用于加强和/或衬里材料的方法和装置制造方法及图纸

根据本发明专利技术的实施例，提供加强和/或加衬的方法，其中热塑性加强和/或衬里构件受经由工具的机械能冲击和机械压力，从而加强和/或衬里构件的加强和/或衬里材料被液化并被压进多孔材料以加强多孔材料。在实施例中，在至少一个轴向深度，加强和/或衬里构件根据周角被分段，从而在这个轴向深度处，初始开孔的周壁在第一区域接触加强和/或衬里构件且在第二区域不接触加强和/或衬里构件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于加强和/或衬里材料的方法和装置
本专利技术属于机械工程、材料科学以及结构领域，尤其是材料工程、建筑业、木材结构、家俱业和机械结构领域。本专利技术尤其涉及用于衬里和/或加强材料的方法和装置。
技术介绍
如果螺钉或其它连接构件被锚固在材料尤其多孔材料，例如木材复合材料(如木屑压合板、碎料板、定向刨花板等)、硬纸板、混凝土、砖、石膏、石头(如砂岩)、包括硬质覆盖层和在硬质覆盖层之间的较软填料的夹层结构、或工业泡沫材料中，通常出现材料稳定性不足或在多孔材料中锚固稳定性不足的问题。尤其在复合材料中，作用在连接构件上的任意负载仅被传给少量木屑或颗粒或股线或孔壁，这对连接构件材料连接的承载能力和对其长期稳定性都有不利影响。当多孔材料是用于其它目的而不是用于与连接构件的承载连接、例如用于形成与这种材料的导电连接和/或导热连接而被加衬时，类似的问题出现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于供多孔固体转变的方法和装置。特别地，本专利技术的目的是提供螺钉或其它连接构件在多孔材料中的改善的锚固稳定性。特定目的是提供用于随后插入的连接构件如具有热塑性材料的螺钉或螺栓的加强材料的方法。另一个目的是提供用于多孔材料与其它部件的承载连接或非承载连接的多孔材料的改进衬里，其它部件例如为用于机械锚固物品和/或用于作为电导体和/或热导体的连接构件。本专利技术的另一个目的是提供相应装置。在本文中，术语“多孔材料”通常可指具有微孔或人造/机加工或结构化限定的空隙(仅填充气体或液体)的材料，如泡沫材料。术语“多孔”也指具有第一硬质组分和在所述第一组分的微孔中的第二较软组分的材料，从而如果局部压力冲击在多孔材料上，第二组分至少部分转移出微孔和/或在微孔中可压缩。在本文中，“连接构件”通常指锚固在物体中的构件和/或连接至该物体表面部分的构件。它可用作将另外的物品连接至该物体用于机械接触、热接触和/或电接触。它可额外地或可选择地用于其它功能目的，如标记、装饰、安装等。根据本专利技术第一形式，提供多孔固体连接的方法和相应组件被提出。根据第一形式的方法，加强和/或加衬方法包括以下步骤：－在多孔材料中提供初始开孔；－提供热塑性加强和/或衬里构件以及工具；－安置所述加强和/或衬里构件位于初始开孔中，安置所述工具与所述加强和/或衬里构件的端面接触，并将所述工具挤压抵靠在所述端面上，与此同时能量被耦合进所述工具且所述工具且同时所述加强和/或衬里构件的液化界面的边缘在所述开孔中；－因此在所述液化界面处液化所述加强和/或衬里构件的热塑性材料以产生被液化的材料；－使液化的热塑性材料的部分渗透进多孔材料的结构；－允许所述液化的热塑性材料变硬并因此允许所述液化的热塑性材料成为加强和/或衬里材料；以及－移除所述工具；－其中以下条件中的至少一个被满足：a.在至少一个轴向深度中，所述加强和/或衬里构件根据周角被分段，从而在该轴向深度处，所述初始开孔的周壁在第一区域中与所述加强和/或衬里构件接触且在第二区域中与所述加强和/或衬里构件不接触；b.在所获得的、被加衬的开孔的至少一个轴向深度中，使得所述加强和/或衬里材料被根据周角分段；c.在所获得的、被加衬的开孔中，所述加强和/或衬里材料被设置在彼此轴向间隔的至少两个加强区域中，其中所述两个加强区域之间存在非加强区域；d.所述加强和/或衬里构件不具有圆柱旋转对称性而是绕任何轴线非旋转对称的；e.所述工具包括至少一个径向突伸叶片，突伸超出所述加强和/或衬里构件的外延(并可能突伸超出所述初始开孔的周壁进入所述多孔材料)并将所述液化的热塑性材料的流动局限于特定方位角。仍根据本专利技术第一形式，提出包括加强和/或衬里构件以及工具的组件，所述组件能实施以上限定的方法。在本文中，第一形式的实施例以及下文描述的第二形式的实施例有时被称为分段式加强和/或加衬的实施例。初始开孔可以是在多孔材料中的钻孔或冲孔或可通过其它材料去除步骤在多孔材料中形成。或者，初始开孔可在材料成形步骤中提供，例如在成形包括多孔材料的物体的过程中，例如通过铸造、模制或任何其它材料成形工艺。根据另一个可能性，初始开孔可通过被机械振动激发的工具制成，如以下详细描述。工具移除之后，在多孔材料中将具有加衬的开孔，机械连接构件(如螺钉)或其它连接构件、例如热触头和/或电触头可在后续的步骤中被锚固在所述开孔中。加衬的开孔可对应于初始开孔，且因锚固在初始开孔的侧壁中的加强和/或衬里材料而存在横截面的可能的略微缩减。在可替代实施例中，改造初始开孔的另外步骤可是所述方法的一部分，从而加衬的开孔至少在一定轴向深度(尤其在更近端位置处)具有大于初始开孔横截面的横截面。然而，在众多实施例中，加衬的开孔将基本不大于初始开孔。在多个实例中，所述工具包括工具杆和形成面向近端侧的肩部的远端加宽部分(足部)。肩部的面向近端表面通过向近端方向拉动所述工具和/或迎着远端方向推动所述加强构件而被挤压在加强和/或衬里构件的远端面上，与此同时能量被耦合进所述工具。液化界面是所述构件的远端面和所述加宽部分的面向近端表面之间的界面。在此，加强和/或衬里构件可被布置在工具杆的外周处，且它可至少部分包围工具杆。反力件可被用于在工具被拉动和/或向前推动所述加强和/或衬里构件时施加反作用力。这样的反力件可例如被形成像衬套一样也至少部分包围工具杆，或它可以也具有其它形状，例如有孔板形状，工具杆穿过该孔。在第一形式的其它实例中，也可作为反力件的辅助件被用于引导加强和/或衬里构件和/或施加反作用力。辅助件可例如包括导向杆和形成面向近端侧的肩部的远端加宽部分(足部)，从而当工具被迎向远端方向挤压时，加强和/或衬里材料的远端面可被挤压在该肩部上。在本专利技术以下的实施例中，其中在液化期间，拉力被耦合进工具且朝向远端方向定向的反作用力被耦合-例如通过反力件-进加强和/或衬里构件，所述实施例有时被称为“向后”构型，而工具被推动的构型是“向前”构型。在向后构型中(这适合于所有实施例和形式)，尤其如果被耦合进工具的能量是机械振动能，工具可包括缆索和附接至该缆索的远端构件，形成面向近端的耦合输出面的远端构件可与加强和/或衬里构件的面向远端的远端耦合输入面接合。这种构型使得在难以用刚硬工具进入的情况下加强物体和/或给物体加衬成为可能，且机械能的偏转成为可能。类似地，辐射能也能以这种方式被偏转，如果缆索包括或形成至少一个柔性辐射导体。在条件a中，第二区域是显著的。例如，整个周向的至少60°、或至少100°、或至少180°被第二区域占据。条件a意味着除具有加强和/或衬里材料的第一区域外，所述表面也包括不具有加强和/或衬里材料的延伸的第二区域。在条件a中，根据一个选择，如此地分段，它基本沿加强和/或衬里构件的整个轴向深度延伸，即沿整个轴向深度存在无加强和/或衬里材料(或周向壁和加强和/或衬里构件之间未接触)的周角。特别地，加强和/或衬里构件可包括完全彼此分开的多个部段。或者，这样的部段可通过例如在近端和/或远端处连接它们的桥接部连接。所述桥接部可被选择为不显著的，即桥接部的材料量可被选择为远低于桥接部之间的材料的量(例如低于总量的5％或低于总量的3％或总量的2％)。在条件b中，加强区域和未加强区域的沿周向的分布由所述方法和使用的装置决定，即是系统性的。这意味着使用的装置和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种给多孔材料加强和/或加衬的方法，所述方法包括以下步骤：－在多孔材料中提供初始开孔；－提供热塑性加强和/或衬里构件以及工具；－安置所述加强和/或衬里构件位于初始开孔中，安置所述工具与所述加强和/或衬里构件的面接触并将所述工具挤压在所述面上，与此同时能量被耦合进所述工具且同时所述工具和所述加强和/或衬里构件的液化界面的外周在所述开孔中；－因此液化在所述液化界面处的所述加强和/或衬里构件的热塑性材料以产生被液化的材料；－使被液化的材料的部分渗透进多孔材料的结构中；－允许被液化的热塑性材料变硬并因此允许所述被液化的热塑性材料变成加强和/或衬里材料；以及－移除所述工具；－其中以下条件中的至少一个被满足：a.在至少一个轴向深度中，所述加强和/或衬里构件根据周角被分段，从而在该轴向深度，所述初始开孔的周壁在第一区域中与所述加强和/或衬里构件接触且在第二区域中与所述加强和/或衬里构件不接触；b.在由此获得的、被加衬的开孔的至少一个轴向深度中，所述加强和/或衬里材料根据周角被分段；c.在由此获得的、被加衬的开孔中，所述加强和/或衬里材料设置在彼此轴向间隔的至少两个加强区域中，其中所述两个加强区域之间具有非加强区域；d.所述加强和/或衬里构件不具有圆柱旋转对称性而绕任何轴线是非旋转对称的；e.所述工具包括至少一个径向突伸叶片，突伸超过所述加强和/或衬里构件的外延并将被液化的热塑性材料的流动局限于特定方位角。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.14 US 61/6595471.一种给多孔材料加强和/或加衬的方法，所述方法包括以下步骤：－在所述多孔材料中提供初始开孔(203)；－提供热塑性加强和/或衬里构件(1)和工具(3)；－安置所述加强和/或衬里构件位于初始开孔中，安置所述工具与所述加强和/或衬里构件的面接触并将所述工具挤压在所述面上，与此同时能量被耦合进所述工具且同时所述工具和所述加强和/或衬里构件的液化界面的外周在所述开孔(203)中；－因此在所述液化界面处液化所述加强和/或衬里构件的材料以产生被液化的材料，引起所述工具相对于所述加强和/或衬里构件的相对运动，并使得被液化的材料部分渗透进所述多孔材料的微孔和/或空隙中；－允许所述被液化的材料变硬并因此允许所述被液化的材料变成加强和/或衬里材料；以及－移除所述工具；－其中在所述液化界面处加强和/或衬里构件的整个截面被液化；－其中所述方法还包括提供辅助件(2)用于在将所述工具挤压在端面上的步骤中施加反作用力，其中以下条件中的至少一个被满足：A.在将压力和能量耦合进所述工具的步骤中，外部防护件(96)至少部分包围所述工具(3)并至少局部防止所述工具与所述多孔材料接触；B.所述加强和/或衬里构件(1)总体为套筒状并包括在套筒壁上的至少一个凹部或孔；C.在将压力和能量耦合进所述工具的步骤中，在套叠区域所述工具的一部分包围所述辅助件(2)的一部分或所述辅助件的一部分包围所述工具，其中所述工具和所述辅助件中的至少一个包括朝向所述工具和所述辅助件中的另一个的至少一个突出部(21,54.55,81,82)，其中在所述套叠区域，所述工具和所述辅助件之间在除所述至少一个突出部之外的部位被阻止接触；D.在将压力和能量耦合进所述工具的步骤中，所述工具(3)被压向远端方向，其中所述工具包括形成凸起结构的远端加宽部分，所述凸起结构阻止所述工具和所述多孔材料在所述凸起结构附近部位的接触；E.在将压力和能量耦合进所述工具的步骤之前，所述加强和/或衬里构件通过轴向形状配合连接与所述工具连接，在将压力和能量耦合进所述工具的步骤中，所述辅助件被压向远端方向以激发液化所述加强和/或衬里构件的材料的步骤并将被液化的材料部分向侧边推开且推进所述多孔材料的结构中。2.根据权利要求1所述的方法，其中在移除工具后，在液化界面处未被液化的加强和/或衬里材料部分没有留在所述多孔材料中或与所述多孔材料连接。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述工具(3)的径向延伸尺寸被选择为等于或大于所述加强和/或衬里构件的径向外延。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述工具的径向延伸尺寸被选择为比所述初始开孔的内径小至多10％。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述加强和/或衬里构件(1)的所述面为远端面，其中所述工具(3)包括面向近端表面部分，其中所述液化界面为在所述加强和/或衬里构件的所述远端面和所述工具的所述面向近端表面部分之间的界面，其中在挤压步骤中，所述工具朝向近端方向被拉动。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述工具被选择为包括至少一个径向突伸叶片(95)。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中以下条件中的至少一个被满足：a.在至少一个轴向深度中，所述加强和/或衬里构件(1)根据周向角被分段，从而在该轴向深度，所述初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·迈耶，M·埃施利曼，
申请(专利权)人：伍德韦尔丁公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH