【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及機(jī)械工程和機(jī)械制造領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造，例如汽車工程、飛行器制造、造船、機(jī)械制造、玩具制造等。本專利技術(shù)尤其涉及將連接器錨固入第一物體內(nèi)的方法以及將第二物體機(jī)械固定至第一物體的方法。
技術(shù)介紹
1、在汽車、航空、家具和其它工業(yè)中已傾向于棄用鋼結(jié)構(gòu)而采用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)部件。這些部件的一個(gè)例子是包括兩個(gè)相當(dāng)薄的外結(jié)構(gòu)層以及布置在結(jié)構(gòu)層之間的中間層(內(nèi)襯層)的輕型結(jié)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)層例如由纖維復(fù)合材料(比如玻璃纖維復(fù)合材料或碳纖維復(fù)合材料)、鈑金或者根據(jù)行業(yè)由纖維板制成，該中間層(內(nèi)襯層)例如是硬紙板蜂窩狀結(jié)構(gòu)或輕型金屬泡沫。這種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件可被稱為“夾層板”，有時(shí)被稱作“空心芯板(hcb)”。它們機(jī)械穩(wěn)定、外表美觀并且具有相對(duì)輕的重量。
2、但是，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)層薄并且內(nèi)襯不適于使連接器例如暗榫錨固其內(nèi)，所以除了通過(guò)膠粘接合到表面外很難將物體附接至輕型結(jié)構(gòu)元件。
3、為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，汽車、航空及其它工業(yè)已經(jīng)開(kāi)始大量使用膠粘接合。膠粘接合輕且強(qiáng)，但其缺點(diǎn)在于不可能長(zhǎng)期控制可靠性，因?yàn)閹缀醪豢赡茉跊](méi)有完全破壞接合情況下檢測(cè)到例如由于脆化的粘接劑而導(dǎo)致的弱化的粘接接合。同樣，膠粘接合可導(dǎo)致加工成本的提高，這是由于材料成本以及由于緩慢硬化過(guò)程而導(dǎo)致的制造過(guò)程的拖延，尤其是如果彼此待連接的表面具有一定粗糙度，并且由此導(dǎo)致不能使用快速硬化的薄層粘合劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種將連接器錨固在第一物體內(nèi)的方法，尤其是錨固入夾層板內(nèi)。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的在
2、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種將連接器錨固在第一物體內(nèi)的方法，該連接器包括固態(tài)的熱塑性材料，該方法包括：
3、-提供第一物體和連接器；
4、-使連接器從第一物體的遠(yuǎn)側(cè)與第一物體接觸；
5、-將機(jī)械振動(dòng)能從第一物體的近端面施加到所述第一物體，該近端面與遠(yuǎn)側(cè)相對(duì)，同時(shí)物體和連接器彼此壓靠，直到連接器的面向近側(cè)端部至少部分可流動(dòng)以形成熱塑性材料的流動(dòng)部，并且引起流動(dòng)部流入第一物體的結(jié)構(gòu)；和
6、-使流動(dòng)部重新固化以在第一物體和連接器之間形成形狀配合連接。
7、在此，第一物體的近端面可保持完整，即連接器不是必須到達(dá)第一物體的近端面。
8、替代地，該近端面可設(shè)有位于近端面內(nèi)的開(kāi)口，該開(kāi)口在加工過(guò)程中制備或可預(yù)先制備，且可使部分流動(dòng)部流經(jīng)該開(kāi)口。可選地，接下來(lái)超聲焊頭可包括用于從這些已經(jīng)流經(jīng)該開(kāi)口的熱塑性材料部分成形頭部的成形特征。
9、補(bǔ)充地或替代地，該方法可包括對(duì)連接器被錨固在遠(yuǎn)側(cè)的位置(橫向(x-y-)位置)進(jìn)行標(biāo)記。此標(biāo)記可為顏色標(biāo)記或結(jié)構(gòu)標(biāo)記例如脹形。該標(biāo)記可例如由加工本身，例如通過(guò)使近側(cè)面輕微變形(例如脹形)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該輕微變形由適當(dāng)成形的超聲焊頭引起。
10、該第一物體的結(jié)構(gòu)可為可穿透材料的結(jié)構(gòu)，尤其是孔。
11、適用于此的可穿透材料至少在根據(jù)本專利技術(shù)的方法的條件下為固態(tài)。它進(jìn)一步包括(實(shí)際的或潛在的)液化材料可流入或被壓入其中以進(jìn)行錨固的空間。它例如可以為纖維的或多孔的或包括例如由合適的機(jī)加工或涂覆加工而成的可穿透表面結(jié)構(gòu)(實(shí)際用于穿透的空間)。替代地，該可穿透材料能夠在液化的熱塑性材料的靜水壓力下形成此空間，這就意味著當(dāng)處于環(huán)境條件下它可能不可穿透或只能非常小程度的穿透。這個(gè)特性(具有用于穿透的潛在空間)意味著例如在機(jī)械阻力方面不均勻。具有這個(gè)特性的材料的例子為多孔材料，其孔可由被擠出該孔的材料、軟材料和硬材料的復(fù)合材料或異質(zhì)材料所填充，異質(zhì)材料中組分之間的界面粘合力小于由穿透的液化后的材料所施加的力。因此，通常，該可穿透材料包括結(jié)構(gòu)的不均勻性(“空的”空間例如孔、空腔等)或材料成分的不均勻性(可移位的材料或可分離的材料)。
12、在帶有玻璃纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)層和位于它們之間的內(nèi)襯層的夾層板的例子中，可穿透材料可例如由在結(jié)構(gòu)層和內(nèi)襯之間的泡沫粘接劑例如pu粘接劑所構(gòu)造和/或由本身可包括空間/孔的內(nèi)襯所構(gòu)造。
13、在實(shí)施例中，該方法包括使第一物體的材料變形和/或移位的步驟。
14、-尤其可在連接器的一部分可流動(dòng)之前使第一物體材料變形和/或移位。
15、-尤其是連接器可直接使材料變形和/或移位，即例如當(dāng)將連接器壓入第一物體時(shí)使第一物體的材料變形和/或移位。
16、-尤其是在引起機(jī)械振動(dòng)作用直到一部分連接器至少部分可流動(dòng)的步驟中，流動(dòng)部流入的結(jié)構(gòu)可包括第一物體的變形和/或移位的部分的結(jié)構(gòu)。例如，與變形和/或移位前的狀態(tài)相比，該變形和/或移位的部分可構(gòu)造成密度增大的區(qū)域，其中流動(dòng)部流入這個(gè)密度增大的區(qū)域的結(jié)構(gòu)內(nèi)。
17、-因此，變形和/或移位的步驟可包括壓縮第一物體的材料并且將連接器錨固在壓縮材料內(nèi)和/或其附近，例如其近側(cè)和/或其橫向。
18、這些可選特征可獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或彼此組合地實(shí)現(xiàn)或以子組合的方式實(shí)現(xiàn)。
19、在實(shí)施例中，如果第一物體是上文描述類型的夾層板，那么該變形和/或移位的部分包括內(nèi)襯的材料。替代地，該變形和/或移位的部分可包括壓縮泡沫(同樣如果此泡沫構(gòu)成了夾層板的內(nèi)襯。)
20、在許多實(shí)施例中，在加工過(guò)程中以及也可能在之后仍然能從遠(yuǎn)側(cè)接近連接器。尤其地，在實(shí)施例中它可被工具壓向近側(cè)(振動(dòng)從此處作用)，該工具與連接器物理接觸并在加工后被移走。
21、附加地或替代地，例如與涉及隱藏釘?shù)膃p1614525的內(nèi)容相比，該方法可包括保持連接器的遠(yuǎn)側(cè)部完整，即在遠(yuǎn)側(cè)端沒(méi)有引起材料的液化(該遠(yuǎn)側(cè)端可通過(guò)適當(dāng)?shù)氖汗ぞ弑粔喝氲谝晃矬w)。
22、在本文中，術(shù)語(yǔ)“連接器”通常是指廣義上的連接器，包括用于機(jī)械地連接另一個(gè)物體或連接部分的機(jī)械連接器，即該連接器可與待連接的物體成一體或構(gòu)成待連接的物體。此外，該連接器可直接帶有或已經(jīng)集成有這樣的第二物體(例如如果第二物體小于連接器本身，例如如果第二物體是一個(gè)傳感器、電纜等)。
23、在一組實(shí)施例中，該方法包括通過(guò)連接器將第二物體固定至第一物體的進(jìn)一步的步驟。例如：
24、-該連接器可包括足部，第二物體被夾持在第一物體的面向遠(yuǎn)側(cè)的表面部和足部之間。
25、-該連接器可包括附接結(jié)構(gòu)，例如螺紋、卡扣連接結(jié)構(gòu)、夾結(jié)構(gòu)、將第二物體膠粘其上的附接表面等。
26、-在從近側(cè)錨固連接器后第二物體可被組裝至第一物體，例如通過(guò)基本完整的面向近側(cè)的表面，如將下文中更加詳細(xì)的解釋的那樣。
27、-附加地或替代地，該連接器可具有與鉚釘相似的功能，由于其在第一物體的近端面的近側(cè)變形。尤其地，在此第二物體可被放置于第一物體的近側(cè)以通過(guò)連接器被固定至第一物體。在這組實(shí)施例的子組中，該連接器可作為一種沖壓鉚釘，因?yàn)槠錄_壓掉了一部分第一物體。附加地或替代地，該連接器通過(guò)被嵌入第二物體的材料內(nèi)可被驅(qū)動(dòng)入將由其固定的第二物體的材料中。
28、第一物體可具有大致平坦的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種在第一物體內(nèi)錨固連接器的方法，該連接器包括固態(tài)的熱塑性材料，該方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括通過(guò)使所述連接器在第一物體的近端面的遠(yuǎn)側(cè)停止而使所述第一物體的近端面保持完整。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一物體為包括第一近側(cè)結(jié)構(gòu)層、第二遠(yuǎn)側(cè)結(jié)構(gòu)層以及在第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層之間的內(nèi)襯的夾層板，其中在造成接觸以及施加能量的步驟中，使該連接器穿過(guò)第二結(jié)構(gòu)層和內(nèi)襯，但被第一結(jié)構(gòu)層所阻止，其中該連接器的面向近側(cè)的部分包括該連接器的壓靠第一結(jié)構(gòu)層的遠(yuǎn)側(cè)表面的近端，并且所述流動(dòng)部至少部分沿第一結(jié)構(gòu)層的遠(yuǎn)側(cè)表面流動(dòng)。
4.一種在第一物體內(nèi)錨固連接器的方法，所述第一物體包括固態(tài)的熱塑性材料，該方法包括：
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將機(jī)械振動(dòng)能施加到第一物體的步驟包括使振動(dòng)工具貼靠所述第一物體，并且在將機(jī)械振動(dòng)能施加到所述第一物體的步驟期間，所述振動(dòng)工具是固定不動(dòng)的。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括使用非振動(dòng)工具以將該連接器相對(duì)于所述第一物體朝近側(cè)方向按壓。p>
7.一種在第一物體內(nèi)錨固連接器的裝置，所述裝置包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，還包括用于直接或間接地感測(cè)所述工具和/或連接器的位置的第一感測(cè)機(jī)構(gòu)，所述控制單元被接合至所述第一感測(cè)機(jī)構(gòu)并被配置為基于自所述第一感測(cè)機(jī)構(gòu)接收的信號(hào)獲得位置信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第一感測(cè)機(jī)構(gòu)被配置成采用該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反饋信號(hào)和/或控制信號(hào)以間接感測(cè)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，還包括用于直接或間接地感測(cè)由工具施加于該連接器的力的第二感測(cè)機(jī)構(gòu)，所述控制單元被接合至第二感測(cè)機(jī)構(gòu)并被配置成基于自所述第二感測(cè)機(jī)構(gòu)接收的信號(hào)獲得按壓力信息。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種在第一物體內(nèi)錨固連接器的方法，該連接器包括固態(tài)的熱塑性材料，該方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括通過(guò)使所述連接器在第一物體的近端面的遠(yuǎn)側(cè)停止而使所述第一物體的近端面保持完整。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一物體為包括第一近側(cè)結(jié)構(gòu)層、第二遠(yuǎn)側(cè)結(jié)構(gòu)層以及在第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層之間的內(nèi)襯的夾層板，其中在造成接觸以及施加能量的步驟中，使該連接器穿過(guò)第二結(jié)構(gòu)層和內(nèi)襯，但被第一結(jié)構(gòu)層所阻止，其中該連接器的面向近側(cè)的部分包括該連接器的壓靠第一結(jié)構(gòu)層的遠(yuǎn)側(cè)表面的近端，并且所述流動(dòng)部至少部分沿第一結(jié)構(gòu)層的遠(yuǎn)側(cè)表面流動(dòng)。
4.一種在第一物體內(nèi)錨固連接器的方法，所述第一物體包括固態(tài)的熱塑性材料，該方法包括：
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將機(jī)械振動(dòng)能施加到第一物體的步驟包括使振動(dòng)工具貼靠所述第一物體...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J·邁爾，J·奎斯特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：伍德韋爾丁公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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