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制造领域，尤其是机械制造领域，例如汽车工程领域。本发明专利技术涉及一种将第一物体(1)结合至第二物体(2)的方法。所述方法包括以下步骤：提供包括处于固态的热塑性材料(3)的所述第一物体(1)，提供包括近侧面(4)的所述第二物体(2)，施加能够使所述热塑性材料(3)液化的机械按压力和机械激励直至所述热塑性材料的流动部分能够流动并且穿透入所述第二物体(2)的结构(10)，以及停止机械激励并且使所述热塑性材料重新固化以在所述第一物体和所述第二物体之间形成形状配合连接。在根据本发明专利技术的方法中，所提供的所述第二物体(2)包括低密度区域(22)，其中所述突起(9)在所述热塑性材料变得可流动之前至少部分穿透入所述所述低密度区域(22)，并且其中所述第一物体(1)在使得所述热塑性材料重新固化的步骤之后包括突出部分(91)，所述突出部分(91)至少部分穿透入所述低密度区域(22)。本发明专利技术还涉及一种装置，尤其是一个连接器，其被设计为通过使用根据本发明专利技术的方法结合至一个物体。

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制造领域，尤其是机械制造领域，例如汽车工程。
技术介绍
在汽车、航空和其它行业中使用或制做的装置包括需要满足用户或官方所提出的物理要求的表面。此要求尤其涉及光学性能、声学性能、热力学性能以及机械性能。例如，该装置的质量和价值与外表面给出的视觉印象息息相关，归因于装置的振动或者装置内部而产生的噪音需要进行限制和/或调整，并且该表面需要产生特定感觉和/或特定阻力以抵抗由于使用该装置而产生的劣化。附接至表面的覆盖件是满足所述要求的一种方式。由此，目前存在两种方法，即将该覆盖件直接附接至表面或者为该覆盖件附接一个连接器，覆盖件通过该连接器可被附接至表面。第一种方法要采用粘合剂。但是，粘合剂对于长期稳定性而言是不利的。具体地，如果采用粘合剂将覆盖件附接至例如多孔和/或纤维表面或者附接至例如多孔和/或纤维表面，那么稳定性差，因为仅在纤维和/或多孔材料的最外侧部分嵌入了粘合剂并且有助于接合。另外，采用粘合剂是耗时的(例如由于硬化过程)，例如通常需要大面积处理并且例如与摩擦焊的情况一样可被限制在某些主体尺寸。第二种方法通常采用能够进入覆盖件的紧固件。此紧固件的示例为铆钉、铁钉和螺钉。采用紧固件以及基于穿过在附接或预钻孔过程中制备的通孔的相关方法至少在光学和声学性能方面是不利的。由此，需要替代方法将物体结合在一起，尤其是将具有特定物理性能的覆盖件结合至比如为机动车和机器的装置的表面。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于将物体结合在一起的方法，该方法克服了现有技术方法的缺点。具体地，本专利技术的目的是提供一种用于将第一物体结合至第二物体的方法，其中该第一物体和该第二物体中的一个具有特定的密度分布。此密度分布由与例如声学(例如阻尼)性能、热力学(例如绝热)性能、机械性能和光学性能中的至少一个相关的需求所形成。该机械性能可包括生成特定(例如柔软性)感觉和/或对由于频繁使用而引起的降解的高阻力。该光学性能可依赖于对未受到将第一物体结合至第二物体的影响的表面的要求。根据本专利技术的方法适用于将第一物体结合至第二物体。在其基础的实施例中，该方法包括以下步骤：·提供第一物体，其中该第一物体在近端和远端之间延伸，其中该第一物体包括呈固态的热塑性材料。·提供第二物体，其包括近侧面。·将机械按压力和能够使得热塑性材料液化的机械激励施加至第一物体和第二物体中的至少一个，直至热塑性材料的流动部能够流动并且渗入第二物体的结构。·停止机械激励并且使得热塑性材料重新固化以在第一物体和第二物体之间形成形状配合连接。该方法的基础实施例的特征在于，所提供的第二物体包括低密度区域并且远端在热塑性材料变得可流动之前至少部分穿透低密度区域。在热塑性材料变得可流动之前至少部分被远端所穿透的低密度区域不一定为第二物体的最低密度的区域。这也意味着第一物体不一定锚固在第二物体的最低密度的区域内。例如，至少部分被远端穿透的低密度区域可形成例如形成了第一物体的露出表面的更低密度的区域的基底。此实施例例如可存在于此情况下，即其中车身部件形成了部分第一物体并且覆盖件形成了第二物体。优选实施例可包括至少一个以下特征：·施加机械激励的步骤包括沿着关于近侧面成角度延伸的轴线施加机械振荡，所提供的第二物体的近侧面具有低密度。至少在这个实施例中，低密度区域在近侧面的法向上(这意味着在其远侧)延伸。低密度区域可为近侧的低密度区域。该近侧的低密度区域可包括近侧面。·所提供的第一物体包括第一物体主体和位于该第一物体主体的远侧的至少一个突起，其中该突起形成了远端并且包括呈固态的热塑性材料。在这个实施例中，突起(或多个突起)在热塑性材料变得可流动之前至少部分穿透低密度区域。另外，该第一物体在使得热塑性材料重新固化的步骤之后包括突出部分，其中该突出部分至少部分穿透低密度区域内。·至少局部改变低密度区域的压缩强度的步骤。在上下文中，术语“压缩强度”表示区域在其移位之前所产生的每平方毫米的最大力，这意味着在限定材料之前，所述区域被进一步压缩。由此，压缩强度还可被看作抵抗进一步压缩的阻力或者看作刚度。压缩强度例如对应于如在应力-应变实验中测得的应力。压缩强度(应力)的变化可使得所施加的机械按压力和机械激励引起热塑性的液化。换句话说，低密度区域不能在不改变压缩强度的条件下提供在施加机械按压力和机械激励的步骤中使热塑性材料液化所需的压缩强度。可实施至少局部改变低密度区域的压缩强度的步骤直至形成临界压缩强度，这意味着直至达到通过施加的机械按压力和机械激励使得热塑性材料液化所需的压缩强度。在施加机械按压力和机械激励的步骤中使得热塑性材料液化所需的压缩强度的变化可取决于所施加的机械按压力和机械激励。具体地，压缩强度的变化是指压缩强度的增加。在许多实施例中，压缩强度的增加是由低密度区域的至少局部压缩引起的。换句话说，该方法可包括至少局部压缩低密度区域的步骤。具体地，该压缩强度可取决于低密度区域的密实化，其中所述密实化是由压缩引起的。低密度区域可由为了使热塑性材料液化而施加的机械按压力所压缩。在施加用于液化热塑性材料的机械按压力和机械激励的步骤中，可在低密度区域的压缩已经引起压缩强度的提高(足以用于通过所施加的机械按压力和机械激励使得热塑性材料液化)之后施加机械激励。至少局部改变低密度区域的压缩强度的步骤或者至少局部压缩低密度区域的步骤可使得该方法适用于通过第一物体和第二物体之间的形状配合连接将第一物体结合至第二物体，其中形状配合连接建立在第二物体的在将第一物体结合至第二物体之前对应于低密度区域的区域中。在实施例中，低密度区域基本由无粘性的材料形成，这表示包括例如当处于外力比如压缩力时仅微弱地相互作用的成分的材料。无粘性材料的示例为包括纤维或由纤维构成的材料，该纤维在施加的力的作用下能够一定程度地相对彼此移动。所提供的第二物体内无需存在成分之间的微弱的相互作用。更确切地将，所述微弱的相互作用可为在该方法中作用在第二物体上的力的结果。此力可引起成分间连接的破坏。例如，该材料可包括局部由粘结材料所连接的纤维，例如与热处理结合的树脂粉末或者熔化纤维，以限定材料的特定密度。在许多实施例中，一个突起或多个突起为穿透或者通过第二物体的远端。在本文中，物体、物品、装置等内的任何相对布置以及物体、物品、装置等之间的任何相对布置均是相对于位于第一物体的中间位置的原点所给出的。当未给出其它陈述时，物体的最靠近原点布置的表面被称作物体的近侧面，物体的相对表面(例如布置在物体的相对侧上的对应表面)被称作远侧面。在第一物体的例子中，指向第一物体将被设置为接触和/或(看情况)结合至的另一个物体的近侧面的表面被称作第一物体的远侧面。换句话说，近侧面在该方法中总是与远侧面接触和/或(看情况)结合。由此，(多个)突起被布置在第一物体的远侧。在许本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将第一物体(1)结合至第二物体(2)的方法，所述方法包括：/n·提供所述第一物体(1)，其中所述第一物体(1)在近端(5)和远端(6)之间延伸并且包括第一物体主体(7)和位于所述第一物体主体(7)的远侧的至少一个突起(9)，其中所述突起(9)形成所述远端(6)并且包括呈固态的热塑性材料(3)，/n·提供包括近侧面(4)的所述第二物体(2)，/n·向所述第一物体和所述第二物体中的至少一个施加机械按压力和能够使所述热塑性材料(3)液化的机械激励，直至所述热塑性材料的流动部分能够流动并且穿透入所述第二物体(2)的结构(10)，/n·停止机械激励并且使热塑性材料重新固化以在所述第一物体和所述第二物体之间形成形状配合连接。/n其特征是，提供的所述第二物体(2)包括低密度区域(22，204，205)，所述突起(9)在所述热塑性材料变得可流动之前至少部分穿透入所述低密度区域(22，204，205)，且在使得所述热塑性材料重新固化的步骤之后所述第一物体(1)包括突出部分(91)，其中所述突出部分(91)至少部分穿透入低密度区域(22，204，205)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170320 CH 00363/17;20170927 CH 01183/171.一种将第一物体(1)结合至第二物体(2)的方法，所述方法包括：
·提供所述第一物体(1)，其中所述第一物体(1)在近端(5)和远端(6)之间延伸并且包括第一物体主体(7)和位于所述第一物体主体(7)的远侧的至少一个突起(9)，其中所述突起(9)形成所述远端(6)并且包括呈固态的热塑性材料(3)，
·提供包括近侧面(4)的所述第二物体(2)，
·向所述第一物体和所述第二物体中的至少一个施加机械按压力和能够使所述热塑性材料(3)液化的机械激励，直至所述热塑性材料的流动部分能够流动并且穿透入所述第二物体(2)的结构(10)，
·停止机械激励并且使热塑性材料重新固化以在所述第一物体和所述第二物体之间形成形状配合连接。
其特征是，提供的所述第二物体(2)包括低密度区域(22，204，205)，所述突起(9)在所述热塑性材料变得可流动之前至少部分穿透入所述低密度区域(22，204，205)，且在使得所述热塑性材料重新固化的步骤之后所述第一物体(1)包括突出部分(91)，其中所述突出部分(91)至少部分穿透入低密度区域(22，204，205)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括至少局部改变所述低密度区域(22，204，205)的压缩强度的步骤，以形成使所述热塑性材料(3)液化所需的临界压缩强度。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括至少局部压缩所述低密度区域(22，204，205)的步骤，以形成使所述热塑性材料(3)液化所需的临界密度。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供的所述第二物体(2)包括与距所述近侧面(4)的间距相关地增大的密度分布，所述远端(6)在所述热塑性材料变得可流动之前穿透所述低密度区域(22，204，205)。


5.根据权利要求4所述的方法，其中所述密度分布是通过以下内容中的至少一个形成：
·所述低密度区域(22，204，205)，其具有与距所述近侧面(4)的间距相关地增大的密度，和
·布置在所述低密度区域(22，204，205)的远侧的另一个区域(23)，其中所述低密度区域(22，204，205)的密度低于所述另一个区域(23)的密度。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供的所述第二物体(2)包括近侧顶层(200)，其中所述低密度区域(22，204，205)被布置在所述近侧顶层(200)的远侧，并且其中所述方法包括在所述热塑性材料(3)液化之前迫使所述突起(9)通过所述近侧顶层(200)的步骤。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述突起(9)包括沿远侧方向的延伸度(25)以及厚度(26)，其中沿远侧方向的所述延伸度(25)以及所述厚度(26)之间的比值至少为1。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述施加所述机械激励的步骤包括沿着轴线(8)施加机械振荡，所述轴线(8)关于所述近侧面(4)成角度地延伸。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述轴线(8)垂直于所述近侧面(4)。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述机械激励为机械振动。


11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供所述第一物体(1)的步骤包括提供具有位于所述第一物体主体(7)的远侧的突起区(90)的第一物体(1)的步骤，其中所述第一物体主体(7)包括远侧面(28)并且其中所述突起区(90)包括含有所述热塑性材料(3)的多个突起(9)。


12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一物体(1)包括至少一个含有所述热塑性材料(3)的第一类突起(33)和至少一个含有所述热塑性材料(3)的第二类突起(34)，其中所述第一类突起(33)的沿远侧方向的延伸度大于所述第二类突起(34)的沿远侧方向的对应的延伸度，以使由所述第一类突起(33)形成的形状配合连接与由所述第二类突起(34)形成的形状配合连接位于不同的远侧位置。


13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述突起区(90)还包括位于所突起(9)之间的间隙(27)，其中所述第一物体主体(7)的远侧面(28)形成所述突起区(90)的基底，其中所述突起区的总体积由所述基底的表面积和所突起区(90)在远侧方向上的延伸度所给出，其中所述总体积由多个所述突起(9)的体积和所述间隙(27)的体积组成，其中所述间隙(27)的体积大于所述突起(9)的体积。


14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中所述第一物体主体(7)的所述远侧面(28)包括功能区(50)，其中所述功能区不包括任何突起。


15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其中所述第一物体主体(7)的所述远侧面(28)包括位于所述突起(9)之间的平坦区。


16.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，其中至少一个突起(9)为以下内容中的至少一种：
·配置为在施加机械按压力和机械激励的步骤中在变形方向上变形，
·配置为在施加机械按压力和机械激励的步骤中限定液化的热塑性材料的流入方向，和
·包括突起轴线(92)，其关于所述第一物体主体(7)的远侧面(28)成角度地延伸，其中所述角度不是直角。


17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述机械按压力和所述机械激励被局部施加至所述第一物体和所述第二物体中的至少一个，并且其中施加所述机械按压力和所述机械激励的步骤以及停止机械激励并且使得热塑性材料重新固化的步骤在所述第一物体和所述第二物体中的至少一个上的不同位置处多次重复。


18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括提供第三物体(30)的步骤，所述第三物体(30)包括第三物体近侧面(31)和第三物体远侧面(32)，还包括以下步骤：
·将所述第三物体(30)相对于所述第二物体(2)如此布置，以使所述第三物体远侧面(32)与所述第二物体(2)的所述近侧面(4)物理接触；
·在施加能够使得所述热塑性材料(3)液化的机械激励并且引起所述热塑性材料(3)的可流动部分渗入所述第二物体(2)的所述结构(10)内的步骤之前，迫使所述第一物体(1)的至少一部分从所述第三物体(30)的近侧面(31)穿过所述第三物体(30)至所述第三物体(30)的远侧面(32)。


19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一物体(1)包括至少一个含有所述热塑性材料(3)的第一类突起(33)和至少一个含有所述热塑性材料(3)的第二类突起(34)，其中所述第一类突起(33)的形状使得所述热塑性材料(3)的可流动部分渗入所述第二物体(2)的所述结构(10)内，并且其中所述第二类突起(34)的形状使得在施加机械按压力和能够使得所述热塑性材料(3)液化的机械激励的步骤中所述热塑性材料(3)的可流动部分穿透入所述第三物体(30)的结构(35)。


20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括提供第三物体(30)的步骤，所述第三物体(30)包括第三物体近侧面(31)和第三物体远侧面(32)，还包括以下步骤：
·将所述第三物体(30)相对于所述第二物体(2)如此布置，以使所述第三物体远侧面(32)的至少一部分与所述第二物体(2)的所述近侧面(4)物理接触；
·迫使所述突起(9)的至少一部分从所述第三物体的近侧面(31)穿过所述第三物体(30)至所述第三物体的远侧面(32)；
其中至少适用其中一个以下条件：
·所述第三物体(30)是包括通孔(230)的金属片；
·所述第三物体(30)为箔，其中所述箔被设计为能够被所述突起(9)穿透；
·所述第三物体(30)包括这样的厚度和密度分布，以使所述突起(9)可在施加机械按压力和机械激励的步骤中穿透所述第三物体，但是不会引起所述热塑性材料在所述第三物体(30)内或所述第三物体(30)的表面处液化。


21....

【专利技术属性】
技术研发人员：J·迈尔，P·莫塞尔，G·埃克哈德，
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