[发明专利]用于激光透射焊接设备的光学轮组件

说明书

一种用于激光透射焊接设备的光学轮组件，该光学轮组件包括双凸光学透镜，该双凸光学透镜具有由围绕该透镜周向地延伸的抛光的侧表面连结的两个球形表面。两个球形表面中的每个球形表面都具有已知的球形直径。光学透镜设置在一对盘杯形保持器之间，每个盘杯形保持器包括具有已知的球形直径并接合透镜的球形表面的球形凹形表面。每个盘杯形保持器具有从与球形凹形表面相反的侧部远离该盘杯形保持器延伸的轴向突出部。该轴向突出部被接纳在安装在壳体内的相应的轴承内。在塑料工件的激光透射焊接期间，当压力被施加至塑料工件时，轴承允许盘杯形保持器和光学透镜旋转。

技术领域

本公开总体上涉及用于对由塑料制成的工件进行激光透射焊接的设备和方法。更具体地，本公开涉及用于激光透射焊接设备的光学轮组件。

背景技术

用于借助激光束将塑料工件连结在一起的方法是已知的并且被称为透射焊接。塑料工件通过待连结的区域中的夹紧力保持在一起，同时激光束相对于工件移动。激光束穿过对激光辐射透明的第一(例如，顶部)工件并且在与第一工件接触的第二(例如，底部)工件的表面处被吸收。当激光辐射被吸收时，在第二工件的表面处产生热，并且这些产生的热中的一些热被传递至第一工件。加热导致第一工件和第二工件的表面处的材料熔化，并且当施加足够的夹紧力时，两个工件之间的间隙足够小以允许熔化的材料混合。在连结区域中的材料冷却和固化时形成可靠的结合。

很明显，在焊接操作期间将工件彼此夹紧是重要的，因为借助于激光辐射实现塑料的良好焊接连结的关键要求不仅是能量定量，而且是要彼此连接的两个连结表面之间的清洁和机械的接触。为此目的，允许足够的接触压力的各种方法和装置是已知的，然而，对于在正常焊接条件下的大尺寸模制部件而言，难以一致地实现该要求。

提供克服上述缺点和/或限制中的至少一些缺点和/或限制的方法和设备将是有益的。

发明内容

根据至少一个实施方式的方面，提供了一种用于激光透射焊接设备的光学轮组件，该光学轮组件包括：壳体；双凸光学透镜，该双凸光学透镜具有由围绕该透镜周向地延伸的抛光的侧表面连结的两个球形表面，两个球形表面中的每个球形表面具有已知的球形直径；一对盘杯形保持器，每个盘杯形保持器包括具有已知的球形直径的球形凹形表面，双凸光学透镜设置在所述一对盘杯形保持器之间，使得双凸光学透镜的两个球形表面中的每个球形表面接合所述一对盘杯形保持器中的相应的盘杯形保持器的球形表面，每个盘杯形保持器具有从与该盘杯形保持器的球形凹形表面相反的侧部远离该盘杯形保持器延伸的轴向突出部；以及一对轴承组件，所述一对轴承组件安装至壳体，并且每个轴承组件设置成用于接纳从所述一对盘杯形保持器中的相应的盘杯形保持器延伸的轴向突出部。

在实施方式中，双凸光学透镜的两个球形表面是未抛光的球形表面。

在实施方式中，双凸光学透镜的两个球形表面是抛光的球形表面。

根据至少一个实施方式的方面，提供了一种用于激光透射焊接设备的光学轮组件，该光学轮组件包括：光学轮，该光学轮具有由抛光的工作表面连结的两个凸形侧表面，抛光的工作表面围绕光学轮周向地延伸；一对盘杯形保持器，每个盘杯形保持器具有支承部分，该支承部分具有与光学轮的两个凸形侧表面中的相应的一个凸形侧表面的形状互补的凹形表面，光学轮设置在所述一对盘杯形保持器之间，使得光学轮的两个凸形侧表面接合所述一对盘杯形保持器中的相应的盘杯形保持器的凹形表面，每个盘杯形保持器具有从与该盘杯形保持器的凹形表面相反的侧部远离该盘杯形保持器延伸的轴部分；以及包括一对轴承的轴承组件，所述一对轴承组件中的每个轴承设置成用于接纳所述一对盘杯形保持器中的相应的盘杯形保持器的轴部分。

在实施方式中，光学轮的两个凸形侧表面是未抛光的凸形侧表面。

在实施方式中，光学轮的两个凸形侧表面是抛光的凸形侧表面。