)的熱狀態(tài)通過檢測器單元(38)被監(jiān)測。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中為了監(jiān)測第一組件(I)的內(nèi)側(cè)面(12)，關(guān)于熱狀態(tài)的信息通過光學(xué)組件(21)和/或另外的光學(xué)組件傳遞到檢測器單元(38)。9.具有光學(xué)組件(21)的內(nèi)模(20)，其中光學(xué)組件(I)以如此的方式配置，以至于使得用于部分地加熱第一組件(I)的光能夠通過光學(xué)組件(21)被引導(dǎo)到第一組件(I)的變形區(qū)域(5)上。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)模(20)，其中內(nèi)模的壁(22)限定內(nèi)?？涨?，光學(xué)組件(21)布置在內(nèi)?？涨粌?nèi)，內(nèi)模的壁(22)具有至少一個間隙。
【文檔編號】B21D39/06GK105980077SQ201480075220
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年12月16日
【發(fā)明人】A·丹海西希, M·普拉特弗特, L·米倫布羅克
【申請人】約翰遜控股公司