發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于施加熱活化雙面膠帶的方法和裝置。
更具體地,本發(fā)明涉及用于優(yōu)化將熱活化雙面膠帶施加到支撐件的過程的方法,支撐件通常是由彈性材料、熱塑性材料、pvc、硅酮等制成的支撐件。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是適于實(shí)施所述用于將雙面膠帶施加到支撐件的方法的裝置。
現(xiàn)有技術(shù)的描述
在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中(例如,在汽車領(lǐng)域中),已知使用雙面膠帶以通過將部件(例如,由彈性材料、熱塑性材料、pvc、硅酮等制成的密封件)膠合到各種類型的表面來獲得粘附。
在各個(gè)領(lǐng)域中,特別是密封件的使用越來越普遍。例如當(dāng)提及汽車領(lǐng)域時(shí),在密封件施加到門的閉合期間,這種密封件必須保證氣密性密封。在這種密封件到表面(作為本申請(qǐng)的非限制性示例,例如再次提及汽車領(lǐng)域的到門的金屬表面)的組裝過程中,密封件到達(dá)設(shè)置有用于將密封件固定至表面的雙面粘接劑的組裝鏈(assemblychain)。
通過應(yīng)用技術(shù)將這種雙面膠帶預(yù)先膠合到密封件,該應(yīng)用技術(shù)包括已知的適用于活化雙面膠帶的熱源的使用。
因此,根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置涉及的雙面帶的類型是包括至少一層丙烯酸泡沫或類似的發(fā)泡材料的帶,所述至少一層丙烯酸泡沫在一側(cè)上被熱活化粘接物質(zhì)覆蓋,并且在另一側(cè)上被所謂的墊片、即被適于被移除以允許帶被膠合至支撐件的聚合物材料(例如,聚乙烯)的薄層覆蓋。
因此,更具體地,由根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置所處理的雙面膠帶特別地用于將密封件膠合至車輛涂裝部件。
因此,雙面膠帶在一側(cè)上包括適于通過熱活化粘附在epdm和tpe橡膠上的熱活化粘接劑的層,并且在另一側(cè)包括由墊片保護(hù)的自粘接層,一旦墊片被移除,該自粘接層允許帶本身快速地膠合并從而密封到車輛涂裝部件。
除了連續(xù)的應(yīng)用之外,市場(chǎng)需要雙面膠帶間歇地應(yīng)用到支撐件,即設(shè)置有雙面膠帶的支撐件部分與其中未定位雙面粘接劑的支撐件部分交替的應(yīng)用,因此,這需要用于施加反應(yīng)性雙面膠帶的自動(dòng)裝置,該反應(yīng)性雙面膠帶設(shè)置有即時(shí)熱源,沒有瞬態(tài)的現(xiàn)象,該即時(shí)熱源的溫度必須總是即時(shí)地控制。
這里考慮的用于施加雙面膠帶的已知的方法要求使用設(shè)置有相對(duì)的滑輪的裝置,雙面膠帶和支撐件(必須將所述雙面膠帶施加在其上)同時(shí)通過該滑輪。
該兩個(gè)滑輪必須在兩個(gè)元件——雙面膠帶和支撐件之間施加規(guī)律的恒定的壓力,并且為了聯(lián)接正確地發(fā)生,在兩個(gè)元件插入滑輪內(nèi)的步驟的期間,該兩個(gè)元件必須被對(duì)齊并且以線性的恒定的方式被引導(dǎo)。
可以用底漆和膠水冷卻,或在這里所考慮的熱活化雙面膠帶的情況下,通過已經(jīng)存在于雙面膠帶中的膠水的熱活化,來進(jìn)行雙面膠帶的粘附。這種膠水在預(yù)定溫度下被活化,因此,該預(yù)定溫度是粘附過程的基本參數(shù)。
在這里所考慮的熱活化粘接劑到支撐件的粘附過程中,因此將粘接劑和支撐件之間的結(jié)合區(qū)域加熱至粘接劑的活化溫度是基本的,并且為了過程的正確的結(jié)果,該溫度在整個(gè)粘附區(qū)域中保持恒定、均勻并且在操作期間沒有過渡(例如,關(guān)于在開始操作的步驟期間所達(dá)到的活化溫度)是基本的。
還有,在必要且足夠獲得粘接劑本身的活化但同時(shí)不會(huì)引起丙烯酸泡沫層的過度加熱的水平上,執(zhí)行熱活化粘接劑層的加熱也是非常重要的,丙烯酸泡沫層的過度加熱將對(duì)加熱產(chǎn)生負(fù)面影響并導(dǎo)致位于丙烯酸泡沫的與熱活化雙面膠帶相對(duì)的側(cè)上的粘接劑的隨后的損害。
在墊片下面的粘接劑的損害將危及雙面膠帶和支撐件(例如,密封件)有效地膠合的可能性,雙面膠帶通過本發(fā)明的方法和裝置物體膠合在該支撐件上,并且還可能損害墊片本身,作為損害墊片側(cè)上的粘接劑的結(jié)果,墊片在多個(gè)點(diǎn)從丙烯酸泡沫起皺和升高。
目前,已知類型的方法和裝置使用加熱元件,諸如例如熱空氣發(fā)生器(送風(fēng)機(jī))和加熱電阻器,該加熱元件在正確定向時(shí)使熱活化粘接劑達(dá)到活化溫度。
如所述的,除了膠帶之外,該過程還需要加熱支撐件(例如,由密封件組成),該支撐件由熱空氣擊中并因此也被顯著地加熱。
為了粘接劑的粘附過程的良好結(jié)果,支撐件的加熱是另一個(gè)基本的方面,并且為此目的,已知的是提供帶有強(qiáng)烈加熱功率的紅外光,在施加雙面膠帶之前,該紅外光增加支撐件的溫度。
已知的用于施加雙面膠帶的方法具有許多缺陷。
首先,諸如熱空氣發(fā)生器和加熱電阻器的加熱元件的使用也導(dǎo)致裝置在雙面膠帶和支撐件之間的結(jié)合點(diǎn)處附近的部分的加熱,從而由于不可能將加熱源的作用集中在一個(gè)點(diǎn)處,損害所得到結(jié)果的質(zhì)量。實(shí)際上,傳送雙面膠帶的滑輪的溫度的不受控的增加可能例如導(dǎo)致對(duì)墊片,即對(duì)帶的非常薄的部分的損壞,該墊片施加到雙面膠帶的表面上以覆蓋不與支撐件接觸的區(qū)域,并且當(dāng)支撐件必須膠合到最終產(chǎn)品(例如,車輛的門)時(shí),該墊片被移除。
影響已知類型的方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是,當(dāng)雙面膠帶和支撐件還未處于滑輪內(nèi)正確的相互聯(lián)接的位置時(shí),粘接劑的熱活化過程的過早激活的風(fēng)險(xiǎn)。
影響已知類型的方法的另一個(gè)缺點(diǎn)在于,支撐件的溫度的高度增加可能通過熱膨脹而引起支撐件變形的風(fēng)險(xiǎn)。由于支撐體具有與必須聯(lián)接的雙面膠帶的熱系數(shù)不同的熱系數(shù),所以一旦雙面膠帶已經(jīng)被施加并且元件已經(jīng)被冷卻,支撐件的熱變形可能引起機(jī)械應(yīng)力,該機(jī)械應(yīng)力可以使密封件本身彎曲并使墊片起皺,并因此最終使雙面膠帶彎曲和起皺。
為了減少過熱的影響,對(duì)于已知類型的方法和裝置,必須通過液體(例如,通過水的噴射)將與不期望的加熱有關(guān)的所有的部件冷卻,伴隨執(zhí)行粘附的裝置的成本和尺寸的顯著增加。
再次,使用所述加熱工具的已知類型的裝置在施加雙面膠帶的過程穩(wěn)定之前需要較長的時(shí)間,這是因?yàn)橛捎谕ㄟ^加熱工具來達(dá)到期望的溫度不是瞬時(shí)的,存在用于使雙面膠帶達(dá)到活化溫度的瞬態(tài)步驟。無論何時(shí)開始粘附過程并且在其加熱之前,該瞬態(tài)步驟不可避免地產(chǎn)生廢料。
現(xiàn)有技術(shù)的一些已知的解決方案使用激光裝置,以用于將帶或復(fù)合材料的覆蓋層施加到基材。
在us6,451,152b1中示出了已知類型的方法和裝置的實(shí)例,其中通過借助于激光二極管的陣列加熱將復(fù)合材料的帶施加到由復(fù)合材料制成的物品,該激光二極管的陣列可以彼此獨(dú)立地激活以便控制發(fā)射功率。
該專利教導(dǎo)了使用包括多個(gè)激光二極管的陣列,以便允許在支撐件上和由復(fù)合材料制成的帶上的均勻的能量分布,以便隨著帶的施加條件變化來優(yōu)化能量分布,特別是根據(jù)其上必須施加帶的支撐表面的曲率來改變加熱。
實(shí)際上,該專利指出,如果當(dāng)支撐件的表面是平坦時(shí),帶的加熱被優(yōu)化用于給定速度的將帶放置(deposit)在支撐件上的頭,,則能量本身將不足以加熱凸起區(qū)域中的帶,而在凹陷區(qū)域中能量將是過量的。
因此,現(xiàn)有文獻(xiàn)us’152不針對(duì)將這里所考慮的類型的熱活化雙面膠帶施加到橡膠材料的支撐件,而是針對(duì)將復(fù)合材料帶施加到也由同樣的材料制成的支撐件。
此外,現(xiàn)有文獻(xiàn)沒有教導(dǎo)就施加速度而言優(yōu)化帶放置過程的生產(chǎn)率,而是研究了另一個(gè)技術(shù)問題,其在于需要改變擊中帶的能量密度。
專利ep1334819a1和us2012/0285604a1在現(xiàn)有技術(shù)中也是已知的。
ep1334819a1再次涉及將復(fù)合材料分層施加的方法,并且在這種情況下還教導(dǎo)使用激光二極管陣列。同樣在這種情況下,待處理的復(fù)合纖維區(qū)的控制通過控制器復(fù)合體(controllercomplex)進(jìn)行,該控制器復(fù)合體決定該陣列的多個(gè)二極管的受控的打開和關(guān)閉。現(xiàn)有的專利要求陣列的每個(gè)二極管連接到獨(dú)立的電源,以便彼此獨(dú)立地控制二極管。
ep819解決了根據(jù)例如待處理的纖維的尺寸(其可以是不同的)、纖維的材料的類型(其在該情況下也可以是不同的)等來優(yōu)化能量密度分布的技術(shù)問題。
為此,包括多個(gè)二極管和激光源的陣列允許還根據(jù)可以具有非平坦表面和不同曲率半徑的基材的幾何形狀來優(yōu)化加熱水平。
最終,現(xiàn)有文獻(xiàn)us2012/0285604a1描述了一種用于覆蓋由木材、塑料或其他類似材料制成的人造物的方法和裝置,其中非常一般化地描述了使用至少兩個(gè)能量源。這種能量源可以包括激光、紅外線、超聲波、磁場(chǎng)、微波、等離子體、氣體發(fā)射器。
因此,該專利沒有教導(dǎo)優(yōu)化這里所考慮的類型的熱活化粘接劑的膠合生產(chǎn)過程,也不涉及作為本發(fā)明目的的類型的裝置的生產(chǎn)率。
發(fā)明概述
因此,本發(fā)明的主要任務(wù)是提供一種將上述類型的熱活化雙面膠帶(即,包括熱活化粘接劑的層)施加到支撐件的方法和裝置,其允許解決困擾已知類型的方法和裝置的缺陷。
在該任務(wù)中,本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種允許完全地消除使加熱工具加熱的步驟,從而顯著地減少或甚至完全地消除浪費(fèi),同時(shí)完全地消除了由于對(duì)支撐件加熱所導(dǎo)致的支撐件變形的問題的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于將熱活化雙面膠帶施加到支撐件的方法,該方法允許具有瞬時(shí)加熱,該瞬時(shí)加熱可被調(diào)制并定位在雙面膠帶和支撐件之間的粘附區(qū)中。
還有,本發(fā)明的目的是提供一種方法,在該方法中,支撐件的由施加粘接劑所涉及的部分而不是整個(gè)支撐件被加熱。
本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種用于將熱活化雙面膠帶施加到支撐件的裝置,該裝置允許實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法目的,并且該裝置更容易被制造,并從而更具成本效益。
特別地,本發(fā)明的目的是提供一種用于將熱活化雙面膠帶施加到支撐件的裝置,該裝置不需要冷卻工具,并且該裝置提供高模塊化性和對(duì)所引起的加熱更精準(zhǔn)的控制。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是優(yōu)化這里考慮的類型的熱活化雙面膠帶的放置過程,從而提升適于實(shí)施所述方法的機(jī)器的生產(chǎn)率,同時(shí)得到最終結(jié)果在質(zhì)量方面的提升,以及就減少施加支撐帶所需的處理時(shí)間而言,提升了裝置的生產(chǎn)率。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種方法和適于實(shí)施所述方法的裝置,所述裝置通過對(duì)使用熱空氣以加熱支撐件的已知類型的裝置進(jìn)行改變以簡單的方式獲得,從而允許以簡單的、有具成本效益的方式改裝這種已知類型的裝置。
通過根據(jù)所附獨(dú)立權(quán)利要求的用于施加熱活化雙面膠帶的方法,以及通過根據(jù)所附獨(dú)立權(quán)利要求的適于實(shí)施所述的方法的裝置,可以實(shí)現(xiàn)該任務(wù)以及這些和其他目標(biāo)。
方法和裝置的另外的特征在從屬權(quán)利要求中被提及。
附圖簡述
通過對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案的詳細(xì)描述,本發(fā)明的另外的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯,該優(yōu)選的實(shí)施方案通過非限制性示例在附圖中示出:
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的用于施加熱活化雙面膠帶的裝置的優(yōu)選的實(shí)施方案;
圖2示出了圖1的細(xì)節(jié);
圖3示出了由激光源發(fā)射的能量的高斯分布;
圖4示意性地示出了通過圖1和圖2的裝置將激光應(yīng)用到熱活化雙面膠帶;
圖5示出了由根據(jù)本發(fā)明的裝置所產(chǎn)生的激光的高斯分布;
圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的激光源的相互定位;
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的施加熱活化雙面膠帶的裝置的優(yōu)選的實(shí)施方案的概覽。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述
根據(jù)本文通過根據(jù)本發(fā)明的用于施加熱活化雙面膠帶的方法的非限制性示例所描述的優(yōu)選的實(shí)施方案,使用激光來引起存在在雙面膠帶上的熱活化粘接物質(zhì)的加熱,以獲得雙面膠帶粘附到支撐件的表面。
參考附圖,根據(jù)本發(fā)明的方法允許通過使用兩個(gè)激光發(fā)射器30將熱活化雙面膠帶10固定到支撐件20,激光發(fā)射器30各自包括能夠投射圓柱形光束33的光學(xué)準(zhǔn)直管31。激光發(fā)射器30可以通過光纖32各自連接到單個(gè)激光發(fā)生器,該激光發(fā)生器在附圖中未示出。
根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟:
-準(zhǔn)備支撐件20和熱活化雙面帶10,所述熱活化雙面帶10粘附在該支撐件20上;
-用來自至少兩個(gè)激光發(fā)射器30的激光照射所述雙面帶10的至少一個(gè)部分,以便獲得雙面帶10的至少一個(gè)活化區(qū);
-使活化的雙面帶10的所述至少一個(gè)區(qū)與所述支撐件20在接觸區(qū)互相接觸。
根據(jù)本發(fā)明的方法還可以包括還用來自至少兩個(gè)發(fā)射器30的所述激光照射支撐件的至少一個(gè)部分。
所述方法還包括在所述接觸區(qū)中在所述支撐件20和處于活化狀態(tài)下的所述雙面帶10之間施加壓力的步驟,和校準(zhǔn)由激光發(fā)射器30產(chǎn)生的光束33的會(huì)聚和部分重疊的至少一個(gè)步驟。
為了允許實(shí)施本發(fā)明的方法,也是本發(fā)明的目的的根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案的裝置還包括第一輪40和與第一輪相對(duì)的第二輪50,第一輪40供給優(yōu)選地纏繞在支撐盤管(未在附圖中示出)上的雙面膠帶10。所述第一輪40和第二輪50以相互相反的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng),并且它們的相互定位可以被調(diào)節(jié)成靠近/遠(yuǎn)離,使得界定用于在它們相切點(diǎn)處插入支撐件20的空間,使得插在兩個(gè)輪40、50之間的所述支撐件20通過它們的旋轉(zhuǎn)向前移動(dòng)。
兩個(gè)相對(duì)的且可調(diào)節(jié)的輪允許在所述雙面膠帶10和所述支撐件20之間施加壓力,從而優(yōu)化粘附過程。
同時(shí),如圖1所示,第一輪40供給部分地纏繞在第一輪40上的雙面膠帶10。
纏繞在支撐盤管上的雙面膠帶10有利地通過機(jī)械系統(tǒng)(未在附圖中示出)展開。
因此,雙面膠帶10通過合適的引導(dǎo)裝置被引導(dǎo)至第一輪40,第一輪40將雙面膠帶10供給至與支撐件50的接觸區(qū)。
有利地,雙面膠帶10通過可調(diào)節(jié)的滑動(dòng)件手動(dòng)地或借助于伺服電動(dòng)機(jī)電動(dòng)地被引導(dǎo),以便正確地定位在接觸區(qū)中。
所述第一輪40可以由金屬或塑料材料或其他材料制成,并且根據(jù)需要可以具有與帶的光滑的或襯砌的(lined)接觸表面,并且可以設(shè)置有減震器系統(tǒng),該減震器系統(tǒng)通過氣動(dòng)或電動(dòng)或彈簧工具確保雙面膠帶10以同樣的預(yù)先設(shè)定的力再次抵靠支撐件20被按壓。
為了將雙面膠帶分布在密封件上,支撐件可以通過與支撐雙面膠帶10的第一輪40相對(duì)的第二機(jī)動(dòng)輪50進(jìn)給,或者支撐件20可以保持靜止而第一輪40可以移動(dòng),從而使所述第一輪20的軸線軸向地可移動(dòng)的。
在第一種情況下,對(duì)應(yīng)于附圖中所示的優(yōu)選的構(gòu)造,第二輪50將獨(dú)立于第一輪40被機(jī)動(dòng),以便避免對(duì)施加的結(jié)果有危害的表面應(yīng)力。
第二輪50還可以由金屬或塑料材料制成,并且必須每次根據(jù)支撐部段的形狀成形,以便也用作支撐件本身的引導(dǎo)件。
在第二種情況下,對(duì)應(yīng)于裝置的可選的構(gòu)造(未在附圖中示出),支撐件20將被適當(dāng)?shù)匕诟鶕?jù)支撐件20本身的部段的靜止的引導(dǎo)件內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括至少兩個(gè)激光發(fā)射器30,至少兩個(gè)激光發(fā)射器30各自包括光學(xué)準(zhǔn)直管31,該光學(xué)準(zhǔn)直管31能夠沿著雙面膠帶10和支撐件20之間的接觸區(qū)的方向投射圓柱形光束33。激光發(fā)射器30可以通過光纖32各自連接到單個(gè)激光發(fā)生器,或可以提供多個(gè)激光發(fā)生器。
所述激光發(fā)射器30能夠產(chǎn)生具有波長包括在780和1100納米之間、優(yōu)選為約800納米、甚至更優(yōu)選為808納米的光。
該范圍的波長使得光被具有深色的塑料物體(例如通常為雙面膠帶10和支撐件20)吸收,從而積聚熱能。
由激光二極管產(chǎn)生的激光優(yōu)選地通過光纖32(例如,優(yōu)選地但不一定是600μm光纖)傳輸至光學(xué)準(zhǔn)直管31,光學(xué)準(zhǔn)直管31朝向接觸點(diǎn)與雙面膠帶10和支撐件20之間的接觸定向,如圖1、圖2、圖4和圖5中所示的。
所使用的光學(xué)準(zhǔn)直管的特性在于從其發(fā)出的光束呈圓柱形。集中在優(yōu)選為約1厘米的圓柱形光束內(nèi)的激光導(dǎo)致通過根據(jù)圖3中所示的高斯曲線(優(yōu)選地用超高斯分布)分布能量來照射表面進(jìn)行加熱。
根據(jù)本發(fā)明的裝置包括使用并排布置的至少兩個(gè)非共焦的激光源30,以便在帶10與支撐件20的接觸區(qū)處投射部分地重疊的兩個(gè)圓柱形光束,如圖4、圖5和圖6中所示的。
作為高斯型能量分布,圓柱中心的能量高于外側(cè)。
待活化的雙面膠帶10的表面可以高達(dá)約20mm寬,并且因此并排的并且部分地重疊的至少兩個(gè)圓柱形激光束必須用于保持整個(gè)待活化的雙面膠帶的表面上的能量恒定且均勻。
通過使用例如各自包括光學(xué)準(zhǔn)直管以獲得每個(gè)直徑約1cm的激光源圓柱體并且使激光源圓柱體部分地重疊的兩個(gè)激光源30,可以在待活化的雙面膠帶的整個(gè)表面上分布均勻量的能量,從而在雙面膠帶本身的活化方面獲得均勻的結(jié)果。
通過手動(dòng)調(diào)節(jié)兩個(gè)準(zhǔn)直管31,或者更好地通過定位電致動(dòng)器以便準(zhǔn)確地控制其相互位置,可以調(diào)節(jié)圓柱形光束33的會(huì)聚,以優(yōu)化在雙面膠帶10和支撐件20之間的接觸區(qū)中的能量分布并從而優(yōu)化熱量的分布,從而獲得對(duì)雙面膠帶和支撐件上的膠水的期望的活化,如果它包括橡膠密封件,則燃燒橡膠的表面油。
為了提供一些參數(shù),兩個(gè)激光光源可以具有大約400瓦特的總功率。使用這種功率,這里考慮的具有約8mm的寬度的類型熱活化帶可以在約15mm的長度上以能量密度足夠獲得與橡膠支撐件的完全的、有效的膠合,并且允許帶的供給速度為20米/分鐘被照射。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案,根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置要求兩個(gè)準(zhǔn)直管31在空間中是可調(diào)節(jié)的。
更優(yōu)選地,除了如上述的可水平調(diào)節(jié)以優(yōu)化帶的寬度改變時(shí)在該帶的整個(gè)寬度上的能量分布以及因此優(yōu)化熱量分布之外,這種準(zhǔn)直管31還可以例如通過要求準(zhǔn)直管31通過鉸接件鉸接到其支撐件,而是彼此獨(dú)立地垂直地可調(diào)節(jié)的。
因此,參考圖5和圖6中的示意視圖,例如,當(dāng)準(zhǔn)直管31沿著橫向軸線a相對(duì)于帶10并排布置的時(shí)候,準(zhǔn)直管31不僅可以是水平地可調(diào)節(jié)的使得光束33至少部分地會(huì)聚在帶10上,而且可以布置成沿著帶10的縱向軸線彼此重疊。
參考圖1,例如,水平方向是指由支撐件20所在的平面所確定的方向,并且垂直方向是指垂直于該平面的方向。類似地,參考圖5,橫向軸線a位于水平平面上。
如所述的,準(zhǔn)直管31以及因此由其產(chǎn)生的光束33沿著橫向軸線a的水平移動(dòng)的可能性允許根據(jù)帶的寬度來優(yōu)化能量密度,從而使裝置適于實(shí)施該方法并且是多用的,以便加熱支撐件20和具有不同寬度的帶10。
當(dāng)帶的寬度增加時(shí),由于必須供應(yīng)適于活化熱活化粘接劑的功率密度,所以機(jī)器的速度以及因此其生產(chǎn)率降低。
當(dāng)帶的寬度相當(dāng)大時(shí),由準(zhǔn)直管31產(chǎn)生的兩個(gè)光束33必須并排地布置成可能最小地重疊,并且由于每個(gè)光束的如所述的高斯型的能量分布,因此存在由較低的能量密度影響的帶的區(qū)。
由于功率是能量與時(shí)間單位的乘積,結(jié)果是,如果能量密度較低,為了獲得活化熱活化粘接劑所需的功率密度,將有必要將帶較長時(shí)間地暴露于光束33的光能,并且這通過降低帶的供給速度來獲得。
相反,當(dāng)帶的寬度小時(shí),由單個(gè)準(zhǔn)直管31產(chǎn)生的僅一個(gè)光束33可能將足夠活化粘接劑的能量密度供應(yīng)到帶,并且因此在該種情況下,替代激活單個(gè)準(zhǔn)直管,所建議的方案是第二準(zhǔn)直管31可以垂直地移動(dòng),使得兩個(gè)光束33沿著橫向軸線b在帶上垂直地對(duì)齊。
因此,在可能增加帶的供給速度方面可以獲得巨大的優(yōu)點(diǎn),其中機(jī)器的速度甚至超過20-25米每分鐘,達(dá)到30米每分鐘。
沿著縱向軸線b、因此沿著帶10的縱向軸線將兩個(gè)光束33對(duì)齊所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),事實(shí)上不僅是帶的更大的加熱的部分的結(jié)果,而且是進(jìn)一步減少了遲滯(hysteresis)步驟的結(jié)果,該遲滯步驟導(dǎo)致熱活化粘接劑的活化:通過將兩個(gè)光束33重疊,可以用相對(duì)于帶的傳送方向首次照射帶的光束預(yù)加熱粘接劑,該相對(duì)于帶的傳送方向(在圖5中由箭頭指示)首次照射帶的光束預(yù)加熱熱活化粘附劑,預(yù)加熱的熱活化粘接劑進(jìn)一步由第二光束加熱,因此粘接劑幾乎瞬時(shí)被活化。
這明顯地允許顯著增加的加工速度,具有以比現(xiàn)有技術(shù)中的已知類型的任何工藝和任何機(jī)器高得多的機(jī)器生產(chǎn)率。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案,所述準(zhǔn)直管31還可以設(shè)置有允許光束33聚焦的專用光學(xué)元件。因此,光束本身可以通過改變由光束照射和能量集中的帶的區(qū)的幅度來會(huì)聚和發(fā)散。
因此,準(zhǔn)直管31上的專用光學(xué)元件的存在允許帶上的能量密度被進(jìn)一步改變。
優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的方法要求將由源30發(fā)射的光源僅僅定位(addressing)在帶10上并且不定位在支撐件上。事實(shí)上,已經(jīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)指出,在所有的情況下,支撐件20間接地接收足夠有效地完成膠合過程的能量。
為了即時(shí)地控制粘附過程,并且為了監(jiān)測(cè)粘接劑的正確的活化,以及從而確保實(shí)現(xiàn)雙面膠帶和支撐件之間的結(jié)合,根據(jù)本發(fā)明的裝置可以有利地包括溫度計(jì),即紅外的、通常是高溫溫度計(jì),通過該溫度計(jì)可以即時(shí)地監(jiān)測(cè)雙面膠帶所達(dá)到的和支撐件所達(dá)到的溫度。
因此,如果在操作期間由高溫溫度計(jì)所檢測(cè)的溫度超出預(yù)設(shè)的閾值,則可以關(guān)聯(lián)視覺的和/或聽覺的警報(bào)工具。
再次通過可操作地連接到控制單元的溫度計(jì),可以通過控制單元自動(dòng)地調(diào)節(jié)激光源30的功率,使得粘附溫度在正確的范圍內(nèi)自動(dòng)地調(diào)節(jié)。
中央控制單元處理由操作者手動(dòng)地輸入的工藝參數(shù),諸如例如雙面膠帶和支撐件的材料的特性、熱活化交代的寬度,和/或處理由存在于裝置上的傳感器所檢測(cè)的工藝參數(shù),傳感器諸如例如前述的溫度計(jì)和度量輪(metricwheel)(編碼器)60,該度量輪60通過感測(cè)支撐件20的表面來檢查支撐件本身的實(shí)際的向前移動(dòng),并且中央控制單元將該工藝參數(shù)與儲(chǔ)存在儲(chǔ)存模塊中的預(yù)設(shè)閾值比較。
通過比較和調(diào)節(jié)模塊,所述控制單元將輸入的工藝參數(shù)與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)模塊中的參考參數(shù)值進(jìn)行比較,并且然后作用于裝置的工藝參數(shù),諸如例如,源30的位置和功率以及支撐件和雙面膠帶的供給速度。
因此,中央控制單元可以有利地允許通過將與待活化雙面膠帶的表面的尺寸和支撐件的尺寸相關(guān)的參數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)輸入,在過程期間,源30的位置可以相對(duì)于熱活化帶10和支撐件20的接觸區(qū)自動(dòng)地改變。
有利地,裝置包括控制面板,工藝數(shù)據(jù)通過該控制面板輸入控制單元中,諸如例如,雙面膠帶和支撐件的精密的尺寸、和粘接劑活化溫度(即,加工溫度)、以及兩種材料的光吸收系數(shù),該兩種材料的光吸收系數(shù)可以被預(yù)存儲(chǔ),使得操作者可以僅輸入制成雙面膠帶和支撐件的材料的類型,而不需要每次輸入所述系數(shù)。
通過操作者可以有利地改變的其他參數(shù)為例如,雙面膠帶10相對(duì)于支撐件20的位置、所提到的準(zhǔn)直管31相對(duì)于接觸區(qū)(即,相對(duì)于雙面膠帶的活化區(qū))的距離、由所述第一輪40和第二輪50在雙面膠帶和支撐件之間施加的機(jī)械壓力、光源30的發(fā)射功率、輪的旋轉(zhuǎn)速度以及因此支撐件和帶的供給速度。
關(guān)于改變準(zhǔn)直管31離接觸區(qū)的距離的可能性,值得注意的是,相對(duì)于已知類型的解決方案,并且相對(duì)于根據(jù)上述的現(xiàn)有專利需要以陣列布置的多個(gè)二極管的解決方案,本文提出的解決方案通過使用準(zhǔn)直的光束(collimatedbeams),而且如果使用了輕微地會(huì)聚或分散的光束,允許激光源30定位成進(jìn)一步遠(yuǎn)離帶的加熱區(qū),從而避免煙霧或類似物污染光學(xué)元件。與已知類型的系統(tǒng)相比,這反映在過程的最終所得的更好的質(zhì)量以及裝置的更少的維護(hù)中。
為了該目的,如所述的,裝置將設(shè)置有能夠處理工藝數(shù)據(jù)并將其與預(yù)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的中央控制單元,并且還設(shè)置有能夠使輪40和輪50以及激光源30的準(zhǔn)直管31移動(dòng)的電動(dòng)的和/或氣動(dòng)的致動(dòng)器。
如所述的,該裝置將有利地包括通常稱為編碼器的度量輪60,該度量輪60通過感測(cè)支撐件20的表面來檢查支撐件本身的實(shí)際的向前移動(dòng),并且使激光源30的活化受制于支撐件的實(shí)際的和正確的向前移動(dòng)。
如果度量輪60檢測(cè)到支撐件20的錯(cuò)誤的移動(dòng),則激光將被瞬時(shí)地停用,以便避免起火的風(fēng)險(xiǎn)。
在已經(jīng)考慮了說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的描述和附圖之后,本發(fā)明的許多改變、修改、變化和其它用途及應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。本發(fā)明涵蓋與所附權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的范圍沒有不同并且形成本文的組成部分的這樣的改變、修改、變化和其它用途及應(yīng)用。