在物体内锚固连接元件的方法技术

一种带有锚固部(12)的连接元件(1)，该元件位于锚固部相对于插入轴线(10)的近端，可用于深入固定于物体和头部(11)。该头部具有侧向外表面，外表面的结构被明确定义，尤其是定义了严格的公差。通过采用将锚固部(12)插入物体的开口(3)中或放置在接近物体口部处的方法，连接元件可相对于由非液化材料构成的物体(2)放置。之后将连接元件压向远端方向，从而将锚固部压入开口中，并且同时，通过工具(6)将一定量的机械振动能耦合入连接元件中，并保持足够的时间，从而使部分热塑性材料液化，并渗入物体的结构当中。该方法要求头部的侧向外表面保持完好，从而不会受到压力和振动的影响。

Method for anchoring connecting elements in an object

A connecting element (1) having an anchoring portion (12), located at the proximal end of the anchoring portion relative to the inserted axis (10), and may be used for deep fixation on the object and head (11). The head has a lateral outward surface, and the outer surface structure is clearly defined, in particular, strict tolerances are defined. By employing a method for inserting an anchoring portion (12) into an opening (3) of an object or by placing it near the mouth of an object, the connecting element can be placed relative to an object (2) made of a non liquefied material. After the connection element pressure to the distal direction, thus the anchor portion is pressed into the opening, and at the same time, through the tool (6) to a certain amount of mechanical vibration can be coupled into the connecting element, and keep enough time, so that part of the thermoplastic material and structure of objects into the liquefaction, which. The method requires that the head's lateral outward surface be kept intact so as not to be affected by pressure and vibration.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在物体内锚固连接元件的方法
本专利技术涉及机械工程和建筑领域，尤其是家具结构领域，特别是涉及将连接元件锚固在物体内的方法和相应的连接元件以及包括此类连接元件的组件。
技术介绍
在例如为家具工业的机械结构中，不同部件之间的连接是一个重要的问题。这种连接元件中的一些包括在待连接的至少一个部件上的连接元件，其包括深入锚固部(在下文中称为“锚固部”)和通常称为“头部”的突起部分。深入锚固部可例如被螺纹旋入部件中，头部可包括能与另外一个部件连接的装置。为此，另一个部件可能包括与连接元件的第一部分配合使用的第二连接元件。由InterIkeaSystemsB.V提出的WO2013/104422中公开了一种连接，其中待连接的第一家具部件具有与第二家具部件中的一个或多个的凹部件配合的一个或多个凸部件。在此该凸部件可以是具有钩状深入锚固部和头部的连接元件。钩状的深入锚固部粘接到第一家具部件内。WO2013/104422所公开的连接依靠均带有多个槽的凸部件和头部的凹部件，其中在组装过程中，凸部件和凹部件相对于彼此运动，并且凸部件和凹部件中的至少一个的槽是倾斜的，以使当相对于凹部件移动凸部件时，家具部件被朝向彼此按压。在此，也在其它包括带有突出(凸的)部分的连接元件中，突出部分的形状有重要作用。在WO2013/104422的系统中，如果凸部件和凹部件的槽不能足够精确匹配，则很难或者不可能合适地导入凸部件，或者不能实现朝向彼此按压家具部件的效果，从而不能得到足够的稳定性。与用于家具或其它物体的连接相关的另一个重要问题在于加工成本，既有连接元件的制作成本，也有向部件提供连接元件的成本。虽然例如带有螺纹锚固部的金属连接元件，可被设计为使其头部的形状足够满足其稳定性需求，但加工费用也相对较高。同样，如果在工厂里完成相应部件的锚固(与消费者自行安装相反)，这是相当费时且成本较高的。因此，已在WO2013/104422提出，采用注射成型方法来制作塑料连接元件并通过胶粘入家具部件的预制作的开口来完成锚固部的锚固。但此类锚固的缺点在于，胶量须与刨花板的孔隙率相匹配。如果注入的胶太少，那么由于胶会浸到木头中而使界面缺胶，但如果注入过多的胶，就会形成阻止对连接元件的深度位置精确定位的液态垫层。而且，胶粘需要清洁工作，同时由于胶必须在一定时间后才能固化，因此胶粘步骤相对来讲是比较浪费时间的。同样胶粘连接的本质在于胶只和相应部件的表面相连。即使胶的强度很高，但如果部件本身材料只有有限的稳定性，那么胶粘连接也只能提供有限的固定稳定性，例如如果该部件是一个相对较脆的刨花板。在WO98/042988(Woodwelding)中已知了将包括热塑性材料的连接元件锚固到例如刨花板或木材的纤维状或多孔状材料内。对于此类锚固，前部(远端部)被置于开口中以深入锚固，然后同时将尤其是超声振动的机械振动以及指向用于将连接元件压入开口的力施加到连接元件的最后面(近侧)耦合输入面。在施加振动和力的步骤中，在摩擦热的作用下，热塑性材料至少在其与纤维材料或多孔材料接触的部位液化，之后渗入开口壁上的纤维材料或多孔材料内，并在其再凝固后与纤维材料或多孔材料形成形状配合连接。在未公开的国际专利申请PCT/EP2015/061853中公开了一种将两个物体连接的方法，其中具有热塑性材料的、两个物体之一的插入部以过盈配合的方式被插入两个物体中另一个的开口内，之后将一定量的适于液化第一种材料的能量尤其是机械振动能耦合进物体内并保持足够的时间，从而使热塑性材料液化并在界面处内渗入材料内，在那里由于过盈配合使两物体互相压靠。尽管这些方法与胶接相比能实现更好地深入锚固连接元件并且能够以相当高精度定位和高速度地被实施，但这些方法需要将能量输入和相当的力施加到连接元件的后端(近侧)，能量与力的结合可能会导致突起部(头部)变形。因此以上方法并不适用于锚固这样的可液化材料的连接元件，该连接元件的头部需具有预定的形状和位置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供将连接元件锚固在液态的热塑性材料可渗透的材料制成的物体内的方法，该材料尤其为多孔材料和/或在施加静态压力时产生空洞的材料，例如木材复合材料或木材或固体泡沫，该方法适于以上所讨论类型连接元件，该连接元件的头部(突起部)必须要与另一个物体的凹结构相匹配以朝另一物体按压该物体。在本专利技术第一方面所述的方法中提供了一种连接元件，该连接元件具有深入锚固在物体内的锚固部和相对于插入轴线布置在锚固部的近侧的头部(突起部)。头部的侧向外表面具有结构并且被尤其明确限定在精密的公差范围内。例如侧向外表面可被构造成与另一物体的对应结构相匹配，以这种方式使连接元件上的轴向拉力可通过结构被传递，因此该结构包括相对于轴向的底切。例如该侧向外表面可包括至少一个槽和/或至少一个脊，还可以成为与脊交替布置的至少一个槽。尤其是外表面需明确限定在例如小于1mm，尤其是小于0.6mm或甚至小于0.2mm的精密公差范围内。连接元件至少在锚固部的表面上包含热塑性材料(即，具有热塑性能的材料)。在实施例中，连接元件可由热塑性材料制成。该方法包括相对于物体这样定位连接元件的另一步骤：使锚固部到达物体的开口内或放置在开口的口部附近，朝远侧方向将连接元件(进一步)按压入开口，并且同时通过工具将一定量的适于液化热塑性材料的一部分的机械振动能耦合进连接元件内并保持足够的时间，以使热塑性材料渗透入物体的结构中，其中该方法包括使头部的侧向外表面保持完好，从而不受按压和振动的影响。在按压和将能量耦合入连接元件的步骤后，停止能量输入并使热塑性材料再凝固，以形成牢固的形状配合连接。可将工具移走。在本文中，“远侧”方向通常指施加按压力的方向。“近侧”方向指相反的方向。常常对于实施该方法的人员而言，“远侧”方向是指“前进”方向，“近侧”方向是指“后退”方向。和“前进”和“后退”不同，“近侧”和“远侧”不仅指方向，也指位置(相对)。如WO98/042988中所教导地，按压和将能量耦合入连接元件的步骤会使连接元件朝向远侧方向移动。但是这并不是什么问题。根据PCT/EP2015/061853中所教导，也可能由于过盈配合和/或其它力的作用，使得连接元件基本保持静止。在这些实施例中，按压力主要在振动工具和连接元件之间起到机械连接的作用。根据连接元件的使用方式，也可能形成不同的基本结构。对于第一种类型的许多结构而言，插入轴线(可选地为锚固部的对称轴线)和头部的轴线(沿该轴线施加上述轴向拉力)是重合或平行的，从而形成共同的连接元件轴线。在该基本结构中，耦合面基本上垂直于连接元件的轴线，锚固有连接元件的物体的表面将基本垂直于连接元件的轴线并因此基本平行于耦合面。在一些情况下，连接元件将锚固在带有明确限定的平面的物体(诸如具有大的水平侧边和窄表面的板)内。通常情况或特别在头部自身不绕轴对称的情况下，头部的轴线可以限定为沿垂直于平面表面的方向穿过头部的中心的轴线，在该平面表面上具有开口且头部延伸自该平面表面。本文中头部的“侧向外表面”可能是相对于头部轴线的侧向表面，相对于该轴线具有一个底切。该轴线可能为头部的对称轴线。在许多实施例中，将机械振动施加到连接元件的朝向近侧的耦合输入面，并将其传递到连接元件的更远侧的区域，包括例如连接元件的远本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在物体(2)内锚固连接元件(1)的方法，该方法包括以下步骤：‑提供连接元件(1)，该连接元件包括深入锚固在该物体内的锚固部(12)以及在锚固部近侧的头部(11)，该头部具有带有明确限定的结构的侧向外表面，该连接元件至少在该锚固部的表面上包含热塑性材料；‑这样相对于该物体(2)定位该连接元件(1)，即该锚固部进入该物体的开口(3)内或被放置在该开口的口部附近；和‑朝远侧方向按压该连接元件(1)且同时通过工具(6)以适量且适于液化热塑性材料的一部分的时间将机械振动能耦合入该连接元件以使该热塑性材料渗透入该物体(2)的结构中；‑其中该方法包括使该头部(11)的侧向外表面(13)保持完好无损。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.09 CH 01539/141.一种在物体(2)内锚固连接元件(1)的方法，该方法包括以下步骤：-提供连接元件(1)，该连接元件包括深入锚固在该物体内的锚固部(12)以及在锚固部近侧的头部(11)，该头部具有带有明确限定的结构的侧向外表面，该连接元件至少在该锚固部的表面上包含热塑性材料；-这样相对于该物体(2)定位该连接元件(1)，即该锚固部进入该物体的开口(3)内或被放置在该开口的口部附近；和-朝远侧方向按压该连接元件(1)且同时通过工具(6)以适量且适于液化热塑性材料的一部分的时间将机械振动能耦合入该连接元件以使该热塑性材料渗透入该物体(2)的结构中；-其中该方法包括使该头部(11)的侧向外表面(13)保持完好无损。2.根据权利要求1所述的方法，其中插入轴线(10)被定义为从近到远的轴线，沿该轴线施加按压力，其中该物体(2)的具有包括口部的开口(3)的表面(20)是平面，其中在锚固后，该头部的轴线被限定为垂直于该物体的平面表面，并且该头部的轴线与该插入轴线(10)重合。3.根据权利要求1所述的方法，其中插入轴线(10)被定义为从近到远的轴线，沿该轴线施加按压力，其中该物体(2)的具有包括口部的开口(3)的表面(20)是平面，其中在锚固后，该头部的轴线被限定为垂直于该物体的平面表面，其中该头部的轴线与该插入轴线(10)之间的角度不为0，该角度尤其在30°至60°的范围内。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该头部关于头部轴线是旋转对称的。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过将该工具(6)压到该头部(11)的近端面来施加压力和机械振动。6.根据权利要求5所述的方法，其中在按压步骤中，该工具的耦合输出面压到该连接元件的近端面，在所述耦合输出面和近端面之间形成工具-连接元件界面，其中该界面的径向延伸尺寸小于该头部(11)的径向延伸尺寸。7.根据权利要求6所述的方法，其中该头部(11)包括近端突起(15)，该近端突起的径向延伸尺寸小于该头部(11)的径向延伸尺寸。8.根据权利要求7所述的方法，其中该近端突起(15)呈环形或圆盘形。9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中该工具的耦合输出面的径向延伸尺寸小于该头部(11)的径向延伸尺寸。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中该头部包括朝向近侧敞开的凹槽(33)，并且通过该工具(6)将压力和机械振动施加到该凹槽内的耦合面(30)。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中该锚固部包括位于该头部(11)附近的近向耦合面，并且按压和将振动能耦合入连接元件的步骤包括将该工具(6)压到该锚固部的耦合面。12.根据权利要求11所述的方法，其中该锚固部包括锚固部主体(51)以及朝向远侧远离该锚固部主体的至少一个突起(52)。13.根据权利要求12所述的方法，其中该开口包括开口侧壁和结束于开口远端的开口底面，并且在按压和将振动能耦合入连接元件的步骤期间，通过该开口底面(3)的表面按压所述至少一个突起(52)。14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法，其中所述至少一个突起(52)大体位于该耦合面(57)的侧旁位置。15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中一直进行按压和将振动能耦合入连接元件的步骤，直至该耦合面(57)与该物体的表面(20)平齐或低于该物体的表面(20)。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该连接元件(1)是由热塑性材料制成的一体件。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在提供连接元件(1)的步骤中，该连接元件(1)包括可液化部(22)和不可液化部(21)，其中该可液化部含有热塑性材料。18.根据权利要求17所述的方法，其中该头部(11)的至少一部分由不可液化部构成，该部分包括结构化侧向外表面(13)的至少一部分。19.根据权利要求17所述的方法，其中该头部(11)的结构化侧向外表面(13)由热塑性材料制成，且不可液化部(21)为结合在该可液化部内的插入元件。20.根据权利要求17至19任一项所述的方法，其中该不可液化部(21)包括近向耦合面，其中在朝远侧方向按压连接元件(1)并将机械振动能耦合入连接元件(1)的步骤中将该工具(6)压到该耦合面并同时使其振动。21.根据权利要求20所述的方法，其中该耦合面(30)相对于该连接元件(1)的近端面错位。22.根据权利要求21所述的方法，其中该头部(11)包括在近端面中的凹槽(33)，而该耦合面(30)布置在该凹槽的底部。23.根据权利要求22所述的方法，其中该凹槽(33)的高宽比为至少0.5。24.根据权利要求20至23中任一项所述的方法，其中该不可液化部包括耦合板(25)和自该耦合板向远侧延伸的尖部(26)。25.根据权利要求17至24中任一项所述的方法，其中该可液化部(22)和不可液化部(21)通过以下方式中的至少一种相互接合或能接合-压配合；-粘接；-由可液化部...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·迪兹达尔，H·卡尔，P·哈坎森，M·桑卡兰，M·莱曼，J·迈尔，L·托里亚尼，M·埃施利曼，
申请(专利权)人：伍德韦尔丁公司，英特宜家系统有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH