專利名稱：可調(diào)節(jié)力和位置的預(yù)加載的焊接夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及感應(yīng)方法和系統(tǒng)。本發(fā)明也涉及壓力和溫度傳感器。本發(fā)明還涉及表面聲波(SAW)裝置和傳感器。本發(fā)明還涉及焊接夾具裝置及其焊接技術(shù)。
背景技術(shù)：
在壓力和溫度感應(yīng)領(lǐng)域的各種傳感器都是已知的。檢測(cè)壓力和/或溫度的能力對(duì)于任何處于常溫下以及受溫度條件影響嚴(yán)重的裝置是有利的。這種裝置的一個(gè)實(shí)例是汽車(chē)輪胎，其當(dāng)然經(jīng)受溫度和壓力的變化。已經(jīng)提出了許多不同的技術(shù)來(lái)檢測(cè)輪胎的壓力和/或溫度，并且將這些信息發(fā)送給位于車(chē)輛的中央位置的操作者，從而操作者可以知道輪胎處于低壓還是高壓。
這種傳感器通常與車(chē)輛通訊連通，這樣當(dāng)車(chē)輛行駛中時(shí)、即車(chē)輪相對(duì)于車(chē)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)到的壓力和/溫度可顯示給操作者。這種裝置通常相對(duì)復(fù)雜且昂貴，或者說(shuō)不是特別實(shí)用。
一些輪胎壓力和/或溫度傳感器系統(tǒng)包括固定在本體上的傳感器，所以不需要在旋轉(zhuǎn)的車(chē)輪和底盤(pán)之間建立旋轉(zhuǎn)電接觸。在這種系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)輪胎氣壓下降導(dǎo)致輪胎側(cè)壁變形時(shí)，傳感器桿通過(guò)接觸輪胎側(cè)壁而被偏轉(zhuǎn)。這種系統(tǒng)可以指示低輪胎氣壓但不實(shí)用。例如車(chē)輪上的泥土或其它碎片會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤指示。此外，這種系統(tǒng)只有在發(fā)生爆胎時(shí)輪胎氣壓顯著降低的情況下才會(huì)指示低壓。很明顯這種系統(tǒng)太簡(jiǎn)單不能顯示實(shí)際輪胎氣壓讀數(shù)。
在另一種類型的固定傳感器中，當(dāng)車(chē)輛高度降低時(shí)可以檢測(cè)車(chē)輛的高度，從而確定輪胎氣壓較低。然而，如果輪胎位于車(chē)轍中或停在不平坦的路面上時(shí)，很容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的低壓指示讀數(shù)。
較復(fù)雜的系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)輪胎氣壓。例如，一些壓力傳感器系統(tǒng)使用由不同極性的磁段的多級(jí)環(huán)形成的旋轉(zhuǎn)編碼器，其中多級(jí)環(huán)以規(guī)則的交替方式在圓周上布置。發(fā)射線圈與該環(huán)同軸并且通過(guò)使交流電流過(guò)該發(fā)射線圈激勵(lì)固定傳感器(感應(yīng)線圈系統(tǒng))，以在由多級(jí)環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)中產(chǎn)生磁場(chǎng)并疊加在多級(jí)環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)上，其產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并發(fā)送與車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)特性有關(guān)的進(jìn)而與輪胎狀態(tài)有關(guān)的信號(hào)。
一些輪胎氣壓系統(tǒng)還使用車(chē)輪系統(tǒng)，其中每個(gè)車(chē)輪上的每個(gè)傳感器都設(shè)有無(wú)線電發(fā)射器，其從車(chē)輪發(fā)射有關(guān)輪胎氣壓的信號(hào)等等到車(chē)體上的無(wú)線電接收器，并且該發(fā)射的信號(hào)被解碼以獲得輪胎氣壓的信息等等，從而告知操作者。然而傳統(tǒng)的無(wú)線系統(tǒng)不耐用并且設(shè)計(jì)和制造成本高。
一種廣泛用于感應(yīng)例如車(chē)輛輪胎的氣壓和溫度的傳感器類型是表面聲波(SAW)傳感器，其包括位于基體上的感應(yīng)元件和作為蓋子的一部分的壓力傳感器膜。為了使SAW傳感器正常工作，傳感器膜通常應(yīng)位于在所有壓力值和溫度條件下緊密接觸感應(yīng)元件的位置。
為了補(bǔ)償組件中的膨脹，在組裝感應(yīng)元件和傳感器膜時(shí)必須預(yù)加載，以將輸出頻率變到已知量，這樣能確保始終接觸。在傳統(tǒng)的傳感器設(shè)計(jì)中，蓋子和基體之間的過(guò)盈配合可以保持預(yù)加載，直到蓋子和基體通過(guò)焊接、釬焊或其它連接方式鎖定連接。
為了正確地構(gòu)造傳感器、例如SAW傳感器，感應(yīng)裝置應(yīng)該包括傳感器蓋子和傳感器基體，它們焊接在一起以形成其密封。用于形成傳感器裝置的傳統(tǒng)焊接裝置和夾具的其中一個(gè)問(wèn)題是感應(yīng)元件通常承受夾具載荷，這會(huì)使傳感器組件中的感應(yīng)元件(例如石英部件)損壞和/或防止形成真實(shí)的密封組件。通常，SAW傳感器組件或封裝件需要在石英部件上間接預(yù)加載預(yù)定力，而封閉傳感器的上、下殼體(即分別是傳感器蓋子和傳感器基體)點(diǎn)焊在一起。需要一種可以在不影響上、下殼體與樞轉(zhuǎn)臂和座的平行關(guān)系的情況下調(diào)節(jié)彈簧張力和傳感器位置的夾具發(fā)明內(nèi)容下面的發(fā)明內(nèi)容是為了便于理解本發(fā)明獨(dú)特的一些改進(jìn)特征，不是全部說(shuō)明。通過(guò)整個(gè)說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、附圖和摘要可以得知本發(fā)明的各個(gè)方面。
因此，本發(fā)明的一方面是提供一種改進(jìn)的傳感器組裝方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一方面是提供一種在其組裝期間用于焊接部件和傳感器的改進(jìn)方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一方面時(shí)提供一種用于組裝傳感器封裝件、例如SAW傳感器裝置的焊接夾具。
通過(guò)下面的說(shuō)明可以得知本發(fā)明的上述方面和其他目的和優(yōu)點(diǎn)。這里公開(kāi)了一種預(yù)加載的焊接夾具裝置和方法，其提供多個(gè)選擇允許使用者調(diào)節(jié)扭力彈簧載荷和位置，不會(huì)影響各個(gè)部件、座或樞轉(zhuǎn)臂之間的平行關(guān)系。預(yù)加載的焊接夾具裝置通常由銅制成，以有助于散熱和防止焊接到殼體材料上。另外，預(yù)加載的焊接夾具裝置包括單件傳感器座、可調(diào)節(jié)位置的扭力彈簧塊、扭力彈簧、固定樞轉(zhuǎn)塊、以及樞轉(zhuǎn)臂。傳感器座、樞轉(zhuǎn)臂和樞轉(zhuǎn)臂插入件通常由銅制成，以有助于散熱，同時(shí)防止殼體意外焊接到座或樞轉(zhuǎn)臂上。
樞轉(zhuǎn)臂包括壓制在適當(dāng)位置的銅插入件，從而使樞轉(zhuǎn)臂和傳感器組件上的金屬銷(xiāo)之間具有間隙，從而允許使用者在座中轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器，以在多處進(jìn)行點(diǎn)焊。樞轉(zhuǎn)臂通?？稍趬号浜闲纬稍诠潭▔K中的銷(xiāo)上轉(zhuǎn)動(dòng)，該固定塊螺栓連接在單件基體上。樞轉(zhuǎn)點(diǎn)相對(duì)于傳感器固定并且平行于單件座。螺栓連接到固定塊上的可調(diào)節(jié)塊通常具有樞轉(zhuǎn)臂張力?？烧{(diào)節(jié)塊包括固定螺絲釘，其為扭力彈簧提供定位/旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。該可調(diào)節(jié)塊還可在兩側(cè)上具有兩個(gè)調(diào)節(jié)槽，用于調(diào)節(jié)張力，以允許使用者向前移動(dòng)塊用于施加更大的張力到傳感器組件和/或傳感器組件的特定部件上，或向后移動(dòng)塊以減少施加在傳感器組件和/或傳感器組件的特定部件上的張力，其中傳感器組件的特定部件例如是石英部件和/或其他感應(yīng)元件。(在本文中傳感器組件也可以理解為傳感器封裝件或傳感器單元)


在附圖中，各個(gè)附圖中出現(xiàn)相同的附圖標(biāo)記表示相同或功能類似的部件，且附圖結(jié)合到說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，這些附圖進(jìn)一步圖示出本發(fā)明并與發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理，其中圖1表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例實(shí)施的焊接夾具的不同視圖；圖2表示圖1所示的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的焊接夾具的側(cè)透視圖；圖3表示圖1和圖2所示的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的焊接夾具的底透視圖；圖4表示可根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例實(shí)施的傳感器組件的分解圖；
圖5表示說(shuō)明可根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例實(shí)施的焊接方法的高水平的流程圖；圖6表示可根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例實(shí)施的預(yù)加載的焊接夾具裝置的頂視、側(cè)視和底視圖；圖7表示圖6所示的根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的預(yù)加載的焊接夾具裝置的后透視圖；以及圖8表示圖6所示的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的預(yù)加載的焊接夾具裝置的側(cè)透視圖。
具體實(shí)施例方式
在這些非限制性示例中所討論的具體數(shù)值和結(jié)構(gòu)可以改變，且在這里引用只是為了說(shuō)明本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例，并未試圖限制本發(fā)明的范圍。
圖1表示可根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例實(shí)施的焊接夾具100的不同視圖。在圖1中表示了焊接夾具100的頂視圖和底視圖以及后側(cè)視圖和前側(cè)視圖。圖2表示圖1所示的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的焊接夾具100的側(cè)透視圖。另外，圖3表示圖1和圖2所示的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的焊接夾具100的底透視圖。在圖1-3中，相似或相同部件通常用相同的附圖標(biāo)記表示。
焊接夾具100通常包括一個(gè)夾具底座102，在該底座上可定位和設(shè)置一個(gè)具有傳感器基體(在圖1中未示出)和傳感器蓋子(在圖1中也未示出)的傳感器組件101，以通過(guò)焊接夾具100進(jìn)行焊接。夾具底座102可由一種材料例如銅制成。通常，夾具底座102充當(dāng)一個(gè)定位器，且包括一個(gè)定位固定器120，用于通過(guò)焊接機(jī)構(gòu)(例如激光焊接機(jī)構(gòu))持久定位，這在下文將進(jìn)行說(shuō)明。一個(gè)加載桿110通常與一個(gè)彈簧194相關(guān)聯(lián)(或連接)，這樣加載桿110在夾具底座102上施加特定重量，以幫助保持傳感器組件101的傳感器蓋子和傳感器基體在夾具底座102上彼此平行。
傳感器組件101優(yōu)選地位于加載桿110的中心部分107的下方。彈簧194通過(guò)一個(gè)形成有肩的帽螺釘106封蓋。另外，可調(diào)節(jié)載荷的支柱108可位于夾具底座102的上方，這樣可調(diào)節(jié)載荷的支柱108施加具有特定重量的預(yù)定載荷到傳感器基體上，以便在傳感器基體和傳感器蓋子彼此焊接在一起以形成傳感器組件101時(shí)將傳感器蓋子和傳感器基體牢固地保持在適當(dāng)位置。
多個(gè)起定位銷(xiāo)作用的導(dǎo)向柱112和113可與加載桿110相關(guān)聯(lián)(或連接)或與之成一體，以幫助保持傳感器組件101的傳感器蓋子和傳感器基體在夾具底座102上彼此平行。需要注意的是，傳感器組件101可為SAW傳感器裝置(例如SAW“按鈕”傳感器)，其包括一個(gè)或多個(gè)石英部件。下面參照附圖4詳細(xì)說(shuō)明這種SAW傳感器裝置的一個(gè)實(shí)例，其包括傳感器基體和傳感器蓋子部件。夾具底座102還包括孔123和122，可利用這些孔以分別在夾具底座102上接合導(dǎo)向柱112和113。
通常，當(dāng)傳感器蓋子焊接到傳感器組件101基體上時(shí)(即圖4所示的傳感器蓋子和傳感器基體)，傳感器組件101，例如SAW傳感器組件，需要一種不會(huì)影響傳感器組件101內(nèi)的任何SAW石英部件的預(yù)定的載荷的焊接方法。因此，焊接夾具100可用于在特定的載荷下將固定傳感器蓋子和傳感器基體保持彼此平行。另外，如在下文中將要詳細(xì)說(shuō)明的，焊接方法可是(或?qū)嵤?包括以設(shè)定的不同功率和焊接尺寸的點(diǎn)焊、疊焊和最終焊(final weld)，從而不會(huì)施加附加載荷或?qū)е聜鞲衅鹘M件101內(nèi)的石英部件的無(wú)載荷。
圖4表示可根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例實(shí)施的傳感器組件400的分解圖。圖4所示的傳感器組件400總體上與圖1所示傳感器組件101類似。傳感器組件400可用于例如作為壓力傳感器，其包括感應(yīng)元件406、傳感器基體408和包含彈性膜403和凹陷402的蓋子404。
為了使傳感器達(dá)到所需的應(yīng)用精度，凹陷402應(yīng)該在所有壓力值和溫度下緊密接觸感應(yīng)元件406。為了補(bǔ)償外層材料(即基體408和蓋子404)的熱膨脹，感應(yīng)元件406(例如石英感應(yīng)元件)和傳感器膜403可在組裝時(shí)進(jìn)行預(yù)加載，以便將輸出頻率變到已知量，從而確保始終都接觸。
需要注意的是，雖然傳感器組件400可為SAW壓力傳感器，但是可以理解，本發(fā)明的可選擇實(shí)施例可是(或?qū)嵤?非SAW傳感器。例如不使用石英感應(yīng)元件，而使用根據(jù)本發(fā)明的可選擇實(shí)施例的其它類型的感應(yīng)元件(例如陶瓷、硅以及類似物)。
在制造過(guò)程中凹陷402可形成在蓋子404的壓力傳感器膜部分403的中心。該凹陷402通常接觸感應(yīng)元件406的平坦表面。通常，傳感器組件400可具體形成小的圓形部件。這種設(shè)計(jì)構(gòu)形是(或?qū)嵤?通常形成小的圓形密封按鈕組件。示例性的尺寸為直徑大約12mm而厚度大約2mm。當(dāng)然，可以理解，這種尺寸只是為了解釋說(shuō)明，并不認(rèn)為是限制本發(fā)明的特點(diǎn)。傳感器組件400的尺寸可以根據(jù)這種裝置的需要和應(yīng)用進(jìn)行改變。
蓋子404和基體408的這種設(shè)計(jì)使其通?？梢詼p少組裝公差?；w408和蓋子404的傳感器材料可為不銹鋼17-7PH。這種材料的優(yōu)點(diǎn)在下文中詳細(xì)說(shuō)明。壓力傳感器還可結(jié)合界面面板(interface designboard)設(shè)計(jì)構(gòu)形成。例如可在壓力傳感器按鈕組件和一個(gè)或多個(gè)用于發(fā)射和接收無(wú)線數(shù)據(jù)的天線之間連接PCB或彎曲電路或線路(flexcircuit)。
傳感器組件400通常包括組件蓋子404，該組件蓋子包括在膜403的中心形成的凹陷402。在圖4中，膜403的膜區(qū)域總體上用圓形虛線表示。類似地，凹陷402也用圓形虛線表示。膜403是蓋子402的上部上的平坦表面。
感應(yīng)元件106可以是(或?qū)嵤?例如石英感應(yīng)元件、陶瓷感應(yīng)元件、硅感應(yīng)元件以及類似物。一個(gè)SAW芯片例如可用作感應(yīng)元件406。基體408包括基部220，該基部可凹入到基體408中且傳感器元件或感應(yīng)元件406位于其上。
蓋子404起初可由厚大約0.50mm的扁平鋼件在退火條件下形成。然后將蓋子沖壓成圓形，并深度拉伸成杯子構(gòu)形。接著在蓋子404的膜部分403的中心形成凹陷402，這樣凹陷402形成深入蓋子404大約0.6mm深。當(dāng)然，可以理解，在此討論的尺寸只是為了解釋說(shuō)明，并不認(rèn)為是限制本發(fā)明。而且，蓋子404的尺寸可根據(jù)裝置的需求和應(yīng)用進(jìn)行改變。
基體408還可由例如不銹鋼17-7PH的不銹鋼形成。將約2mm厚的退火材料沖壓成一個(gè)圓盤(pán)以形成基體408。這種盤(pán)可形成為使兩個(gè)小鞍狀件從基體408突出，傳感器芯片(例如感應(yīng)元件406)將置放在鞍狀件上。因此可在基體408上沖壓出孔416和418以便于玻璃金屬密封?？?16與銷(xiāo)412相關(guān)聯(lián)(或連接)，而孔418與銷(xiāo)414相關(guān)聯(lián)(或連接)。銷(xiāo)412和414可用來(lái)通過(guò)密封實(shí)現(xiàn)電連接。
圖5表示說(shuō)明可根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例實(shí)施的焊接方法的高級(jí)流程圖。該焊接過(guò)程通?？砂ㄈ齻€(gè)單獨(dú)的步驟。圓形部件上的所有所指的位置都使用的時(shí)鐘面板的命名慣例來(lái)形成。第一步驟是間斷焊(或預(yù)焊)，通常由流程圖500中的方塊502表示。方塊502中表示的操作可使用低功率激光焊接機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得待焊接的部件垂直于焊接機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的激光束。該部件分別在12、6、3和9點(diǎn)四個(gè)位置進(jìn)行間斷焊。
第二步驟涉及疊焊，該疊焊如所示的通常在方塊504開(kāi)始。疊焊過(guò)程包括三組疊焊步驟，分別由方塊506、508和510表示。待焊接的部件通常位于與焊接機(jī)構(gòu)的產(chǎn)生的激光束大約成65度角的位置。如方塊506所示的第一組疊焊步驟在9、3、6和12點(diǎn)鐘的位置開(kāi)始焊接，且焊接長(zhǎng)度可為逆時(shí)針一個(gè)小時(shí)的長(zhǎng)度。如方塊508所示的第二疊焊步驟可在疊焊第一步驟結(jié)束的8、2、5和11點(diǎn)鐘處開(kāi)始焊接。如方塊510所示的第三組和最后一組疊焊步驟可在疊焊第二步驟結(jié)束的7、1、4和10點(diǎn)鐘處開(kāi)始焊接。一旦第三組疊焊步驟完成，就完成了元件或部件繞著整個(gè)周邊(例如圖4所示的傳感器組件400的周邊)的焊接。焊接過(guò)程的第三和最終步驟是最終焊接，通常由方塊512表示。該焊接可通過(guò)較高功率的激光在12點(diǎn)鐘開(kāi)始并且在完整圍繞部件一圈后的12點(diǎn)鐘處結(jié)束來(lái)完成，同時(shí)該部件總體上位于與激光束成大約65度角的位置。
圖6表示可根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例實(shí)施的預(yù)加載的焊接夾具裝置600的頂視、側(cè)視和底視圖。圖7表示圖6所示的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的預(yù)加載的焊接夾具裝置600的后透視圖。圖8表示圖6所示的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的預(yù)加載的焊接夾具裝置600的側(cè)透視圖。因此，在圖6-8中，相似或相同部件或元件通常用相同的附圖標(biāo)記表示。預(yù)加載的焊接夾具裝置600與圖1-3所示的夾具100不同之處在于，預(yù)加載的焊接夾具裝置600在傳感器上間接預(yù)加載預(yù)定力，而封閉傳感器的上和下蓋或部件被點(diǎn)焊在一起。
現(xiàn)在參見(jiàn)附圖6-8，可以看出，預(yù)加載的焊接夾具裝置600通常一個(gè)包括連接在底座602上的固定樞轉(zhuǎn)塊612。該固定樞轉(zhuǎn)塊612靠近一個(gè)單件傳感器座608用于保持一物體，例如傳感器殼體或封閉件，其利用預(yù)加載的焊接夾具裝置600進(jìn)行焊接。座608通常位于底座602的上方且在其上。預(yù)加載的焊接夾具裝置600還包括樞轉(zhuǎn)臂604，該樞轉(zhuǎn)臂通常與樞轉(zhuǎn)臂插入件610相關(guān)聯(lián)(或連接)。樞轉(zhuǎn)臂604繞著由與固定樞轉(zhuǎn)塊612相關(guān)聯(lián)(或連接)的銷(xiāo)擠壓部件所形成的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得該樞轉(zhuǎn)點(diǎn)固定在與待焊接的物體相關(guān)的固定樞轉(zhuǎn)塊612上。樞轉(zhuǎn)臂604還與座608平行定位。
預(yù)加載的焊接夾具裝置600還可包括可調(diào)節(jié)位置的扭力彈簧塊606，其螺栓連接在固定樞轉(zhuǎn)塊612上。彈簧塊606在樞轉(zhuǎn)臂604上施加張力(或壓力)以允許使用者將物體(例如傳感器殼體和其內(nèi)部的傳感器)在焊接時(shí)以所希望的張力(或壓力)保持在底座602上。預(yù)加載的焊接夾具裝置600還包括扭力彈簧614，其由彈簧塊606來(lái)保持。扭力彈簧614使得彈簧塊606能在樞轉(zhuǎn)臂604上施加張力。彈簧塊606還包括固定螺絲釘616和618，它們可為扭力彈簧614提供定位/旋轉(zhuǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)(或特征)。
座608、樞轉(zhuǎn)臂604和樞轉(zhuǎn)臂插入件610可由銅材料制成，以便進(jìn)行散熱和防止物體(例如圖4所示的傳感器組件400)意外焊接到座608或樞轉(zhuǎn)臂604上。樞轉(zhuǎn)臂插入件610通?？蓸?gòu)形成為銅插入件，其允許樞轉(zhuǎn)臂604和多個(gè)與待焊接的物體(例如圖4所示的傳感器組件400)相關(guān)聯(lián)(或連接)的金屬銷(xiāo)(圖6中未示出)之間具有間隙，從而允許使用者在座608中旋轉(zhuǎn)物體，以在多個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)焊。
一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)槽、例如槽609可形成在彈簧塊606的兩側(cè)，允許使用者移動(dòng)彈簧塊606設(shè)置用于施加待焊接的物體(例如圖4所示的傳感器組件)上的較大或較小張力的位置。因此，可調(diào)節(jié)彈簧塊606可在其每側(cè)都構(gòu)形有兩個(gè)調(diào)節(jié)槽，以進(jìn)行張力調(diào)節(jié)，從而使得使用者可向前移動(dòng)彈簧塊606以獲得更大的施加到傳感器部件上的張力或向后移動(dòng)彈簧塊以減小施加到傳感器部件上的張力，該傳感器部件例如是圖4所示的感應(yīng)元件406。因此，預(yù)加載的焊接夾具裝置600可用來(lái)保持傳感器組件(例如SAW傳感器裝置)，例如圖4所示的傳感器組件406，同時(shí)這種傳感器組件的上、下殼體彼此焊接在一起。
根據(jù)前面所述，可以理解，例如圖4所示的傳感器組件400的SAW傳感器組件需要間接將預(yù)定力預(yù)加載到石英傳感器上，同時(shí)封閉傳感器的上、下殼體點(diǎn)焊在一起。因此需要一種夾具，其可在不影響上、下殼體與樞轉(zhuǎn)臂和座的平行關(guān)系的情況下允許調(diào)節(jié)彈簧相對(duì)于傳感器的張力和位置。該夾具還必須足夠小以裝配在激光旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，該夾具由銅制成以便于進(jìn)行散熱，殼體基體銷(xiāo)的間隙允許傳感器在用于輔助焊接的座內(nèi)旋轉(zhuǎn)，且還需要在預(yù)加載的同時(shí)使上、下殼體保持彼此平行。
圖6-8所示的優(yōu)選實(shí)施例在不影響各個(gè)部件、座或樞轉(zhuǎn)臂之間平行關(guān)系的情況下通過(guò)所示的具有允許使用者調(diào)節(jié)扭力彈簧載荷和位置的多選擇的小預(yù)加載的焊接夾具裝置600解決了這些問(wèn)題。夾具焊接裝置600可由銅制成，以有助于進(jìn)行散熱和防止焊接到傳感器組件或待焊接的物體的殼體材料上。
預(yù)加載的焊接夾具裝置通常包括單件傳感器座610、可調(diào)節(jié)位置的扭力彈簧塊606、扭力彈簧614、固定樞轉(zhuǎn)塊612和樞轉(zhuǎn)臂604。傳感器座608、樞轉(zhuǎn)臂604和樞轉(zhuǎn)臂插入件610由銅制成，以便促進(jìn)散熱和防止傳感器組件或傳感器殼體意外焊接到座608或樞轉(zhuǎn)臂604上。樞轉(zhuǎn)臂604包括壓制在適當(dāng)位置的銅插入件610，以在樞轉(zhuǎn)臂604和可位于傳感器組件殼體基體上的金屬銷(xiāo)之間形成間隙。需要注意的是，這種殼體基體不應(yīng)該受到底座602的干擾。這種殼體基體的一個(gè)實(shí)例在圖4中示出(即參見(jiàn)基體408)。這一特征允許使用者在座608中旋轉(zhuǎn)傳感器，以在多處位置進(jìn)行點(diǎn)焊。樞轉(zhuǎn)臂604可在壓配合到固定樞轉(zhuǎn)塊612中的銷(xiāo)上旋轉(zhuǎn)，該固定樞轉(zhuǎn)塊螺栓連接到單件底座602上。樞轉(zhuǎn)點(diǎn)優(yōu)選地相對(duì)于傳感器固定，并且平行于單件座608。螺栓連接到固定塊612上的可調(diào)節(jié)塊606提供樞轉(zhuǎn)臂張力。
這里所述的實(shí)施例和實(shí)例能夠最好的說(shuō)明本發(fā)明及其應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造并利用本發(fā)明。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，前面的描述和實(shí)例只是為了解釋說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很明顯地看出本發(fā)明的其他改進(jìn)和變形，權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明覆蓋這些改進(jìn)和變形。
上面所述的內(nèi)容不是唯一的或限制本發(fā)明。根據(jù)上述教導(dǎo)可以得出許多變形和改進(jìn)，且都沒(méi)有超出下面權(quán)利要求限定的范圍?？梢钥闯霰景l(fā)明的使用包括具有不同特性的部件。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求來(lái)限定，且給出了各個(gè)方面完全認(rèn)同的等同物。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)加載的焊接夾具裝置，它包括連接在底座上的固定樞轉(zhuǎn)塊，其中，所述固定樞轉(zhuǎn)塊靠近用于保持待焊接的物體的座，其中所述座位于所述機(jī)座的上方且在其上；與樞轉(zhuǎn)臂插入件相關(guān)聯(lián)的樞轉(zhuǎn)臂，其中所述樞轉(zhuǎn)臂繞著由與所述固定樞轉(zhuǎn)塊相關(guān)聯(lián)的銷(xiāo)擠壓部件所形成的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣所述樞轉(zhuǎn)點(diǎn)就相對(duì)于待焊接的物體固定到所述固定樞轉(zhuǎn)塊上，且其中所述樞轉(zhuǎn)臂與所述座平行定位；以及與所述固定樞轉(zhuǎn)塊相連的彈簧塊，其中所述彈簧塊在所述樞轉(zhuǎn)臂上施加張力，以允許使用者將所述物體在焊接時(shí)用所希望的張力保持在所述底座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，其還包括由所述彈簧塊保持的扭力彈簧，其中，所述扭力彈簧使得所述彈簧塊可在所述樞轉(zhuǎn)臂上施加張力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述彈簧塊包括可調(diào)節(jié)位置的扭力彈簧塊，所述扭力彈簧塊包括多個(gè)固定螺絲釘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述彈簧塊包括多個(gè)形成在所述彈簧塊的至少一側(cè)上的調(diào)節(jié)槽，所述調(diào)節(jié)槽允許使用者移動(dòng)所述彈簧塊以設(shè)置用于施加到待焊接的所述物體上的較大或較小的張力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述待焊接的物體包括傳感器裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述傳感器裝置包括其中具有至少一個(gè)石英部件的SAW傳感器裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述SAW傳感器裝置通過(guò)上殼體和下殼體來(lái)保持，其中所述上殼體和所述下殼體彼此焊接在一起，而所述SAW傳感器裝置被保持在所述底座上的所述座內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述座、所述樞轉(zhuǎn)臂和所述樞轉(zhuǎn)臂插入件由銅材料制成，以便進(jìn)行散熱和防止所述物體意外焊接到所述座或所述樞轉(zhuǎn)臂上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述樞轉(zhuǎn)臂插入件包括銅插入件，所述銅插入件允許在所述樞轉(zhuǎn)臂和多個(gè)與待焊接的物體相關(guān)聯(lián)的金屬銷(xiāo)之間具有間隙，從而允許所述使用者在所述座中旋轉(zhuǎn)所述物體，以在多個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)焊。
10.一種預(yù)加載的焊接夾具裝置，它包括連接在底座上的固定樞轉(zhuǎn)塊，其中所述固定樞轉(zhuǎn)塊靠近用于保持待焊接在一起的傳感器殼體的座，其中所述座位于所述機(jī)座的上方且在其上；與樞轉(zhuǎn)臂插入件相關(guān)聯(lián)的樞轉(zhuǎn)臂，其中所述樞轉(zhuǎn)臂繞著由與所述固定樞轉(zhuǎn)塊相關(guān)聯(lián)的銷(xiāo)擠壓部件所形成的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣所述樞轉(zhuǎn)點(diǎn)就相對(duì)于所述傳感器殼體固定在所述固定樞轉(zhuǎn)塊上，且其中所述樞轉(zhuǎn)臂與所述座平行定位；以及與所述固定樞轉(zhuǎn)塊相連的可調(diào)節(jié)位置的扭力彈簧塊，其中所述可調(diào)節(jié)位置的扭力彈簧塊通過(guò)扭力彈簧在所述樞轉(zhuǎn)臂上施加張力，所述扭力彈簧由所述可調(diào)節(jié)位置的扭力彈簧塊保持，以允許使用者將所述傳感器殼體在焊接時(shí)用所希望的張力保持在所述底座上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述傳感器殼體包括上殼體和下殼體，用于在其中保持SAW傳感器裝置，它包括至少一個(gè)石英部件，其中所述上殼體和所述下殼體焊接在一起，而所述SAW傳感器裝置通過(guò)所述座保持在所述底座上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述座、所述樞轉(zhuǎn)臂、和所述樞轉(zhuǎn)臂插入件由銅材料制成，以便進(jìn)行散熱和防止所述傳感器殼體意外焊接到所述座或所述樞轉(zhuǎn)臂上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述樞轉(zhuǎn)臂插入件包括銅插入件，所述銅插入件允許在所述樞轉(zhuǎn)臂和多個(gè)與所述傳感器殼體相關(guān)聯(lián)的金屬銷(xiāo)之間具有間隙，從而允許所述使用者在所述座中旋轉(zhuǎn)所述傳感器殼體，以在多個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)焊。
14.一種焊接夾具方法，它包括下列步驟將固定樞轉(zhuǎn)塊連接在底座上，其中所述固定樞轉(zhuǎn)塊靠近用于保持待焊接的物體的座，其中所述座位于所述機(jī)座的上方并在其上；使樞轉(zhuǎn)臂于樞轉(zhuǎn)臂插入件相關(guān)聯(lián)，其中所述樞轉(zhuǎn)臂繞著由與固定樞轉(zhuǎn)塊相關(guān)聯(lián)的銷(xiāo)擠壓部件所形成的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣所述樞轉(zhuǎn)點(diǎn)就相對(duì)于待焊接的物體固定在所述固定樞轉(zhuǎn)塊上，其中所述樞轉(zhuǎn)臂與所述座平行定位；以及將彈簧塊連接到所述固定樞轉(zhuǎn)塊上，其中所述彈簧塊在所述樞轉(zhuǎn)臂上施加張力，以允許使用者將所述物體在焊接時(shí)用所希望的張力保持在所述底座上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，其包括下列步驟使扭力彈簧和所述彈簧塊相關(guān)聯(lián)，其中，所述彈簧塊保持所述扭力彈簧，以在所述樞轉(zhuǎn)臂上施加所述張力。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，其還包括下列步驟將所述彈簧塊構(gòu)形為可調(diào)節(jié)位置的扭力彈簧塊，所述扭力彈簧塊包括至少一個(gè)固定螺絲釘。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，其還包括下列步驟使所述彈簧塊構(gòu)形成包括多個(gè)形成在所述彈簧塊的至少一側(cè)上的調(diào)節(jié)槽，所述調(diào)節(jié)槽允許使用者移動(dòng)所述彈簧塊，以設(shè)置用于施加到待焊接的所述物體上的較大或較小的張力。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述待焊接的物體包括傳感器裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述傳感器裝置包括其中具有至少一個(gè)石英部件的SAW傳感器裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述SAW傳感器裝置通過(guò)上殼體和下殼體來(lái)保持，其中所述上殼體和所述下殼體彼此焊接在一起，而所述SAW傳感器裝置保持在所述底座上的所述座內(nèi)。
全文摘要
一種預(yù)加載的焊接夾具裝置(600)及其方法，其包括連接在底座(602)上的固定樞轉(zhuǎn)塊(612)，其中固定樞轉(zhuǎn)塊(612)靠近保持待焊接的物體的座(608)。另外，樞轉(zhuǎn)臂(604)與樞轉(zhuǎn)臂插入件(610)相連，其中樞轉(zhuǎn)臂(604)繞著由與固定樞轉(zhuǎn)塊(612)相連的銷(xiāo)擠壓部件形成的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)(609)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣樞轉(zhuǎn)點(diǎn)(609)就固定在待焊接的物體的所述固定樞轉(zhuǎn)塊(612)上，其中樞轉(zhuǎn)臂(604)與座(608)平行定位。彈簧塊(606)與固定樞轉(zhuǎn)塊(612)相連，其中彈簧塊(606)在樞轉(zhuǎn)臂(604)上施加張力，以允許使用者使底座(602)上的物體在焊接時(shí)具有預(yù)定扭力。最后，扭力彈簧(614)通過(guò)扭力彈簧塊(606)支撐，其中扭力彈簧(614)允許彈簧塊(606)在樞轉(zhuǎn)臂(604)上施加張力。
文檔編號(hào)H03H9/10GK1950175SQ200580015018
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者G·W·小埃森霍維, B·J·馬斯, W·L·埃勒斯 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司