用于不可分离地连接至少两个构件的连接件和装配组件制造技术

本发明专利技术涉及一种连接件(10)，其用于在连接件(10)绕连接件(10)的纵轴线(10.1)转动的情况下，借助摩擦焊不可分离地连接至少两个构件(12.1,12.2)。连接件(10)包括：沿纵轴线(10.1)形成的杆(10.2‑10.4)，在该杆(10.2‑10.4)的自由端上设有杆端(10.2)，用于穿过至少一个构件(12.1)；与该杆(10.2‑10.4)连接的头部(10.5)，用于绕纵轴线(10.1)将转矩从旋转工具传递到杆(10.2‑10.4)，其中，该杆端(10.2)所具有的杆端面(10.21)具有呈钝形走向的凸形包络端(10.22)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于不可分离地连接至少两个构件的连接件和装配组件
本专利技术涉及一种用于借助摩擦焊不可分离地连接至少两个构件的连接件以及一种具有至少一个借助摩擦焊将至少两个构件连接起来的连接件的装配组件。
技术介绍
在金属材料或构件的自动化接合技术中，加工时间或加工速度是一个重要的生产率和成本因素。要求更短的加工时间因此得到广泛认同。但此要求可能与技术边界条件冲突，例如像在借助摩擦焊接合时作用于接合件的高轴向力造成加工时间延长，或者要求减少在接合件转动时的金属碎屑量。由DE102009006775A1公开了一种用于接合两个相互贴靠的工件的接合件。接合件的伸入部具有呈如下造型的球形凸起，其应该使得接合件轻松进入第一工件中，例如像呈环形边缘、刃或缝状凹口。伸入部的凸起造型造成对工件的切削加工。伴随这种加工产生以下问题，例如像在接合件旋转时金属碎屑量增大以及所产生的连接强度不够。由DE102010017550A1公开了一种用于建立至少两个板状构件之间摩擦焊连接的连接件。该连接件具有呈螺纹状构成的非圆形轮廓，挤出的材料应经此被有目的地排走。这样的加工牵涉到以下问题，例如像在连接件转动时的金属碎屑量增多以及因为作用于连接件的所需力增大而使加工时间延长。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是消除或至少部分消除在连接件或接合件中的前述缺点。本专利技术的任务尤其是提供一种用于借助摩擦焊不可分离地连接至少两个构件的连接件以及一种具有至少一个连接件的装配组件，其中，所产生的连接的强度被提高和/或连接的建立变得更高效，并且优选得以减少在连接时出现的金属废料和/或缩短加工时间。前述任务通过独立权利要求来完成。据此，该任务通过一种具有权利要求1的特征的用于借助摩擦焊不可分离地连接至少两个构件的连接件和通过一种具有权利要求10的特征的具有至少一个连接件的装配组件完成。本专利技术的其它的特征和细节来自从属权利要求、说明书和附图。在此，关于连接件所述的特征和细节也与装配组件相关地是适用的，反之亦然，因此关于对各自专利技术方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。根据第一方面，该任务通过一种连接件完成，其用于在连接件绕连接件纵轴线旋转的情况下，借助摩擦焊不可分离地连接至少两个尤其呈板状的构件。所述连接应理解为接合，并且连接件是接合件或摩擦焊连接件。该连接件包括：-沿着纵轴线形成的杆，在杆自由端处设有杆端，用于穿过至少一个构件；和-连接至该杆的头部，用于绕该纵轴线将转矩从旋转工具传递至该杆。该杆端具有朝向外部的杆端面，其具有凸形包络端和/或凸形形状。该包络端具有钝形走向，或者说该杆端面具有钝形走向。在这里，术语“杆端”和“杆端面”就杆端形状或杆端面形状而言被等效使用或表示相同的物体。但另外不同于杆端面地，该杆端可以表示相关物体的内部。如果提到杆端面的走向，则借此表示空间两维走向。杆端面的包络端是指如下面，其包络杆端面，并且其各点将杆端面的相对最高点相互连接。杆端面的相对最高点优选是杆端面的峰状或丘状凸起，在这里，杆端面可能具有多个相对最高点。相对最高点优选是两维内插面的网格点，在这里，最好采用线性内插或通过样条形成内插。两维内插面优选将相对最高点或网格点相连并且可以通过这种方式形成该包络端。杆端面的包络端可以是凸形的，此时其在包络端的剖面中可通过凸形函数来表示。该剖面优选是包含纵轴线的纵剖面或垂直于纵轴线的横剖面。当针对整个函数范围满足如下条件时，函数就是凸的：-在函数曲线中任意两点之间的线段高于曲线，即处于所述杆端的或包络端的内部中，且-该函数的二阶导数大于零。一个面、优选是杆端面或其包络端在其没有呈尖角或边沿或锐边构成时具有钝形走向。优选当在纵剖面或横剖面中一个面由如下连续函数表示或可由其表示时，即，其一阶导数在函数边沿之间是始终连续的，则该面具有钝形走向。具有钝形走向的面可以被理解为钝形面。如果杆端面所具有的凸起带有环形边缘、刃或缝状凹口，则被视为带有边沿或锐边而不具有钝形走向。尤其是，这种杆端面的包络端不具有钝形走向。根据第二方面，该任务通过一种装配组件完成，其包括至少两个构件和至少一个根据第一方面的用以借助摩擦焊将所述构件不可分离地相连的本专利技术连接件。所述构件优选成板状和/或片状。但所述构件也能以不同形式构成。因此，例如首先被连接件穿过的第一构件可以是板状的。第一构件平放于其上且通过连接件连接的第二构件可以是长方体状或立方体状，或者可以具有任何造型，只要它具有局部平坦的可供第一构件贴靠的表面。在建立连接时，连接件可以首先通过旋转和轴向压力被旋入至少一个第一构件中，移动穿过该第一构件并被压入紧随其后的构件中但不穿过它。在旋入和压入时出现的摩擦使得连接件和所接触的周围构件材料变热，由此，构件材料可以变形并且被穿入的连接件挤出，从而在构件保持相互贴靠的情况下使连接件与相应构件以材料接合方式连接。接触构件、与之摩擦且使之变软而导致变形并将其穿透的连接件表面的造型、尤其是穿入的杆部的杆端面和/或杆外表面的造型主要负责在连接件和构件之间产生摩擦和进而保证摩擦焊效率。该杆端面具有i)呈钝形走向的凸形和/或ii)呈钝形走向的凸形包络端，这一特征有利地造成了-在建立连接期间，因造成摩擦增强的表面结构或表面形状所影响，在杆端面与待焊接构件之间接触时形成更高的热输入，由此获得工作过程时间的缩短。-在建立连接时出现的材料废料减少，因为没有边缘且尤其是锐边或尖角，从而减少或甚至避免在连接件旋入时的碎屑产生，和-所建立的连接具有更高强度，因为挤出的构件材料未以飞溅碎屑形式排出，而是以屈服应力更低的材料形式被产生，其在冷却之后加固连接件和构件之间的连接。在本专利技术的一个优选改进方案中，该杆端面呈钝形面状，其具有不同于球壳段的且带有增摩元件的面结构。该杆端面优选包括以下增摩元件中的至少一个：-杆端面具有例如呈峰状、丘状和谷状的多个凹面和凸起，它们均匀分布或不均匀分布。-该杆端面呈高尔夫球状构成。术语“高尔夫球状”是指带有凹面和凸起的表面结构(高尔夫球结构)，它优选可以具有呈球壳段形式的包络端。凹面和凸起例如可以均匀地构成和/或周期性重复。-杆端面在纵剖面和/或横剖面中具有波形轮廓。波形轮廓可以包含正弦形或带有切角或钝角的锯齿形(三角形)或带有切角或钝角的矩形。所述表面结构或者说表面形状造成在杆端面和构件之间的摩擦或摩擦系数的增大。增强的摩擦又造成在接触面或摩擦面处的更剧烈发热和/或更强磨损作用，并且能有利地使连接件的穿入变得容易并造成更高的摩擦焊效率以及缩短工作时间或节拍时间，但同时没有产生材料废料如碎屑。在本专利技术的一个优选改进方案中，杆端面的包络端在纵剖面中具有圆形或弧形的轮廓。为此，有利地实现了在建立连接时出现的材料废料的减少，这是因为因没有边缘尤其是锐边或尖角而减少或甚至避免了在连接件旋入时的碎屑生成。总体上，由于穿入该构件中的连接件部段(包含杆端面和成形部外表面以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连接件(10)，它用于在该连接件(10)绕该连接件(10)的纵轴线(10.1)转动的情况下，借助摩擦焊不可分离地连接至少两个构件(12.1,12.2)，该连接件包括：/n-沿着该纵轴线(10.1)形成的杆(10.2-10.4)，在该杆(10.2-10.4)的自由端上设有杆端(10.2)，用于穿过至少一个构件(12.1)，和/n-连接至该杆(10.2-10.4)的头部(10.5)，用于绕该纵轴线(10.1)将转矩从旋转工具传递至该杆(10.2-10.4)，/n其中，该杆端(10.2)具有杆端面(10.21)，该杆端面具有呈钝形走向的凸形包络端(10.22)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171201 DE 102017221681.61.一种连接件(10)，它用于在该连接件(10)绕该连接件(10)的纵轴线(10.1)转动的情况下，借助摩擦焊不可分离地连接至少两个构件(12.1,12.2)，该连接件包括：
-沿着该纵轴线(10.1)形成的杆(10.2-10.4)，在该杆(10.2-10.4)的自由端上设有杆端(10.2)，用于穿过至少一个构件(12.1)，和
-连接至该杆(10.2-10.4)的头部(10.5)，用于绕该纵轴线(10.1)将转矩从旋转工具传递至该杆(10.2-10.4)，
其中，该杆端(10.2)具有杆端面(10.21)，该杆端面具有呈钝形走向的凸形包络端(10.22)。


2.根据权利要求1的连接件(10)，包括以下特征中的至少一个：
-该杆端面(10.21)具有多个凹面和凸起；
-该杆端面(10.21)呈高尔夫球状构成。


3.根据权利要求1或2的连接件(10)，其中，该杆端面(10.21)的包络端(10.22)在纵剖面中具有圆形的或弧形的轮廓。


4.根据前述权利要求之一的连接件(10)，包括以下特征中的至少一个：
-该杆(10.2-10.4)包括从该杆(10.2-10.4)的自由端起的成型部(10.3)和从该杆(10.2-10.4)的头部(10.5)起的保持部(10.4)；
-该成型部(10.3)在横截面中具有圆角多边形轮廓(10.31)；
-该成型部(10.3)的多边形轮廓(10.31)具有至少三个角；
-该保持部(10.4)的直径大于该成型部(10.3)的最大直径。


5.根据前述权利要求之一的连接件(10)，其中，该成型部(10.3)在所述横截面中具有在局部交替呈直线和弧形的轮廓(10.31)。


6.根据前述权利要求之一的连接件(10)，包括以下特征中的至少一个：
-该成型部(10.3)的各自平坦表面部呈多边形构成，其中，相应的多边形最好呈三角形或四边形构成；
-该成型部(10.3)的外表面绕该纵轴线在该成型部(10.3)的周向上开设有纹理；
-该成型部(10.3)的外表面呈三面多边形构成；
-该成型部(10.3)的外表面i)具...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克·弗勒利希，格奥尔格·福格尔，安德烈亚斯·菲利普，帕特里克·罗明格尔，克劳斯·特吕奇，
申请(专利权)人：阿诺德成形技术有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE