JP2020504035A - 物体を共に接合すること - Google Patents
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Abstract
Description
●複数のプロファイル本体を提供するステップ。例えば、2、3、4またはそれ以上のプロファイル本体を提供することができる。各プロファイル本体は、第1のプロファイル本体部分を含む。第1のプロファイル本体部分は、例えば、プロファイル本体の近位端または遠位端を含むことができる。
●第1の物体、および場合によっては第2の物体へのプロファイル本体の埋め込みは、第1の物体および/または第2の物体が互いに対して押圧されている間に第1の物体および/または第2の物体に衝突する機械的エネルギーによって引き起こされる。
長さ(高さ)と最小直径との間の比が1より小さく、特に0.1〜0.5の間であるプロファイル本体部分の設計が、信頼性のある接合の観点から良好な結果をもたらすことが見出された。
基部要素は少なくとも1つの支持面を形成することができる。
例えば、基部要素は、プロファイル本体が埋め込まれる第1の物体表面部分およびプロファイル本体が取り付けられる第2の物体表面部分の形状に適合したプレートの形状を有することができる。
本発明の洞察は、プロファイル本体の埋め込みを含む接合方法が、接着剤によって互いに接合されることを必要とするまたは意図されている第1の物体および第2の物体の材料にとって特に有利であることである。接着接合方法は、接合手順の開始時に安定性が不十分であることが多く、結果、物体をしばらく放置する必要があるか、または接合されるべき物体の相対移動を機械的に阻止するために物体の形状に望ましくない特徴を備える必要がある。
シールを確立するステップは、シールバンドまたはシールリングなどのシール要素を提供すること、およびシール要素を第1の物体、第2の物体およびプロファイル本体に対して位置決めすることを含むことができる。特に、シール要素は、プロファイル本体を埋め込むステップの前に位置決めされる。
本発明による方法は、処理時間を増加させることなく、および/または接合プロセスを複雑にすることなく、第1の物体と第2の物体との密封接合を確立するために使用できることが分かった。これは、熱可塑性材料を流動性にする機械的エネルギーを加えた直後にプロファイル本体が第2の物体に対する第1の物体の位置を固定するためである。接着剤およびまた溶接に基づく接合方法は、接着剤または溶接部が硬化する前に必要な圧縮力を支持することができない。そのような方法とは対照的に、本発明による方法は、第1の物体および第2の物体を組み立てた直後に上記圧縮力を支持することができる相対的固定を可能にする。
表面開口(複数可)は、凹部の機能を引き継ぐように設計することができる。特に、表面開口は、ある深さを有することができ、または、表面開口は、表面開口(複数可)に収容されるべきプロファイル本体の部分の最大厚さよりも大きい累積深さを有することができ、これは、プロファイル本体の上記部分がプロファイル本体部分とは異なることを意味する。
●第1の物体および第2の物体の少なくとも一方における補償領域は、第1の物体に埋め込まれかつ第2の物体に取り付けられたプロファイル本体の一部が、第1の物体および第2の物体の材料と接触することなく、かつ、第1の物体および第2の物体の材料との接触に至ることなく、変形することができるように構成される。特に、補償領域は、プロファイル本体の上記部分の周りに開放空間を形成する。
第2のグループの実施形態は、その軸に垂直な方向から加えられる力に応じて弾性的に変形するように整えることができる。特に、それらの実施形態は、それらの軸に垂直な軸に沿って弾性的に変形するように整えることができる。
●プロファイル本体は、開口のパターンを有する折り畳まれた金属シート、または複数の部分的に切り取られ折り畳まれた部分(舌部)を有する金属シートなどであり得る。
第1のプロファイル本体部分は、第1のプロファイル本体部分が第1の物体内に埋め込まれたときに基部要素が第1の物体表面部分に対して本質的に平行に延伸するように、基部要素から突出することができる。
第2のプロファイル本体部分は、第1のプロファイル本体部分が第1の物体に埋め込まれたときに第2のプロファイル本体部分を第2の物体に取り付けることができるように、基部要素から突出することができる。
実施形態のこのグループでは、プロファイル本体は最初、第2の物体から分離されており、第2のプロファイル本体部分が第2の物体の熱可塑性材料内にあるように第2の物体にプロファイル本体を埋め込むさらなるステップを含む方法によって、第2の物体に取り付けられる。
●第1の物体および第2の物体を提供し、さらに複数のプロファイル本体を提供することと、
●第1の物体の表面部分と第2の物体の表面部分との間に第1の物体および第2の物体に対してプロファイル本体を配置することであって、プロファイル本体は、第1の物体に向かって方向付けられる第1のプロファイル本体部分と第2の物体に向かって方向付けられる第2のプロファイル本体部分とを含む、配置することと、
●第1の物体および第2の物体の少なくとも一方に押圧力および機械的振動エネルギーを結合することであって、押圧力は、第1の物体および第2の物体の熱可塑性材料の流動部分が流動可能になるまで、各第1プロファイル本体部分が第1の物体の熱可塑性材料内にあるようにプロファイル本体が第1の物体に埋め込まれるまで、かつ、各第2プロファイル本体部分が第2の物体の熱可塑性材料内にあるようにプロファイル本体が第2の物体に埋め込まれるまで、プロファイル本体が第1の物体と第2の物体との間にクランプ締めされるようにする、結合することと、
●熱可塑性材料を再固化させることとを含むことができる。
●遠位プロファイル本体部分を第2の物体の近位表面に対して位置決めし、特に遠位プロファイル本体部分を、プロファイル本体が第1の物体および第2の物体に埋め込まれるべき位置において第2の物体の近位表面と接触させるステップ。
本発明による方法に適した機械的振動または発振は、好ましくは2〜200kHzの間の周波数(さらにより好ましくは10〜100kHzまたは20〜40kHzの間の周波数を有する超音波振動)および活性面1平方ミリメートルあたり0.2〜20 Wの振動エネルギーを有する。振動ツール(ソノトロード)は、例えば、その接触面が主に、ツール軸の方向に(長手方向の振動)、1〜100μmの間、好ましくは約30〜60μmの間の振幅で振動するように設計されている。そのような好ましい振動は、例えば、例として超音波溶接から知られている超音波装置によって生成される。
プロファイル本体3が取り付けられる領域は、プロファイル本体3が第2の物体表面部分31とは反対側の表面に侵入しないような厚さを有する。図示の実施形態では、第2の物体表面部分31と反対側の表面は結合面32に対応する。
図4〜図6は、プロファイル本体3の例示的な構成および第2の物体2の例示的な形状を示す。
図6に示す実施形態では、第2の物体2は、例えば、ハウジング7を含む中央部分の周りに2次元の規則的な格子を形成する。
プロファイル本体3を第1の物体1および場合によっては第2の物体2内に確実に固定するために、ポジティブフィット接続を使用することができる。図12〜図15は、熱可塑性材料に埋め込まれたときにポジティブフィット接続に寄与する手段を含むプロファイル本体の例示的実施形態を示す。
図14は、プロファイル本体3の外面上に配置されたアンダーカット4を有するプロファイル本体3を示す。
図16に示す実施形態の変形形態では、第1のプロファイル本体部分3.1は第2のプロファイル本体部分3.2に対してある角度、特に直角を成す。第2のプロファイル本体部分3.2は、異なる方法で第2の物体2に対してねじれるかまたは取り付けられ得る。
図20に示す実施形態では、プロファイル本体3が第2の物体2の接合位置に隣接するように、プロファイル本体3が第2の物体2の近位表面11に対して位置決めされる。
プロファイル本体を一般にオフセット軸を有するように設計することが想定され得る。特に、オフセット軸を用いて、図24〜図27に従うが、さらに、図7〜図19に従ってプロファイル本体を設計することを想定することができる。
プロファイル本体3は、第1のプロファイル本体部分3.1と第2のプロファイル本体部分3.2とを備える。第1のプロファイル本体部分および第2のプロファイル本体部分は、基部要素34の両側、すなわち第1の表面35および第2の表面36に配置されている。
エラストマー部分50の代わりに別個のシール要素を想定することもできる。
Claims (33)
- 第1の物体(1)を第2の物体(2)に接合する方法であって、
複数のプロファイル本体(3)を提供するステップであり、各プロファイル本体(3)は、第1のプロファイル本体部分(3.1)を備える、複数のプロファイル本体(3)を提供するステップと、
前記第1の物体(1)を提供するステップであり、前記第1の物体(1)が熱可塑性材料を含む、前記第1の物体(1)を提供するステップと、
前記第2の物体(2)を提供するステップであり、前記プロファイル本体(3)は前記第2の物体(2)から分離しており、取り付け可能であるか、または、前記第2の物体(2)は前記プロファイル本体(3)を含む、前記第2の物体(2)を提供するステップと、
各第1のプロファイル本体部分(3.1)が前記第1の物体(1)の前記熱可塑性材料内にあるように、前記第1の物体(1)に前記プロファイル本体(3)を埋め込むステップと
を含み、
前記第1の物体(1)への前記プロファイル本体(3)の埋め込みは、前記第1の物体(1)および前記第2の物体(2)が互いに押圧されている間に、前記第1の物体(1)および/または前記第2の物体(2)に衝突する機械的エネルギーによって引き起こされる、方法。 - 前記第1の物体(1)に前記プロファイル本体(3)を埋め込む前記ステップにおいて、前記プロファイル本体(3)は前記第1の物体(1)に同時に埋め込まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の物体および前記第2の物体が各々、表面部分を有し、
前記第1の物体(1)に前記プロファイル本体(3)を埋め込む前記ステップは、前記第1の物体表面部分(30)および前記第2の物体表面部分(31)が互いに対向するまで行われる、請求項1または2に記載の方法。 - 前記第1の物体(1)に埋め込まれたときに前記プロファイル本体(3)が前記第1の物体(1)内に延伸する第1の深さが前記第1の物体(1)の厚さよりも小さく、前記第2の物体(2)に取り付けられたときに前記プロファイル本体(3)が前記第2の物体(2)内に延伸する第2の深さが前記第2の物体(2)の厚さよりも小さくなることのうちの少なくとも一方が達成される、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロファイル本体(3)のうちの少なくとも1つは、前記第2の物体(2)に対する前記第1の物体(1)の移動によって生じる張力に応じて弾性的に変形することができるように構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の物体(1)および前記第2の物体(2)のうちの少なくとも1つが、内部応力を低減するための応力解放構造(6.1〜6.3)を備える、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロファイル本体(3)が、ポジティブフィット接続を形成するように適合された構造を含み、前記第1の物体(1)に前記プロファイル本体(3)を埋め込む前記ステップが、前記第1の物体(1)の前記熱可塑性材料内にポジティブフィット接続を形成するように整えられた構造を埋め込むことを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ポジティブフィット接続を形成するように適合された構造が、アンダーカット(4.1)、ねじれ(17)、および穴(15)のうちの少なくとも1つを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記プロファイル本体(3)が前記第2の物体(2)から分離されており、前記第2の物体(2)が熱可塑性材料を含み、
第2のプロファイル本体部分(3.2)が前記第2の物体(2)の前記熱可塑性材料内にあるように、前記第2の物体(2)に前記プロファイル本体(3)を埋め込むさらなるステップを含む方法によって、前記プロファイル本体(3)が前記第2の物体(2)に取り付けられる、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1の物体および前記第2の物体に埋め込まれるために、前記プロファイル本体(3)は、前記第1の物体および前記第2の物体の表面部分の間で前記第1の物体および前記第2の物体に対して位置決めされ、
前記第1の物体(1)に前記プロファイル本体(3)を埋め込む前記ステップおよび前記第2の物体(2)に前記プロファイル本体(3)を埋め込む前記ステップは、押圧力および機械的振動エネルギーを前記第1の物体および前記第2の物体の少なくとも一方に結合することを含み、
前記押圧力によって、前記プロファイル本体(3)が前記第1の物体および前記第2の物体の間にクランプ締めされる、請求項9に記載の方法。 - 前記プロファイル本体(3)が基部要素(34)を備え、前記第1のプロファイル本体部分(3.1)および前記第2のプロファイル本体部分(3.2)が前記基部要素から突出する、請求項9または10に記載の方法。
- 前記プロファイル本体(3)の少なくとも1つが近位プロファイル本体ヘッド(13)および遠位プロファイル本体部分(12)を含み、
前記第2の物体(2)が近位表面(11)を有し、
前記方法が、
前記第2の物体(2)の前記近位表面(11)に対して前記遠位プロファイル本体部分(12)を位置決めするステップと、
前記プロファイル本体ヘッド(13)が前記第2の物体(2)の前記近位表面(11)と同一平面になるまで、前記遠位プロファイル本体部分(12)を前記第2の物体(2)を通じて前記第1の物体(1)の前記熱可塑性材料に押し込むステップと
を含む、請求項9に記載の方法。 - 提供される前記プロファイル本体(3)が、前記第2の物体(2)を介した可能な接続を除いて、別個のプロファイル本体(3)である、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2の物体(2)を提供する前記ステップが、前記プロファイル本体(3)を含む前記第2の物体(2)を提供することを含み、
前記プロファイル本体(3)が前記第2の物体(2)と一体である、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1の物体(1)および前記第2の物体(2)のうちの少なくとも一方が、リザーバ(5)を備えて提供され、
前記第1の物体(1)に前記プロファイル本体(3)を埋め込む前記ステップの間、または、前記第1の物体(1)および前記第2の物体(2)に前記プロファイル本体(3)を埋め込む前記ステップの間に変位される前記熱可塑性材料が、前記リザーバ(5)内に収容される、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1の物体(1)および前記第2の物体(2)のうちの少なくとも一方が、前記第1の物体(3)に埋め込まれかつ前記第2の物体(2)に取り付けられたプロファイル本体(3)の一部が、前記第1の物体および前記第2の物体の材料と接触することなく、かつ、前記第1の物体および前記第2の物体の材料との接触に至ることなく、変形することができるように構成されている少なくとも1つの補償領域(10)を備える、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1つのプロファイル本体(3)が少なくとも2つの第1プロファイル本体部分(3.1)を含み、
前記第1の物体(1)に前記プロファイル本体(3)を埋め込むステップが、前記第1の物体(1)の前記熱可塑性材料に前記少なくとも2つの第1のプロファイル本体部分(3.1)を埋め込むことを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 前記プロファイル本体(3)が前記第2の物体(2)から分離されており、
前記プロファイル本体(3)が少なくとも1つの第2のプロファイル本体部分(3.2)を含み、
前記第2の物体(2)が熱可塑性材料を含み、
前記第2の物体(2)の前記熱可塑性材料に前記少なくとも1つの第2のプロファイル本体部分(3.2)を埋め込むステップを含む前記方法によって、前記プロファイル本体(3)が前記第2の物体(2)に取り付けられる、請求項17に記載の方法。 - 少なくとも前記少なくとも1つのプロファイル本体(3)が基部要素(34)を備え、前記少なくとも2つのプロファイル本体部分(3.1)および前記少なくとも1つの第2のプロファイル本体部分(3.2)が前記基部要素(34)から突出する、請求項18に記載の方法。
- 接着剤(40)を提供するステップを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記方法の間に接着剤間隙(41)が生成される、請求項20に記載の方法。
- 前記方法は、前記第1の物体と前記第2の物体との間に密封接合を提供するステップを含み、
前記密封接合を証明するステップが、前記第1の物体または前記第2の物体にエラストマー部分(51)を提供すること、または、シール要素(52)を提供することを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 前記プロファイル本体(3)が、局所的な接合位置に対して設計されている、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロファイル本体(3)が、埋め込み方向に対して垂直な断面において、互いに向かって屈曲される少なくとも2つの端部を含む閉ループまたは開ループを形成する、請求項23に記載の方法。
- 第1の物体(1)を第2の物体(2)に接合するためのプロファイル本体(3)であって、前記プロファイル本体(3)は、軸(19)と、ポジティブフィット接続を形成するように適合されている構造および第1の開口(16.1)を有する第1のプロファイル本体部分(3.1)とを備え、
前記プロファイル本体(3)は、前記軸(19)に対して垂直な方向から作用する力に応じて弾性的に変形するように整えられている、プロファイル本体(3)。 - 請求項1から24のいずれか1項に記載の方法によって第1の物体(1)を第2の物体(2)に接合するためのプロファイル本体(3)であって、前記プロファイル本体(3)は、第1の開口16.1を有する第1のプロファイル本体部分(3.1)と、第2の開口(16.2)を有する第2のプロファイル本体部分(3.2)とを備え、
前記プロファイル本体(3)は、第1の表面(35)と第2の表面(36)とを有する基部要素(34)を備え、
前記第1のプロファイル本体部分(3.1)は前記第1の表面(35)から突出し、前記第2のプロファイル本体部分(3.2)は前記第2の表面(36)から突出し、
前記プロファイル本体(3)は、前記プロファイル本体の埋め込み方向に垂直な断面において、互いに向かって屈曲されている少なくとも2つの端部を含む閉ループまたは開ループを形成する、プロファイル本体(3)。 - 前記基部要素(34)は、前記第1の物体(1)および前記第2の物体(2)のうちの少なくとも一方における前記プロファイル本体(3)の最大侵入深さを決定するように構成されている支持面(14)を形成する、請求項26に記載のプロファイル本体。
- 前記第1のプロファイル本体部分(3.1)および前記第2のプロファイル本体部分(3.2)のうちの少なくとも一方が、ポジティブフィット接続を形成するように適合された構造を備える、請求項26または27に記載のプロファイル本体。
- 前記プロファイル本体(3)は、埋め込み深さに応じて増大する、前記第1の物体(1)および前記第2の物体(2)の少なくとも一方への前記プロファイル本体(3)の埋め込みに対する抵抗を生成するように設計される、請求項26から28のいずれか1項に記載のプロファイル本体。
- 前記基部要素は、前記プロファイル本体(3)が前記第1の物体(1)と前記第2の物体(2)とを接合するときに接着剤間隙を生じるように設計されている、請求項26から29のいずれか1項に記載のプロファイル本体。
- 前記第1のプロファイル本体部分(3.1)と前記第2のプロファイル本体部分(3.2)とが互いからオフセットされている、請求項26から30のいずれか1項に記載のプロファイル本体。
- 前記プロファイル本体(3)が少なくとも3つのプロファイル本体部分を含む、請求項26から31のいずれか1項に記載のプロファイル本体。
- 前記プロファイル本体(3)が軸(19)を含み、
前記プロファイル本体(3)が、前記軸(19)に垂直な方向から作用する力に応じて弾性的に変形するように整えられている、請求項26から32のいずれか1項に記載のプロファイル本体。
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