專利名稱：連接塑料工件至另一工件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接塑料工件至另一工件的方法。
背景技術(shù)：
在汽車和航天工業(yè)中，越來越多的使用如下的組件:該組件中塑料工件必須剛性連接(positively connected)至由金屬或復(fù)合材料制成的其他工件上。利用塑料工件的變形性的方法尤其適用于此?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了一系列的借助塑料材料的變形性將塑料工件連接至另一工件的方法。例如，眾所周知的是，塑料工件具有遠(yuǎn)離抵靠面(abutting surface)延伸的凸起。在該抵靠面上，放置具有通孔的另一工件。該通孔以這樣的方式形成:該通孔容納所述凸起，所述凸起穿過所述通孔在所述另一工件外凸出。為了將所述塑料工件連接至所述另一工件，凸出在另一工件外的凸起的部分發(fā)生機(jī)械變形(mechanically deformed)。在該方法的最簡單的實施方式中，借助工具在凸起上施加較大的壓力以使得凸起發(fā)生塑性變形。塑料工件和另一工件形為所謂的冷連接。這種連接方法為已知的鉚接且具有非常短的循環(huán)時間。然而，在許多塑料中，冷連接期間在凸起中產(chǎn)生的裂紋影響限制了另一工件和塑料工件之間的連接的耐久性。為了降低由于變形所引起的負(fù)載，該凸起在變形前進(jìn)入塑性狀態(tài)。例如，這可通過在吹入熱空氣來實現(xiàn)。然而，在這種情況下，通過熱空氣，塑料僅是緩慢地加熱，這就大大增加了該方法的循環(huán)時間。在其他實施方式中，加熱工具用于凸起的變形。在這種情況下，根據(jù)實施方式，通過加熱電阻器、超聲波、紅外線輻射、激光輻射或其他方式加熱該工具。在不承受很大負(fù)載的情況下凸起進(jìn)入塑性狀態(tài)可塑性變形。以這種方式產(chǎn)生的“熱”連接比前述的“冷”連接更加耐用。然而，所有提供熱連接的方 法具有特別高的能量消耗，這是由于工具必須非常熱以得到較短的周期時間。經(jīng)常用于此的紅外和激光加熱器在生產(chǎn)和維護(hù)中也極其復(fù)雜。最后，從US7497917中已知的是:當(dāng)塑料工件連接至金屬工件時，在金屬工件的環(huán)繞開口(該開口為塑料工件的凸起所延伸穿過的)的表面區(qū)域處與摩擦工具發(fā)生接觸。轉(zhuǎn)動的摩擦工具將能量引入金屬工件，導(dǎo)致其加熱且隨后對塑料工件以及提供在其上的凸起進(jìn)行加熱。因此，使得凸起進(jìn)入塑性狀態(tài)，并得到剛性連接。這里存在的缺點是:由于金屬工件和塑料工件之間所需熱量的轉(zhuǎn)移，再次循環(huán)時間較長，在塑料工件和金屬工件之間的抵靠面的性質(zhì)決定性的影響所述熱量的轉(zhuǎn)移。

發(fā)明內(nèi)容
因此，基于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種剛性連接塑料工件至另一工件的方法，所述方法無需復(fù)雜的構(gòu)件，利用很少的能量且具有較短的循環(huán)時間。通過以下步驟的方法實現(xiàn)該目的:-提供包括第一抵靠面的塑料工件，所述第一抵靠面上設(shè)置有遠(yuǎn)離所述第一抵靠面凸起的銷，所述銷具有背對所述第一抵靠面的端面；-提供另一工件，所述另一工件包括第二抵靠面和與所述第二抵靠面相對的工作表面，所述另一工件還提供有適于所述銷的橫截面且從所述第二抵靠面延伸至所述工作表面的通孔；-以所述第二抵靠面鋪放在所述第一抵靠面上、所述銷延伸穿過所述通孔超過所述工作表面這樣彼此抵靠的方式放置所述另一工件和所述塑料工件；-相對所述另一工件放置摩擦工具，所述摩擦工具具有摩擦銷和夾緊環(huán)，所述摩擦銷具有以繞轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動方式驅(qū)動且包括相對所述轉(zhuǎn)動軸垂直延伸的摩擦表面，所述夾緊環(huán)包括相對所述轉(zhuǎn)動軸垂直延伸的夾緊表面，所述夾緊環(huán)環(huán)繞所述摩擦銷，所述摩擦銷和所述夾緊環(huán)能夠平行于所述轉(zhuǎn)動軸移動，所述放置包括將所述摩擦表面平放在所述端面上且將所述夾緊表面平放在所述工作表面上，-轉(zhuǎn)動所述摩擦銷，以便所述摩擦表面和所述端面之間的摩擦所產(chǎn)生的摩擦熱使得所述銷進(jìn)入塑性狀態(tài)，以及-平行于所述轉(zhuǎn)動軸朝向所述工作表面移動所述轉(zhuǎn)動的摩擦銷，以使所述銷發(fā)生塑性變形。根據(jù)本發(fā)明的方法，提供包括第一抵靠面的塑料工件。所述抵靠面上設(shè)置有遠(yuǎn)離所述抵靠面凸起的銷，所述銷具有背對所述第一抵靠面的端面。還提供有另一工件，所述另一工件優(yōu)選由金屬、金屬合金、陶瓷或復(fù)合材料構(gòu)成。在另一優(yōu)選的實施方式中，所述另一工件也可由塑料構(gòu)成。所述另一工件具有第二抵靠面和與所述第二抵靠面相對的工作表面。所述另一工件還提供有適于所述銷的橫截面且從所述第二抵靠面延伸至所述工作表面的通孔。所述另一工件和所述塑料工件以這樣的方式彼此抵靠放置所述另一工件的第二抵靠面鋪放在所述塑料工件的第一抵靠面上。因此，所述銷延伸穿過所述通孔且超過所述
工作表面。在進(jìn)一步的步驟中，摩擦工具相對所述另一工件放置。所述摩擦工具具有摩擦銷和夾緊環(huán)，所述摩擦銷以繞轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動方式驅(qū)動且包括相對所述轉(zhuǎn)動軸垂直延伸的摩擦表面，所述夾緊環(huán)包括相對所述轉(zhuǎn)動軸垂直延伸的夾緊表面。在這種情況下，所述夾緊環(huán)環(huán)繞所述摩擦銷，所述摩擦銷和所述夾緊環(huán)能夠平行于所述轉(zhuǎn)動軸移動。所述摩擦工具以這樣的方式放置所述摩擦表面平放在所述端面上且所述夾緊表面平放在所述工作表面上。在隨后的步驟中，所述摩擦銷轉(zhuǎn)動，同時所述夾緊環(huán)固定在所述工作表面上且并不移動，以便于僅通過所述摩擦表面和所述端面之間的摩擦所產(chǎn)生摩擦熱來使得所述銷進(jìn)入塑性狀態(tài)。此后，所述轉(zhuǎn)動的摩擦銷平行于所述轉(zhuǎn)動軸朝向所述工作表面移動，以便于所述銷塑性變形。根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點是其具有極其高的效率。一方面，該方法可采用用于摩擦焊接的同一設(shè)備實施，另一方面，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，其能量消耗非常低，這是由于動能通過摩擦非常有效地轉(zhuǎn)換成熱能。尤其是摩擦熱直接引入所述塑料工件而無需進(jìn)行任何熱傳導(dǎo)過程。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于生成連接所需的循環(huán)時間比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的方法的循環(huán)時間要短。除此之外，通過摩擦銷的移動直接使得銷的自由端變形，確保了工件之間的可靠的聯(lián)鎖哨合(reliable interlocking engagement)。此外，所述摩擦工具用于維持完全地機(jī)械性且沒有用于熱量產(chǎn)生的復(fù)雜系統(tǒng)。因此,降低了維護(hù)和生產(chǎn)成本。最后，根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下，避免了連接區(qū)域的周圍被工件的材料所污染，這是因為環(huán)繞所述連接的夾緊環(huán)或銷確保了不會發(fā)生材料的瀉出。在特別優(yōu)選的實施方式中，這樣選擇所述摩擦表面的尺寸當(dāng)所述銷繞所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，在所有旋轉(zhuǎn)角度中整個所述端面完全平貼在所述摩擦表面上。這就確保了所述銷均勻地加熱且因此也均勻地進(jìn)入塑性狀態(tài)。優(yōu)選地，所述銷為明顯的圓筒形式。這是尤其有利的，通過簡單的鉆削(drilling)，可使得通孔的內(nèi)徑與所述銷的外徑相符，因此增加了連接的強(qiáng)度。在另一優(yōu)選的實施方式中，所述摩擦工具具有套筒，所述套筒包括相對于所述轉(zhuǎn)動軸垂直延伸的套筒摩擦表面。套筒以繞所述轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動方式驅(qū)動，且可平行所述轉(zhuǎn)動軸移動且布置在所述摩擦銷和所述夾緊環(huán)之間。在第一替代的情況下，當(dāng)所述摩擦銷轉(zhuǎn)動時，所述套筒同樣轉(zhuǎn)動且當(dāng)所述摩擦銷朝向所述工作表面移動時，所述套筒遠(yuǎn)離所述工作表面移動。所述摩擦銷的放置包括貼靠所述工作表面放置所述套筒摩擦表面。在該替代的情況下，如果所述套筒也設(shè)置為轉(zhuǎn)動，所述套筒摩擦表面最初也加熱所述另一工件，所述另一工件散發(fā)熱量至所述銷。因此，所述銷更加迅速地均勻加熱，從而縮短加熱循環(huán)時間，且所述銷在塑料變形期間承受較小的負(fù)載，這就再次提高了連接的耐久性。此外，摩擦能量不僅經(jīng)由端面引入所述銷還經(jīng)由所述銷平行于轉(zhuǎn)動軸的外表面進(jìn)入銷。最后，相對于所述摩擦銷的移動方向，所述套筒遠(yuǎn)離所述工作表面的移動，使得可控制銷的變形。在第二替代中，在所述摩擦銷的轉(zhuǎn)動期間，所述套筒也同樣轉(zhuǎn)動，而在所述轉(zhuǎn)動的摩擦銷的移動期間，所述轉(zhuǎn)動的套筒也平行所述摩擦表面朝向所述工作表面移動。一方面，在移動期間所述套筒摩擦表面可能在所述摩擦表面的平面內(nèi)。因此，帶有具有比摩擦表面更大尺寸的端面的銷也可通過工具被加工，這是由于摩擦能接下來被引入銷不僅經(jīng)由摩擦銷的摩擦表面也經(jīng)由套筒摩擦表面。當(dāng)不同尺寸的銷在同一塑料工件上被加工時是尤其可取的，這是由于在不同尺寸的兩個銷之間不需要更換工具。另一方面，在移動期間，可布置套筒摩擦表面偏離摩擦表面的平面。在特別優(yōu)選的實施方式中，套筒的內(nèi)徑與銷的外徑相符。摩擦工具的放置包括套筒以這樣的方式定位套筒的面向摩擦銷的內(nèi)表面鋪放在銷上。如果在該配置中，套筒也設(shè)置為轉(zhuǎn)動，銷的外表面也被加熱，從而銷尤其快速地進(jìn)入塑性狀態(tài)，從而縮短了循環(huán)時間且降低了銷在塑性變形期間承受的機(jī)械負(fù)載。在優(yōu)選的方式中，通孔以這樣的方式制得橫靠所述工件表面處提供有部分，在所述部分中，通孔的尺寸朝向所述工作表面增加。尤其是在圓柱形通孔的情況下，直徑可在該部分中可增加。這種配置具有的優(yōu)點是也有可能在變形期間通過銷在通孔內(nèi)的膨脹得到剛性連接。這就增加了連接的強(qiáng)度，并可免除用于變形的銷從通孔延伸超過工作表面且相對工作表面貼靠的需要。優(yōu)選地，在所述另一工件的通孔的內(nèi)壁上設(shè)置一個或多個相對所述通孔垂直地延伸的間隙。通過銷變形進(jìn)入間隙也可得到剛性連接，從而獲得上述優(yōu)點。在另一優(yōu)選的實施方式中，在所述另一工件的通孔的內(nèi)壁上設(shè)置螺旋地延伸的凹穴。同樣可僅通過銷變形進(jìn)入螺旋地延伸的凹穴產(chǎn)生剛性連接。前述的優(yōu)點也同樣可用于該得到的剛性連接。


基于下列僅示出優(yōu)選的示例性實施方式的附圖解釋本發(fā)明，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第一優(yōu)選的示例性實施方式；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第二優(yōu)選的示例性實施方式；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式中的另一工件中的通孔的放大示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施方式中的另一工件中的通孔的放大示意圖；以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施方式中的另一工件中的通孔的放大示意圖。
具體實施例方式在圖1中表示了根據(jù)本發(fā)明的方法的第一優(yōu)選的示例性實施方式將塑料工件I連接至另一工件3的多個步驟。塑料工件I具有第一抵靠面5，在所述第一抵靠面5上設(shè)置有圓筒銷7，所述圓筒銷7遠(yuǎn)離所述第一抵靠面5延伸且具有端面9。在塑料工件I下方布置有反轉(zhuǎn)軸承(counter bearing) 11。所提供的另一工件3優(yōu)選由金屬或復(fù)合材料形成，其具有第二抵靠面13以及與第二抵靠面13相對的工作表面15。此外，另一工件3中還提供有適于銷7的橫截面且從第二抵靠面13延伸至工作表面15的通孔17。在圖3詳細(xì)示出了，通孔17可具有橫靠工件表面15的部分19，在所述部分19中，通孔17的尺寸朝向工作表面15增加。尤其是，在所示的優(yōu)選的方式以圓筒形形成的通孔17的情況下，通孔17的尺寸在所述部分19中增加。圖4中示出了通孔17的細(xì)節(jié)中可見除了所述部分19外，通孔17的尺寸在朝向工作表面15增加，在另一工件3的通孔17的內(nèi)壁21中可提供一個或多個相對于通孔17垂直地延伸并因此徑向地遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動軸37的間隙23。圖5詳細(xì)示出在通孔17的橫靠所述部分19的內(nèi)壁21中，提供螺旋地延伸的凹穴27。另外，可以想象的是通孔17的內(nèi)壁21僅具有一個或多個間隙23或僅具有一個螺旋延伸的凹穴27且不具有部分19，或也可具有一個或多個間隙23和一個螺旋的凹穴27的組合。在圖1中的a)中示出了另一工件3相對塑料工件I以這樣的方式放置第二抵靠面13鋪放在第一抵靠面5上且銷7延伸穿過通孔17且超出工作表面15。
此外，摩擦工具29相對另一工件3放置。所述摩擦工具29包括均為圓筒形的摩擦銷31、套筒33以及夾緊環(huán)35。摩擦銷31以繞轉(zhuǎn)動軸37轉(zhuǎn)動的方式驅(qū)動且具有相對于轉(zhuǎn)動軸37垂直延伸且面向銷7的端面9的摩擦表面39。摩擦表面39具有與端面9相同的尺寸且布置在端面9上，以便于當(dāng)摩擦銷31繞轉(zhuǎn)動軸37轉(zhuǎn)動時，在所有旋轉(zhuǎn)角度中端面9完全平貼在摩擦表面39上。套筒33布置在摩擦銷31和夾緊環(huán)35之間且同樣以繞轉(zhuǎn)動軸37的轉(zhuǎn)動方式驅(qū)動。套筒33具有相對于轉(zhuǎn)動軸37垂直延伸的套筒摩擦表面41。套筒33的內(nèi)徑與銷7的外徑相符。當(dāng)所述摩擦工具29與另一工件3相對放置時，套筒摩擦表面41平貼在工作表面15上且套筒33的面向摩擦銷31的內(nèi)表面43貼靠在銷7上。環(huán)繞套筒33的夾緊環(huán)35具有夾緊表面45，所述夾緊表面45平貼在所述工作表面15上且相對于轉(zhuǎn)動軸37垂直地延伸。此外，在夾緊環(huán)35中提供熔體間隙(meltclearance) 47，所述熔體間隙47代表了夾緊環(huán)35的面向套筒33的內(nèi)表面與夾緊表面45之間的過渡，并且從轉(zhuǎn)動軸37平行所述工作表面15遠(yuǎn)離延伸至夾緊環(huán)35。摩擦工具29以這樣的方式形成摩擦銷31、套筒33以及夾緊環(huán)可平行轉(zhuǎn)動軸37移動。—旦所述摩擦工具29以如上所述的方式貼靠另一工件3放置，所述摩擦銷31以及套筒33設(shè)置為沿與轉(zhuǎn)動的方向相同的方向、繞轉(zhuǎn)動軸37轉(zhuǎn)動。與此不同的是，夾緊環(huán)35未轉(zhuǎn)動且夾緊表面45固定鋪放在所述工作表面15上。因此，摩擦熱的產(chǎn)生是通過摩擦表面39相對于端面9、內(nèi)表面43相對于銷7以及套筒摩擦表面31相對于工作表面15的摩擦。優(yōu)選地，另一工件3由具有良好的熱傳導(dǎo)性的材料構(gòu)成，以便于銷7均勻地加熱且因此進(jìn)入塑性狀態(tài)。根據(jù)圖1中的另一個步驟b)，轉(zhuǎn)動的摩擦銷7平行于轉(zhuǎn)動軸37朝向工作表面15移動且轉(zhuǎn)動套筒33在同一時間遠(yuǎn)離工作表面15移動。這就使得已經(jīng)至少部分進(jìn)入塑性狀態(tài)的銷7沿著工作表面15變形進(jìn)入熔體間隙47。根據(jù)圖1中的c)，直至銷7塑性變形至完全充滿熔體間隙47時，轉(zhuǎn)動的銷7和轉(zhuǎn)動的套筒33停止移動。摩擦表面39和套筒摩擦表面41位于一個平面內(nèi)，并與塑性變形的銷7的端面9齊平。隨后，摩擦工具29可從工件1、3中移除，一旦塑性變形的銷7冷卻下來，兩個工件1、3形成剛性連接。如圖1中所示的根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式具有的優(yōu)點是直接引入將銷7帶入塑性狀態(tài)的摩擦能量。事實上從端面9和從外表面49 一起對銷7加熱意味著銷7將特別迅速地帶入塑性狀態(tài)。在這種方式下，在非常短的時間內(nèi)變形塑性的銷7并在同一時間使其僅僅承受較低的機(jī)械負(fù)載。在圖2中示出了另一示例性實施方式，與第一示例性實施方式不同的是置入的摩擦工具29的摩擦銷31的摩擦表面39具有比提供的塑料工件I的銷7的端面9更大的尺寸。因此，套筒33的內(nèi)徑也大于銷7的外徑，且內(nèi)表面43也不貼靠銷7上。當(dāng)摩擦工具29與另一工件3相對放置時，套筒摩擦表面41與摩擦表面39在一個平面內(nèi)且因此不貼靠工作表面15上。然而夾緊環(huán)35鋪放在工具表面15上。一旦摩擦銷31和套筒33也設(shè)置成轉(zhuǎn)動，夾緊環(huán)35固定鋪放在工作表面15上，摩擦熱僅通過摩擦表面39和端面9之間的摩擦產(chǎn)生。因此銷7的加熱僅來自端面9。轉(zhuǎn)動的摩擦銷31和轉(zhuǎn)動的套筒33平行轉(zhuǎn)動軸37朝向工作表面15移動，摩擦表面39和套筒摩擦表面41既可以在一個平面內(nèi)或也可摩擦表面39和工作表面15之間的距離小于套筒摩擦表面41和工作表面15之間的距離，根據(jù)圖2中b)。在后者的情況下，借助套筒33的偏移量，可以控制銷7的變形。根據(jù)圖2中c)，轉(zhuǎn)動的摩擦銷31和轉(zhuǎn)動的套筒33可一起移動直至銷7塑性變形至完全充滿熔體間隙47且摩擦表面39和套筒摩擦表面41在一個平面內(nèi)。該示例性實施方式尤其具有的優(yōu)點是只要銷7的橫截面小于摩擦表面39和套筒摩擦表面41的聯(lián)合橫截面，可加工任何形式的銷7。這就消除了當(dāng)在用于同一塑料工件I連接至另一工件3的不同大小的銷時對摩擦工具9的更換的耗時需求。如果，如圖3中所示，通孔17中提供的部分19具有朝向工作表面15增加的尺寸，則所得到的優(yōu)點是也有可能在變形期間通過銷7在通孔17內(nèi)的膨脹而得到剛性連接。這就增加了連接的強(qiáng)度，并可能免除用于變形的銷7從通孔17延伸超過工作表面15且相對工作表面15貼靠的需要。如圖4所示，通過形成從通孔17垂直延伸至內(nèi)壁21的一個或多個間隙可進(jìn)一步增加連接的強(qiáng)度。這里，同樣可僅通過銷7變形進(jìn)入間隙23得到剛性連接?；蛘?，根據(jù)圖5所示，在通孔的內(nèi)壁21提供有螺旋地延伸的間隙27。當(dāng)銷7變形進(jìn)入螺旋地延伸的間隙27時，同樣產(chǎn)生剛性連接。根據(jù)本發(fā)明的方法，在沒有復(fù)雜設(shè)備的情況下，使得在塑料工件I和另一工件3之間形成剛性連接成為可能。由于銷7在起塑性變形前被帶入塑性狀態(tài)，銷的材料承受特別小的機(jī)械負(fù)載。因此，以這樣的方式產(chǎn)生的連接具有特別高的強(qiáng)度。同樣，與其他方法相t匕，將銷7在塑性變形前帶入塑性狀態(tài)，根據(jù)本發(fā)明的方法具有能量消耗極低的特點，這是由于摩擦能量被直接引入待變形的元件，即銷7中。
權(quán)利要求
1.一種連接塑料工件(I)至另一工件(3)的方法，所述方法包括下列步驟: -提供包括第一抵靠面(5)的塑料工件(I)，所述第一抵靠面(5)上設(shè)置有遠(yuǎn)離所述第一抵靠面(5)凸起的銷(7)，所述銷(7)具有背對所述第一抵靠面(5)的端面(9)； -提供另一工件(3)，所述另一工件(3)包括第二抵靠面(13)和與所述第二抵靠面(13)相對的工作表面(15)，所述另一工件(3)中還提供有適于所述銷(7)的橫截面且從所述第二抵靠面(13)延伸至所述工作表面(15)的通孔(17)； -以所述第二抵靠面(13)鋪放在所述第一抵靠面(5)上、所述銷(7)延伸穿過所述通孔(17)超過所述工作表面(15)這樣彼此抵靠的方式放置所述另一工件(3)和所述塑料工件⑴； -相對所述另一工件(3)放置摩擦工具(29)， 所述摩擦工具(29)具有摩擦銷(31)和夾緊環(huán)(35)，所述摩擦銷(31)以繞轉(zhuǎn)動軸(37)的轉(zhuǎn)動方式驅(qū)動且包括相對所述轉(zhuǎn)動軸(37)垂直延伸的摩擦表面(39)，所述夾緊環(huán)(35)包括相對所述轉(zhuǎn)動軸(37)垂直延伸的夾緊表面(45)， 所述夾緊環(huán)(35)環(huán)繞所述摩擦銷(31)，所述摩擦銷(31)和所述夾緊環(huán)(35)能夠平行于所述轉(zhuǎn)動軸(37)移動， 所述放置包括將所述摩擦表面(39)平放在所述端面(9)上且將所述夾緊表面(45)平放在所述工作表面(15)上， -轉(zhuǎn)動所述摩擦銷(31)，以便所述摩擦表面(39)和所述端面(9)之間的摩擦所產(chǎn)生的摩擦熱使得所述銷(7)進(jìn)入塑性狀態(tài)，以及 -平行于所述轉(zhuǎn)動軸(37)朝向所述工作表面(15)移動所述轉(zhuǎn)動的摩擦銷(31)，以使所述銷(7)發(fā)生塑性變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述摩擦表面(39)具有這樣的尺寸:當(dāng)所述摩擦銷(31)繞所述轉(zhuǎn)動軸(37)轉(zhuǎn)動時，在所有旋轉(zhuǎn)角度中所述端面(9)完全平貼在所述摩擦表面(39)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，所述銷(7)為圓筒形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，所述摩擦銷(31)的外徑與所述銷(7)的外徑相符。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，所述摩擦工具(29)具有環(huán)形套筒(33)，所述環(huán)形套筒(33)以繞所述轉(zhuǎn)動軸(37)的轉(zhuǎn)動方式驅(qū)動，且可平行于所述轉(zhuǎn)動軸(37)移動且包括相對所述轉(zhuǎn)動軸(37)垂直延伸的套筒摩擦表面(41)， 所述套筒(33)布置在所述摩擦銷(31)和所述夾緊環(huán)(35)之間， 當(dāng)所述摩擦銷(31)轉(zhuǎn)動時，所述套筒(33)轉(zhuǎn)動，以及 當(dāng)所述摩擦銷(31)朝向所述工作表面(15)移動時，所述套筒(33)遠(yuǎn)離所述工作表面(15)移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，所述摩擦工具(29)的放置包括貼靠所述工作表面(15)放置所述套筒摩擦表面(41)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的方法，所述摩擦工具(29)具有環(huán)形套筒(33)，所述環(huán)形套筒(33)以繞所述轉(zhuǎn)動軸(37)的轉(zhuǎn)動方式驅(qū)動，且可平行于所述轉(zhuǎn)動軸(37)移動且包括相對于所述轉(zhuǎn)動軸(37)垂直延伸的套筒摩擦表面(41)， 所述套筒(33)布置在所述摩擦銷(31)和所述夾緊環(huán)(35)之間，在所述摩擦銷(31)轉(zhuǎn)動期間，所述套筒(33)轉(zhuǎn)動，以及 在所述摩擦銷(31)移動期間，所述套筒(33)也平行于所述摩擦表面(39)朝向所述工作表面(15)移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，在所述移動期間，所述套筒摩擦表面(41)偏離所述摩擦表面(39)的平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，在所述移動期間，所述套筒摩擦表面(41)位于所述摩擦表面(39)的平面內(nèi)。
10.根據(jù)從屬于權(quán)利要求3的權(quán)利要求5至9中任一項所述的方法，所述套筒(33)的內(nèi)徑與所述銷⑵的外徑相符，且 所述摩擦工具(29)的放置包括以這樣的方式定位所述套筒(33):所述套筒(33)的面向所述摩擦銷(31)的內(nèi)表面(43)鋪放在所述銷(7)上。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，所述另一工件(3)由金屬、金屬合金、陶瓷或復(fù)合材料構(gòu)成。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，所述另一工件(3)由塑料構(gòu)成。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，所述通孔(17)具有橫靠所述工件表面(15)的部分(19)，在所述部分(19)中，所述通孔(17)的尺寸朝向所述工作表面(15)增加。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，在所述另一工件(3)的通孔(17)的內(nèi)壁(21)上設(shè)置一個或多個相對所述通孔(17)垂直地延伸的間隙(23)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，在所述另一工件(3)的通孔(17)的內(nèi)壁(21)中設(shè)置有螺旋地延伸 的凹穴(27)。
全文摘要
連接塑料工件至另一工件的方法，包括提供包括第一抵靠面的塑料工件，第一抵靠面上設(shè)置有端面背對第一抵靠面的銷；提供包括第二抵靠面和工作表面的另一工件，另一工件還提供有適于銷的橫截面且從第二抵靠面延伸至工作表面的通孔；以第二抵靠面鋪放在第一抵靠面上、銷延伸穿過通孔超過工作表面彼此抵靠放置另一工件和塑料工件；相對所述另一工件放置摩擦工具，摩擦工具具有以轉(zhuǎn)動方式驅(qū)動且包括相對轉(zhuǎn)動軸垂直延伸的摩擦表面的摩擦銷和包括夾緊表面的夾緊環(huán)，摩擦表面平放在端面上且夾緊表面平放在工作表面上；轉(zhuǎn)動摩擦銷以便摩擦表面和端面之間的摩擦產(chǎn)生的摩擦熱使銷進(jìn)入塑性狀態(tài)，且平行轉(zhuǎn)動軸朝工作表面移動轉(zhuǎn)動的摩擦銷以便銷發(fā)生塑性變形。
文檔編號B29C65/06GK103072276SQ20121041339
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者塞爾吉奧·德·特拉格利亞·阿曼西奧·菲奧和, 喬治·F·多斯桑托斯, 安德烈·巴斯托斯·阿比伯 申請人:亥姆霍茲–然楚姆基斯塔然楚姆皮草材質(zhì)庫斯坦佛斯創(chuàng)有限公司