将物体结合在一起制造技术

本发明专利技术涉及机械工程和构造领域，尤其是机械构造如汽车工程。本发明专利技术涉及一种将第一物体(1)结合到第二物体(2)的方法，该方法包括以下步骤：提供多个型材主体(3)，每个型材主体(3)包括第一型材主体部分(3.1)；提供第一物体(1)，所述第一物体(1)包括热塑性材料；提供第二物体(2)，所述型材主体(3)与所述第二物体(2)分离并能附接到所述第二物体(2)，或者所述第二物体(2)包括所述型材主体(3)；将所述型材主体(3)嵌入所述第一物体(1)中，使得每个第一型材主体部分(3.1)位于所述第一物体(1)的热塑性材料内。将所述型材主体(3)嵌入所述第一物体(1)中是由在所述第一物体(1)和第二物体(2)彼此压靠的同时施加至所述第一物体(1)和/或所述第二物体(2)的机械能引起的。本发明专利技术还涉及一种用于将第一物体(1)结合到第二物体(2)的型材主体(3)。

Combine objects together

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将物体结合在一起
本专利技术涉及机械工程和构造领域，尤其是机械构造如汽车工程。
技术介绍
在汽车、航空及其它行业中，由于新的制造技术和新材料以及对提高效率的不断需求，将物体结合在一起的方法仍然是一个挑战。例如，待结合的物体的材料没有焊接或焊接不良，并且现有技术的结合技术通常是耗时的(例如当使用粘合剂时)或者不利地影响待结合的物体的结构稳定性，例如通过引入压力和/或使物体弱化。WO2015/110311A1公开了一种通过超声焊接方法连接由塑料材料形成的纤维增强连接元件的方法。它解决了由未被纤维穿透的连接位置引起的连接位置稳定性低的问题。根据WO2015/110311A1的教导，通过在熔合之前将集中器和/或插入元件布置在连接表面的区域中来解决所述问题。此外，例如结合之后元件的视觉印象变得越来越重要，因为它是良好加工和高质量的指示。然而，不应以牺牲所建立的结合的可靠性为代价来实现视觉印象的改善。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供将物体结合在一起的方法，特别是用于将第一物体结合到第二物体的方法。特别是，本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，例如与不能以所需方式焊接的材料相关的缺点、操作稳定性差、以及对物体的结构稳定性产生应力或负面影响。特别是，本专利技术的目的是提供一种结合方法和相关的型材主体，其允许实现高结合稳定性和型材主体进入物体的低穿透深度。本专利技术的另一个目的是提供一种将物体结合在一起的方法，以结合之后可见的表面的视觉印象不受结合过程影响的方式。特别是，本专利技术的一个目的是提供一种方法，用于以这样的方式将第一物体结合到第二物体，该方式产生如此小的应力以致在结合两个物体之后可见的第一物体或第二物体的表面不变形并且在使用结合好的第一物体和第二物体期间它不会变形。根据本专利技术，提供一种将第一物体结合到第二物体的方法，其中第一物体和第二物体可以具有邻接的表面部分，这些表面部分局部地彼此平放，并且例如第二物体具有复杂的表面形状。在这种情况下，根据现有技术，粘合剂结合用于紧固。然而，粘合剂结合具有某些限制。本专利技术提供另一种解决方案。根据本专利技术，多个不可液化材料的型材主体用作第一物体和第二物体之间的连接元件。型材主体可以特别是金属的和/或可以是可弯曲的。型材主体可以是单独的部件，特别是它们与第一物体和第二物体是可分离的，或者第二物体可以包括型材主体。型材主体可以附接至第一物体和/或第二物体。至少第一物体包括热塑性材料。该方法包括将型材主体嵌入第一物体，使得第一型材主体部分位于第一物体的热塑性材料内，其中在第一物体和第二物体彼此压靠时，施加至第一物体和/或第二物体的机械能引起在第一物体中嵌入型材主体。第一物体的热塑性材料能够通过吸收机械能而变成可流动的，同时物体彼此压靠。机械振动能通过第一物体和/或第二物体耦合入具有型材主体的界面，并且可以进一步通过型材主体分别耦合入具有第二物体/第一物体的界面。在相应的界面处，外部摩擦和可能还有内部摩擦会使热塑性材料加热并变得可流动，因此由于施加的按压力，型材主体将被压入材料中并由此嵌入。具有轮廓的型材主体的结构可以用作能量导向器，即能量吸收和热产生将自动聚焦在相应的界面上。特别是，型材主体可以成形为相对于近远轴线(即，第一物体和第二物体彼此压靠的轴线，在本文中也称为“轴线”)底切。底切可以由适于与第一物体(并且视情况而定可以是第二物体)的热塑性材料形成形状配合连接的结构形成。附加地或替代地，底切可以通过待嵌入的型材主体部分的整体形状形成，例如通过型材主体部分的开口形成，该开口具有沿着嵌入方向变化的直径。因此，根据本专利技术的方法包括以下步骤：·提供多个型材主体。例如可以提供3个、4个或更多个型材主体。每个型材主体包括第一型材主体部分。例如，第一型材主体部分可包括型材主体的近端或远端。·提供第一物体，其中第一物体包括固态的热塑性材料。例如，第一物体可包括具有由合金或金属制成的表面的热塑性主体。·提供第二物体，其中型材主体与第二物体是分离的并可附接至第二物体，或者其中第二物体包括型材主体。在型材主体与第二物体分离的情况下，型材主体可以被配备成被锚固在第二物体中。·将型材主体嵌入第一物体，使得每个第一型材主体部分均位于第一物体的热塑性材料内。另外，该方法包括在型材主体与第二物体分离并可附接到第二物体的实施例中将型材主体附接到第二物体的步骤。例如每个型材主体可包括第二型材主体部分，且型材主体通过其第二型材主体部分附接至第二物体。第一型材主体部分和第二型材主体部分不需要沿着相同的轴线定向。而是，第一型材主体部分的纵向轴线(在下文中也称为第一轴线)可以与第二型材主体部分的纵向轴线(在下文中也称为第二轴线)错开。第二物体可包括热塑性材料，并且型材主体可通过将型材主体嵌入第二物体而附接至第二物体，使得第二型材主体部分位于第二物体的热塑性材料内。第二物体的热塑性材料可以与第一物体的热塑性材料不同。·在第一物体和/或第二物体上彼此压靠时，施加至第一物体和/或第二物体的机械能引起在第一物体(并且视情况而定可以是第二物体)中嵌入型材主体。执行按压步骤，直到第一物体和第二物体的邻接的表面部分彼此贴靠，其中型材主体嵌入第一物体的材料并附接至第二物体。本专利技术的一个见解是，即使在第一物体和第二物体总体上或在它们的结合位置由具有广泛变化的性质的材料制成的情况下，该方法也允许将第一物体结合到第二物体。特别是，它们的性质可以这样变化，使得不可能焊接和/或使用粘合剂或导致机械稳定性不足的结合。本专利技术的进一步见解是，例如在第一物体和第二物体的材料的性质广泛变化的情况下，该方法允许将第一物体结合到第二物体，具有进入第一物体和/或第二物体的低穿透深度。这是重要的，因为连接元件的任何穿透都会不利地影响物体的稳定性，并且所述效果取决于穿透深度。例如第一物体可以是包括热塑性材料的复合材料，例如层压材料或纤维增强复合材料。但是，第一物体也可以是箔。第二物体可以是复合材料。例如，它可以是层压材料、纤维增强复合材料或空心芯板。至少一个型材主体，特别是每个型材主体，可包括多个第一型材主体部分。换句话说，每个型材主体可包括嵌入第一物体并将型材主体结合到第一物体的多个位置。另外，每个型材主体可包括一个或多于一个(即多个)第二型材主体部分。换句话说，每个型材主体可包括多个位置，第一物体在该多个位置处附接到第二物体，例如通过将第二型材主体部分嵌入第二物体。(多个)第一型材主体部分和(多个)第二型材主体部分(如果有的话)可以设计成尽可能小地影响第一物体(并且视情况而定可以是第二物体)的稳定性。特别是，(多个)第一型材主体部分可具有沿第一轴线的长度，该长度小于5毫米，特别是小于3毫米或2毫米。例如，所述长度可以在0.1毫米和2毫米之间，例如为约0.8毫米、1毫米、1.2毫米、1.4毫米、1.5毫米、1.6毫米或1.8毫米。本专利技术的进一步见解是，可以实现第一物体和第二物体之间的可靠结合，特别是相对于施加在第一物体和/或第二物体上的拉力的可靠结合，所述拉力沿型材主体的轴线产生明显的分力，其中沿第一轴线的长度在0.2毫米和0.5毫米之间。在包括通过开口形成底切的型材主体部分和具有沿着嵌入方向增加的直径的空腔的实施例中，其中，其最小直径是开口的直径，对抗拉力的阻力首本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将第一物体(1)结合到第二物体(2)的方法，该方法包括：·提供多个型材主体(3)，每个型材主体(3)包括第一型材主体部分(3.1)，·提供第一物体(1)，其中所述第一物体(1)包括热塑性材料，·提供第二物体(2)，其中所述型材主体(3)与所述第二物体(2)是分离的并能附接到所述第二物体(2)，或者所述第二物体(2)包括所述型材主体(3)，·将所述型材主体(3)嵌入所述第一物体(1)中，使得每个第一型材主体部分(3.1)均位于所述第一物体(1)的热塑性材料内，·其中将所述型材主体(3)嵌入所述第一物体(1)中是由在所述第一物体(1)和第二物体(2)彼此压靠的同时施加至所述第一物体(1)和/或所述第二物体(2)的机械能引起的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.11 CH 00035/171.一种将第一物体(1)结合到第二物体(2)的方法，该方法包括：·提供多个型材主体(3)，每个型材主体(3)包括第一型材主体部分(3.1)，·提供第一物体(1)，其中所述第一物体(1)包括热塑性材料，·提供第二物体(2)，其中所述型材主体(3)与所述第二物体(2)是分离的并能附接到所述第二物体(2)，或者所述第二物体(2)包括所述型材主体(3)，·将所述型材主体(3)嵌入所述第一物体(1)中，使得每个第一型材主体部分(3.1)均位于所述第一物体(1)的热塑性材料内，·其中将所述型材主体(3)嵌入所述第一物体(1)中是由在所述第一物体(1)和第二物体(2)彼此压靠的同时施加至所述第一物体(1)和/或所述第二物体(2)的机械能引起的。2.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述型材主体(3)嵌入所述第一物体(1)的步骤中，同时将所述型材主体(3)嵌入所述第一物体(1)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一物体和第二物体各自具有表面部分，并且执行将所述型材主体(3)嵌入所述第一物体(1)的步骤直到所述第一物体表面部分(30)和第二物体表面部分(31)彼此贴靠。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述型材主体(3)在嵌入所述第一物体(1)中时在所述第一物体(1)中延伸的至少一个第一深度小于第一物体(1)的厚度，所述型材主体(3)在附接至所述第二物体(2)时在所述第二物体(2)中延伸的至少一个第二深度小于第二物体(2)的厚度。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述型材主体(3)中的至少一个被构造成使得它能够响应于由所述第一物体(1)相对于所述第二物体(2)的运动所产生的张力而弹性变形。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一物体(1)和所述第二物体(2)中的至少一个包括用于减小内应力的应力消除结构(6.1-6.3)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述型材主体(3)包括适于形成形状配合连接的结构，并且将型材主体(3)嵌入第一物体(1)的步骤包括嵌入配备成在所述第一物体(1)的热塑性材料中形成形状配合连接的结构。8.根据权利要求7所述的方法，其中适于形成形状配合连接的该结构包括底切(4.1)、扭曲(17)和孔(15)中的至少一个。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述型材主体(3)与所述第二物体(2)是分离的，并且所述第二物体(2)包括热塑性材料，且该型材主体(3)通过包括将该型材主体(3)嵌入第二物体(2)的附加步骤的方法附接至所述第二物体(2)，使得第二型材主体部分(3.2)位于第二物体(2)的热塑性材料内。10.根据权利要求9所述的方法，其中为了嵌入在所述第一物体和第二物体中，所述型材主体(3)相对于所述第一物体和第二物体在所述第一物体的表面部分和第二物体的表面部分之间定位，并且将型材主体(3)嵌入第一物体(1)的步骤和将型材主体(3)嵌入第二物体(2)的步骤包括将按压力和机械振动能量耦合入所述第一物体和第二物体中的至少一个，其中按压力造成所述型材主体(3)夹在所述第一物体和第二物体之间。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述型材主体(3)包括基部元件(34)，所述第一型材主体部分(3.1)和所述第二型材主体部分(3.2)从所述基部元件突出。12.根据权利要求9所述的方法，其中所述型材主体(3)中的至少一个包括近侧型材主体头部(13)和远侧型材主体头部(12)，其中所述第二物体(2)具有近侧表面(11)，并且该方法包括以下步骤：·相对于所述第二物体(2)的近侧表面(11)定位所述远侧型材主体头部(12)；·将所述远侧型材主体头部(12)穿过所述第二物体(2)推入所述第一物体(1)的热塑性材料，直至所述型材主体头部(13)与所述第二物体(2)的近侧表面(11)齐平。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中除了经由所述第二物体(2)的可能连接之外，所提供的所述型材主体(3)是单独的型材主体(3)。14.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中提供所述第二物体(2)的步骤包括提供带有所述型材主体(3)的所述第二物体(2)，并且所述型材主体(3)与所述第二物体(2)是一体的。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一物体(1)和第二物体(2)中的至少一个被提供成包括储槽(5)，其中在将型材主体(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·迈尔，M·莱曼，M·瑞美，
申请(专利权)人：多种材料焊接股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH