CN111133207B - 用于制造复合构件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于借助于粘合剂(30)和流动成形螺钉(40)由第一接合元件(10)和第二接合元件(20)制造复合构件的方法，其中，在将第二接合元件(20)固定在第一接合元件(10)上之前，在第二接合元件的接合面(21)中构成围绕至少一个螺钉位置(P)的凹部(23)，在所述至少一个螺钉位置上，相应的流动成形螺钉(40)穿过第二接合元件(20)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助于粘合剂和至少一个流动成形螺钉(或流钻螺钉)由第一接合元件和第二接合元件制造复合构件的方法。
背景技术
在现有技术中，已知用于借助于粘合剂和流动成形螺钉由两个接合元件制造复合构件的方法。通过该方法，大多将两个平板或一个平板与另一个构件作为接合元件连接。这些板或这个板与该构件的连接应通过粘合剂和流动成形螺钉尽可能可负载地构造。当这些板或这个板通过流动成形螺钉与该构件连接时，该流动成形螺钉至少侵入到所涉及的接合元件中的一个接合元件中并且在此成形孔和螺纹。当成形孔和螺纹时，材料被熔化并且被排挤。在已知方法中，被排挤的材料至少部分地在各接合元件之间输送。各接合元件之间的材料在各接合元件之间产生间隙并且使所述接合元件中的至少一个接合元件以不受控制的方式变形。通过间隙形成，设置在各接合元件之间的粘合层受到粘合剂的干扰，使得在间隙的区域中的粘合层构成与周围区域相比较小的对接合元件的附着力。由此，在由于较小的附着力导致断裂之前，粘合层的受干扰的区域与未发生间隙形成的周围区域相比能够接收明显较小的力。
为了避免间隙形成，此外已知的是，为流动成形螺钉设置导向孔，使得必须排挤较小量的材料并且由此在各接合元件之间输送较少量的材料。然而这里的缺点是，仍然发生间隙形成，所述间隙形成与没有导向孔的方法相比仅仅更小。此外，为了制造导向孔，需要其他的方法步骤，所述其他的方法步骤是耗时的且昂贵的，因为为此必须设置通常不需要的机器并且必须将各接合元件定位在该机器中。
发明内容
因此，本发明的目的是，克服上述缺点并提供一种用于制造复合构件的方法，在该方法中，在第一接合元件和第二接合元件之间形成的粘合层具有基本上均匀的高附着力，并且各接合元件不会以不受控制的方式变形。
该目的通过根据本发明的用于制造复合构件的方法以及经冲压的板在所述方法中的应用来实现。
根据本发明，提出了一种用于制造复合构件的方法。该复合构件包括第一接合元件和第二接合元件。该方法至少包括以下步骤：
a.将粘合剂施加到第一接合元件的一个接合面上；
b.将第二接合元件的一个接合面设置在第一接合元件的所述接合面上，其中，粘合剂由此在各接合元件之间面状地分布，并在各接合元件之间成形为尚未硬化的粘合层；
c.通过将相应的流动成形螺钉在第二接合元件上的至少一个螺钉位置处旋入，将第二接合元件固定在第一接合元件上，其中，相应的流动成形螺钉穿过第二接合元件旋入到第一接合元件中，并且同时成形用于到第一接合元件中的相应的流动成形螺钉的孔和螺纹的流孔。
该方法的特征在于，在将第二接合元件固定在第一接合元件上之前，在第二接合元件的接合面中形成凹部。凹部围绕至少一个螺钉位置形成，在所述至少一个螺钉位置上，相应的流动成形螺钉穿过第二接合元件，从而由流动成形螺钉排挤的材料至少部分地被凹部接收。通过该凹部，在第一接合元件和第二接合元件之间形成空心空间。当将第二接合元件设置在第一接合元件上并将第二接合元件固定在第一接合元件上时，该空心空间填充有粘合剂。在将流动成形螺钉旋入第一接合元件中时由流动成形螺钉排挤的材料至少部分地朝向第二接合元件的方向运动。朝向第二接合元件的方向从第一接合元件运动出来并在传统的方法中导致间隙形成的整个材料被在第一接合元件和第二接合元件之间的空心空间接收，从而不会形成间隙。如果第二接合元件不具有通孔，从而流动成形螺钉也在第二接合元件中形成孔和螺纹，则在此被排挤的材料的至少一部分同样被输送到空心空间中，其中，该空心空间也设计成接收该材料。
在一个有利的改进方案中，第二接合元件是板并且尤其是铝板。
此外，第一接合元件有利地由铝构成。此外，第一接合元件优选地构成为空心支撑件、板或由固体材料制成的构件，该构件在流动成形螺钉旋入时不会完全被流动成形螺钉穿透。
在一种有利的方法变型中，板中的凹部通过非切割成形工艺、特别是冲压工艺或深冲工艺来制造。由此，板通过盆形成型部构成凹部，该凹部的内部空间或空心空间指向第一接合元件。该板通常本来通过非切割成形工艺来形成其形状。借助于非切割成形工艺来形成凹部可以直接集成到第一接合元件的现有的制造过程中，从而为此不需要附加的工艺步骤或工艺时间。
在该方法的一个改进方案中，在第二接合元件的背离第一接合元件的面上的盆形成型部构成用于相应的流动成形螺钉的螺钉头的支承面。该支承面具有一支承面直径，所述支承面直径至少与相应的螺钉头的直径一样大。通过如下方式：螺钉或螺钉头以为此而设置的面平放在支承面上，可以在最大面积上通过螺钉将力导入第二接合元件中，并且可以从第二接合元件将力导出到螺钉中。
在一种有利的构造变型方案中，第二接合元件分别在至少一个螺钉位置上具有通孔。替代地，将通孔引入到第二接合元件中。当将第二接合元件固定在第一接合元件上时，流动成形螺钉通过该通孔旋入第一接合元件中，从而不必通过流动成形螺钉形成孔并且因此仅必须在空心空间中接收通过在第一接合元件中流孔形成而输送到空心空间中的材料。因为空心空间或凹部必须接收较小量的材料，所以凹部可以较小地构造，由此，第二接合元件的视觉外观被较小程度地影响，并且在凹部的制造中需要较小的变形度。
为了能够将来自流动成形工艺的材料均匀地分布在凹部中，有利的是，凹部在一个改进方案中构造成圆的并且以相应的螺钉位置为中心地设置。
凹部具有(在第二接合元件的接合面上测量的)优选在10mm与30mm之间的直径。
此外，该凹部具有(从第二接合元件的接合面到该凹部的最深点测量的)在0.5mm和2mm之间的深度。
如果第二接合元件与第一接合元件通过大于一个的流动成形螺钉连接，则流动成形螺钉分别在螺钉位置处穿过第二接合元件旋入到第一接合元件中。然后有利地，两个螺钉位置彼此之间具有在40mm至100mm的距离。
一种替代的实施变型方案规定，两个直接相邻的螺钉位置的凹部彼此连接。这些凹部一起在第二接合元件中形成朝向第一接合元件的通道形的空心空间。
根据本发明，此外提出了经冲压的板在根据本发明的方法中的应用。该板分别具有以至少一个螺钉位置为中心的盆形成型部，该板在该成型部处确定在该板和第一接合元件之间的空心空间。由在第二接合元件或第二接合元件的接合面中的凹部在第一接合元件和第二接合元件之间产生的空心空间构造用于接收如下材料，所述材料在将第二接合元件固定在第一接合元件期间成形流孔时由流动成形螺钉输送到空心空间中。
上面公开的特征可以以任意方式组合，只要这在技术上是可能的并且它们不相互矛盾。
附图说明
本发明的其他有利的改进方案在下面与根据附图对本发明的优选实施方式的描述一起详细说明。其示出：
图1示出了用于制造复合构件的方法的第一步骤；
图2示出了用于制造复合构件的方法的第二步骤；
图3示出了用于制造复合构件的方法的第三步骤；
图4示出了用于制造替代的复合构件的方法的第三步骤；
图5示出了用于制造替代的复合构件的方法的第二步骤；
图6示出了用于制造根据本发明的复合构件的第二接合元件的俯视图。
这些图是示例性示意的。附图中相同的附图标记表示功能和/或结构相同的特征。
具体实施方式
图1示出了制造方法的第一步骤。示出了第一接合元件10，将粘合剂30施加到所述第一接合元件上。粘合剂30设置在第一接合元件的接合面11上。构造为板的第二接合元件20具有在冲压车间中通过深冲工艺制成的盆形成型部24。该盆形成型部从第二接合元件20的平面远离第一接合元件10指向地凸出并且确定在第二接合元件20的面向第一接合元件10的接合面21上的凹部23。流动成形螺钉40在螺钉位置P中居中地设置在盆形成型部24上方。
凹部23具有在第二接合元件20的接合面21上测量的直径X。此外，凹部23具有深度Z，该深度从第二接合元件20的接合面21到该凹部的最深点测得。
通过将第二接合元件20合并或设置在第一接合元件10上，第二接合元件20与粘合剂30接触，其中，该粘合剂尚未硬化且是黏的。然后流动成形螺钉40在螺钉位置P处穿过第二接合元件20旋入到第一接合元件10中。流动成形螺钉40首先通过其在其尖端处的旋转来加热第二接合元件，由此，第二接合元件的经加热的材料变黏并且通过流动成形螺钉40的进给而被排挤。经加热的材料部分地被压到第二接合元件20的背离第一接合元件10的面上，并且部分地被压入到由凹部23确定的空心空间中，在该空心空间中由第二接合元件20的材料形成凸缘状的排出物22。通过进给，流动成形螺钉40被进一步压向第一接合元件10，在第二接合元件20中成形螺纹，并且第一接合元件10被加热，直到第一接合元件10的经加热的材料液化或变黏并且被输送到由凹部23确定的空心空间中，其方式是：该材料硬化为由第一接合元件10的材料制成的凸缘状的排出物12。
图3示出了与第一接合元件10接合了的第二接合元件20，其中，流动成形螺钉40分别在第一接合元件和第二接合元件10、20中成形孔并切入螺纹。在此从相应的接合元件排挤的材料分别被输送到由凹部23确定的空心空间中并且在那里硬化为凸缘状的排出物12、22。通过如下方式：凹部23已经形成足够大的空心空间来接收全部被排挤的材料，在第一接合元件和第二接合元件10、20之间没有形成不受控制的间隙。通过将第二接合元件20压到第一接合元件10上，粘合剂30面状地分布在两个接合元件之间并且被输送到凹部23中，从而使得粘合剂在硬化时间之后在各接合元件之间产生可负载的粘合连接。流动成形螺钉40的螺钉头41平地平放在盆形成型部24的支承面25上，从而螺钉的力可以均匀地并且大面积地导出到各接合元件上。
图4示出了用于制造替代的复合构件的方法的第三步骤。在所示的复合构件中，第一接合元件10'也是板。流动成形螺钉40穿过该板并且将经加热和排挤的材料的一部分输送到背离第二接合元件20的面上，在该面上该材料硬化为其他的凸缘状的排出物。然而，该材料的一部分此外被输送给由凹部23确定的空心空间中。
在图5所示的复合构件中，第二接合元件20'在固定之前已经具有通孔26。通过在第二接合元件20'固定在第一接合元件10”上之前已经构成的通孔26，在固定时较少的材料被输送到由凹部23确定的空心空间中，从而空心空间必须占据较小的体积并且由此可以较小地构造。此外，示出的第一接合元件10”为空心型材，从而使得第一接合元件10”的被排挤的材料至少部分地被输送到空心型材的内部空间中并在那里硬化。
图6示出了第二接合元件20的俯视图。可以看到三个盆形成型部24，各盆形成型部分别形成用于流动成形螺钉40的平的支承面25。盆形成型部24分别以螺钉位置P为中心地设置，各螺钉位置分别与相应的直接相邻的螺钉位置间隔开距离Y。通过螺钉位置的间隔并且因此盆形成型部24的间隔，在盆形成型部24之间产生足够大的区域，粘合剂30的粘合作用可以在所述区域中起作用。
本发明在其实施方式方面不限于上述优选的实施例。而是可以考虑多种变型方案，即使在原则上不同类型的实施方式中也可以应用所示出的解决方案的变型方案。例如，代替流动成形螺钉，可以使用其他的连接元件，所述其他的连接元件借助于摩擦焊接工艺与第一接合元件连接，并且将第二接合元件压靠在第一接合元件上地贴靠和平放在第二接合元件上或者通过摩擦焊接工艺与第二接合元件连接。
Claims (15)
1.一种用于制造复合构件的方法，该复合构件包括第一接合元件(10)和第二接合元件(20)，该方法包括以下步骤：
a.将粘合剂(30)施加到所述第一接合元件(10)的接合面(11)上；
b.将所述第二接合元件(20)的接合面(21)设置在所述第一接合元件(10)的接合面(11)上；
c.通过将相应的流动成形螺钉(40)在第二接合元件(20)上的至少一个螺钉位置(P)处旋入，将第二接合元件(20)固定在第一接合元件(10)上，其中，所述相应的流动成形螺钉(40)穿过第二接合元件(20)旋入到第一接合元件(10)中，并且同时流动成形出第一接合元件(10)中的孔和螺纹，所述孔和螺纹用于所述相应的流动成形螺钉(40)，其中，
该方法的特征在于，在将第二接合元件(20)固定在第一接合元件(10)上之前，在第二接合元件的接合面(21)中构成围绕所述至少一个螺钉位置(P)的凹部(23)，在所述至少一个螺钉位置上，相应的流动成形螺钉(40)穿过第二接合元件(20)，所述第二接合元件(20)在所述至少一个螺钉位置(P)上分别具有通孔(26)或者引入通孔，在将所述第二接合元件(20)固定在所述第一接合元件(10)上时，所述流动成形螺钉(40)通过所述通孔旋入所述第一接合元件(10)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二接合元件(20)是板。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二接合元件(20)是铝板。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在该板中的凹部(23)通过非切削成形工艺来制造，从而该板通过盆形成型部(24)构成该凹部，该凹部的空心空间指向第一接合元件(10)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在该板中的凹部(23)通过冲压工艺来制造。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，在该板中的凹部(23)通过深冲工艺来制造。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，该盆形成型部(24)在所述第二接合元件(20)的背离所述第一接合元件(10)的面上构成用于相应的流动成形螺钉(40)的螺钉头(41)的支承面(25)，该支承面具有支承面直径，所述支承面直径至少与相应的螺钉头(41)的直径一样大。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述凹部(23)构造成圆的并且以相应的螺钉位置(P)为中心地设置。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述凹部(23)具有在10mm至30mm之间的直径。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述直径是在所述第二接合元件(20)的接合面(21)上测量的。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述凹部(23)具有在0.5mm至2mm之间的深度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述深度是从所述第二接合元件(20)的接合面(21)到所述凹部(23)的最深点测量的。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，两个螺钉位置(P)彼此之间具有在40mm至100mm之间的距离(Y)。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，两个直接相邻的螺钉位置(P)的凹部(23)彼此连接，并且构成在所述第二接合元件(20)中朝向所述第一接合元件(10)的通道形的空心空间。
15.经冲压的板在根据权利要求1至14中任一项所述的方法中的应用，其特征在于，所述板以所述至少一个螺钉位置(P)为中心地分别具有盆形成型部(24)，所述盆形成型部在该盆形成型部(24)处确定在所述板和第一接合元件(10)之间的空心空间，所述板在所述至少一个螺钉位置(P)上分别具有通孔(26)或者引入有通孔，在将所述板固定在所述第一接合元件(10)上时，所述流动成形螺钉(40)能通过所述通孔旋入所述第一接合元件(10)中。
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