專利名稱：用于形成車窗組件的方法和裝置的制作方法
用于形成車窗組件的方法和裝置
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及形成車窗組件。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于為了焊接操作而定位車窗的裝置和一種利用將金屬構(gòu)件焊接到如此定位的車窗的設(shè)備的方法。用于焊接的感應(yīng)加熱已經(jīng)在專利文獻中被描述，例如
US專利No. 4，128，449描述了一種用于將不連續(xù)的背膠物品通過利用感應(yīng)熱量應(yīng)用于支撐表面的固定裝置。對準(zhǔn)和定位裝置與U-形芯的面關(guān)聯(lián)以保持芯端面與被加熱物品成毗鄰關(guān)系，但是據(jù)稱允許所述物品和芯組合在合成方向上輕微地移動以容納支撐表面變化或者彎曲。US專利No. 5，977，527描述了一種用于感應(yīng)釬焊站的固定裝置，包括可拆卸的前板，工件保持器安裝在前板上。感應(yīng)單元的基部安裝到在工作表面上與前板共面放置的背板上。感應(yīng)單元的線圈獨特地匹配到前板和工件保持器。感應(yīng)線圈可拆卸地安裝到前板， 當(dāng)不使用時，使得前板可以從其上安裝有工件保持器和線圈的工作表面移除。不同的前板可接著被安裝到具有不同的線圈配置和工件保持器的工作表面上。US專利No. 6，875，966描述了一種用于將金屬管的部分焊接或者釬焊到一起的可移動的感應(yīng)工具。工作線圈頭(及感應(yīng)線圈)為U-形，允許所述頭圍繞管的長度放置，加熱感應(yīng)件(如所述管)形成接頭，并且然后在所述管接頭形成后被撤回。US專利No. 5，329，085描述了一種居里點加熱器，主要用于焊接鐵并且最初設(shè)計來操作兆赫范圍以內(nèi)的電流，被重構(gòu)為在千赫范圍內(nèi)操作。在加熱器的一個實施例中，激發(fā)加熱器的線圈安裝在鐵的手柄內(nèi)。US專利No. 6，849，837描述了一種用于利用磁場加熱粘結(jié)劑內(nèi)和/或附接到粘結(jié)劑的磁性敏感材料以便將固態(tài)材料彼此接合、聯(lián)結(jié)或緊固。該系統(tǒng)利用交替磁場誘導(dǎo)渦流電流并在敏感件內(nèi)產(chǎn)生熱量。感應(yīng)加熱工具被應(yīng)用于在其工作線圈處放射磁場，并且電子控制器測量被功率轉(zhuǎn)換器利用的能量，該功率轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生交變電流，驅(qū)動產(chǎn)生磁場的工作線圈。US專利No. 4，256，945描述了一種加熱單元，其包括具有高的熱和電導(dǎo)性的非磁性材料的基板或者芯，包覆有相對低導(dǎo)電性鐵磁材料的表面層。通過選擇合適的用于激勵的頻率(通過調(diào)節(jié)源來產(chǎn)生恒定電流)以及通過選擇加熱單元的尺寸和材料參數(shù)，在鐵磁材料的居里溫度附近的窄范圍內(nèi)能夠產(chǎn)生溫度調(diào)節(jié)，盡管在熱載荷上有明顯的波動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種利用感應(yīng)加熱將金屬構(gòu)件焊接到絕緣基體上的裝置和方法，優(yōu)選地該絕緣基體為玻璃基板，更優(yōu)選地，其中該玻璃基板為車窗，基板和接合的(多個)金屬構(gòu)件形成車窗組件。使用一個或者多個整合到車窗組件固定裝置中的感應(yīng)加熱設(shè)備，作為組件輔助件或近似這樣的組件固定裝置在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣的組件固定裝置或者能夠整合感應(yīng)焊接操作的其他生產(chǎn)輔助件能夠為手動的、半自動或全自動生產(chǎn)/組裝程序的部件。
所述一個或者多個感應(yīng)加熱設(shè)備，優(yōu)選地感應(yīng)加熱線圈，能夠相對于被焊接物以多種方式來定向，使得熱量集中在待焊接的金屬構(gòu)件或基體的一個或兩個主表面的任何上。所述金屬構(gòu)件優(yōu)選地具有預(yù)定數(shù)量的粘著到其上的焊料。每一個感應(yīng)加熱裝置能夠獨立地或者為了最大的系統(tǒng)靈活性的所選擇的組中操作。一個或者多個用于控制感應(yīng)加熱設(shè)備操作的控制器也是加熱系統(tǒng)的一部分。通過本發(fā)明的裝置和方法，實現(xiàn)了相對于電阻焊接方法的極大減少的焊接次數(shù)并且接合強度好于或者等于電阻焊接。


圖Ia-Ic在幾個視圖中示出了伴隨有組件輔助件以及布置在其上的車窗的組件
固定裝置。圖示出了根據(jù)本發(fā)明的組件輔助件的細節(jié)。
具體實施例方式本發(fā)明涉及一種利用感應(yīng)加熱將一個或者多個金屬構(gòu)件焊接到車窗上以形成車窗組件的裝置和方法。圖Ia示出了根據(jù)本發(fā)明的組件固定裝置10，其具有作為其部件的至少一個感應(yīng)加熱組件輔助件。參考圖Ia和Ib，本發(fā)明的組件固定裝置10具有主要的、優(yōu)選地大致水平的支撐表面14，伴隨有附接到支撐表面14的至少一個優(yōu)選地彈性的、垂直支撐構(gòu)件16。該至少一個垂直支撐構(gòu)件16將車窗18支撐在主支撐表面14之上預(yù)定的垂直距離。如圖Ic中最佳地看到，該至少一個垂直支撐構(gòu)件16可具有從其延伸穿過的通道，該通道能夠連接到負壓力源，例如真空泵。還附接到主支撐表面14并且在其上延伸預(yù)定垂直距離，是至少一個固定的定位構(gòu)件20，以接觸車窗18的外圍邊緣從而在焊接之前在“X”方向使車窗對準(zhǔn)。為了在“y”方向上幫助對準(zhǔn)車窗18，可利用可移動的定位構(gòu)件22。可移動的定位構(gòu)件22的移動優(yōu)選地由兩個或者更多個水平地延伸臂M促成，臂M將可移動的定位構(gòu)件連接到中央定位的凸輪系統(tǒng)機構(gòu)26，該凸輪系統(tǒng)機構(gòu)沈軸向地固定于主支撐表面14，但是其他的運動機構(gòu)是可能的。圖Ia和Ib中所示的組件固定裝置的其他可選特征包括玻璃壓力傳感器19和搖臂機構(gòu)21，當(dāng)玻璃定位在組件固定裝置上以便接合操作時搖臂機構(gòu)21在車窗上施加正壓力以幫助保持車窗在組件固定裝置上的精確定位。此外，一個或者多個組件輔助件12以預(yù)定位置固定于主支撐表面，以便與在車窗上的金屬構(gòu)件13待被焊接的該一個或者多個位置一致。金屬構(gòu)件13典型地為金屬，并優(yōu)選地由鋼形成。在優(yōu)選的實施例中，(多個)金屬構(gòu)件13可為一個或者更多個夾子、電導(dǎo)線、 電插頭、和/或?qū)щ妿ЫY(jié)構(gòu)。大致地，組件輔助件，在圖Ia-Ic示出，并且在圖加和2b中更詳細示出，包括耐溫、優(yōu)選地聚合材料塊觀，其中形成容納器30以容納一個或者多個金屬構(gòu)件。優(yōu)選地，嵌入在聚合材料觀中靠近用于(多個)金屬構(gòu)件13的接納器為一個或者多個感應(yīng)加熱設(shè)備32，以及必要時通常使用水或空氣冷卻的冷卻系統(tǒng)(未示出)。感應(yīng)加熱設(shè)備32當(dāng)然可以靠近輔助件12，但是不嵌入在聚合材料觀中。輔助件12還可以裝配有裝載彈簧的或者其他類型的設(shè)備36以允許組件輔助件在“ζ”方向上移動預(yù)定的距離。這種微小的可調(diào)性允許玻璃形狀的變化。在一種優(yōu)選操作方法中，車窗18通過人工或者電動機械手段放置到組件固定裝置10上，并且最初被定位在所述一個或更多個垂直支撐件16上，其中車窗18的一個外圍邊緣接觸所述至少一個固定定位構(gòu)件20?？梢苿拥亩ㄎ粯?gòu)件22被激勵以接觸車窗的相對的外圍邊緣以確保車窗18在“y”方向上適當(dāng)?shù)膶?zhǔn)。如果這樣裝配，則負壓力可能通過所述至少一個垂直支撐構(gòu)件16被施加，從而向下拉拽車窗18使得接觸組件輔助件12的表面并將該表面放置為與容納所述一個或者更多的金屬構(gòu)件13的所述至少一個接納器30聯(lián)系，金屬構(gòu)件13之前通過手動或者電動機械手段放置在接納器30內(nèi)。優(yōu)選地，該一個或者多個金屬構(gòu)件13具有預(yù)定數(shù)量的附接到其上的焊料，優(yōu)選地?zé)o鉛焊料。該一個或者更多感應(yīng)加熱設(shè)備32通過連接到電源單元(未示出)的至少一個電子控制器(未示出)被激勵達預(yù)定時間，其依次連接到該至少一個組件輔助件12。該一個或者多感感應(yīng)加熱設(shè)備32的激勵產(chǎn)生足夠的熱以熔化接觸車窗18表面的金屬構(gòu)件的部分上的焊料。典型地，焊料具有熔融溫度 -IOO0C。感應(yīng)加熱設(shè)備32然后通過該至少一個電子控制器被去激勵，并且經(jīng)過足夠使焊料重新固化并將金屬構(gòu)件接合到車窗18的預(yù)定時間后，所述負壓被停止。帶有接合到其上的(多個)金屬構(gòu)件的車窗18 然后能夠從組件固定裝置10上移去以便進一步的處理，或者傳送到例如車輛裝配車間。本發(fā)明的程序帶來有利的短周期時間，這在時間至為關(guān)鍵的生產(chǎn)程序中是始終追求的。該一個或者更多的感應(yīng)加熱設(shè)備的啟動時間優(yōu)選地在2-10秒的范圍中，更優(yōu)選地， 4-6秒。實際的時間將根據(jù)所用焊料的成分和待接合的金屬構(gòu)件13的形狀而變化。停用所述一個或者更多的感應(yīng)加熱設(shè)備之后，焊料必須冷卻，優(yōu)選地2-5秒，更優(yōu)選地3-5秒，以便金屬構(gòu)件13和車窗18之間的接合完成。本發(fā)明已經(jīng)以被認為是最好的方式進行了描述。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會意識到本發(fā)明可以其他方式來實現(xiàn)而不脫離這里描述的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于形成車窗組件的裝置，包括用于支撐車窗在預(yù)定定向的組件固定裝置，所述車窗具有附接表面；接納器，其用于接納金屬構(gòu)件以及用于保持金屬構(gòu)件在期望位置接觸車窗的附接表面，所述金屬構(gòu)件具有粘著到其上的一定量的焊料；并且至少一個感應(yīng)加熱設(shè)備，其布置成接近所述金屬構(gòu)件以提供熱量促使焊料達到足夠熔化的溫度并將所述金屬構(gòu)件接合到車窗上。
2.一種用于形成車窗組件的裝置，包括組件固定裝置，其具有至少一個垂直支撐構(gòu)件以便相對于主支撐表面在預(yù)定的垂直定向支撐車窗；接近所述主支撐表面的一個或者更多個組件輔助件，所述組件輔助件包括一個或者更多個金屬構(gòu)件和一個或者更多個感應(yīng)加熱設(shè)備，所述金屬構(gòu)件具有粘著在其上的預(yù)定數(shù)量的焊料材料，所述感應(yīng)加熱設(shè)備用于將所述金屬構(gòu)件中和車窗的一個或者多個加熱到足夠熔化所述焊料材料的溫度從而將所述金屬構(gòu)件接合到所述車窗上；用于引起車窗和所述金屬構(gòu)件接合接觸的至少一個機構(gòu)；電連接到所述一個或者更多的加熱設(shè)備的一個或者更多個電源單元；以及電連接到所述一個或者更多個電源單元的一個或者更多個控制器。
3.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中一個或者更多個固定定位構(gòu)件固定于所述組件固定裝置的所述主支撐表面，并且從其上延伸預(yù)定的垂直距離。
4.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中兩個或者更多個可移動定位構(gòu)件在χ-y平面內(nèi)可移動并且連接到至少兩個水平延伸臂的第一端，所述至少兩個水平延伸臂的第二端連接到凸輪系統(tǒng)裝置，所述凸輪系統(tǒng)裝置固定到所述組件固定系統(tǒng)的所述主支撐表面。
5.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中包含在所述一個或者更多個組件輔助件中的金屬構(gòu)件包括夾子、電導(dǎo)線、電插頭和導(dǎo)電帶結(jié)構(gòu)中的一個或者多個。
6.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中所述焊料材料包括無鉛焊料。
7.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中所述焊料材料具有大于或等于 100°c的熔點。
8.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中所述電源包括變壓器。
9.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中所述一個或者更多個組件輔助件定位在與車窗相同的水平平面、車窗之上的水平平面、和車窗之下的水平平面中的一個或者多個中。
10.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中車窗被手動地、或者通過電動機械裝置放置在組件定位裝置上。
11.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中所述組件輔助件手動地、或者通過電動機械裝置裝載有金屬構(gòu)件。
12.如權(quán)利要求2所述的用于形成車窗組件的裝置，其中用于引起車窗和所述金屬構(gòu)件接合接觸的機構(gòu)為氣動致動機構(gòu)。
13.一種用于形成車窗組件的方法，包括提供具有附接表面的車窗；將車窗在預(yù)定的定向定位在組件固定裝置上，使得金屬構(gòu)件接觸車窗的所述附接表面，其之間有一定量的焊料；利用至少一個支撐在接近所述金屬構(gòu)件的感應(yīng)加熱設(shè)備來向焊料或其附近提供熱量， 從而促使焊料達到足夠使焊料熔化的溫度；以及允許焊料冷卻，將所述金屬構(gòu)件接合到車窗上并形成車窗組件。
14.一種用于形成車窗組件的方法，包括提供具有主要上支撐表面的組件固定裝置，所述主要上支撐表面具有一個或者多個開口，通過所述開口可以施加負壓或者正壓，所述主要上支撐表面具有與其接近的一個或者多個組件輔助件，所述組件輔助件具有定位在其中、或者與其接近的一個或者更多個感應(yīng)加熱設(shè)備，和固定到所述主要支撐表面的一個或者更多個彈性支撐構(gòu)件，并且在所述主要支撐表面上延伸預(yù)定的垂直距離；提供電連接到所述一個或者更多個感應(yīng)加熱設(shè)備的至少一個電源單元； 提供電連接到所述至少一個電源單元的至少一個電控制器；將具有粘著在其上的預(yù)定量的焊料材料的一個或者更多個金屬構(gòu)件裝載到所述組件輔助件中，從而這些金屬構(gòu)件在所述主要上支撐表面上延伸預(yù)定距離； 將車窗組件放置為支撐接觸所述一個或者更多個彈性支撐構(gòu)件； 向車窗施加足夠?qū)⑵渲饕砻胬е两佑|組件輔助件中的所述一個或者更多個金屬構(gòu)件的真空；通過所述控制器致動電源從而使在所述一個或者更多個組件輔助件中或與其接近的所述一個或者更多個感應(yīng)加熱設(shè)備加熱達預(yù)定時間段到足夠熔化金屬構(gòu)件上的焊料材料的預(yù)定溫度；允許金屬構(gòu)件和焊料材料冷卻預(yù)定時間從而允許在所述金屬構(gòu)件和車窗的所述主要表面之間形成接合，以及將車窗組件從組件固定裝置移去。
15.如權(quán)利要求14所述的用于形成車窗組件的方法，其中所述一個或者更多個感應(yīng)加熱設(shè)備加熱在2秒和10秒之間的時間，并且被加熱的焊料材料的冷卻時間在2秒和10秒之間。
16.如權(quán)利要求15所述的用于形成車窗組件的方法，其中所述一個或者更多個感應(yīng)加熱設(shè)備加熱在4秒和6秒之間的時間，并且被加熱的焊料材料的冷卻時間在3秒和5秒之間。
全文摘要
一種利用感應(yīng)加熱將金屬構(gòu)件焊接到玻璃基體(18)的裝置和方法，其中所述玻璃基體為車窗，所述基體和接合的(多個)金屬構(gòu)件形成車窗組件。
文檔編號B23K37/04GK102470470SQ201080029366
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者西特勒特 C., M. 托馬斯 R. 申請人:皮爾金頓集團有限公司