用于制造構件連接系統的方法與流程

本發明涉及一種根據權利要求1的特征所述的用于制造構件連接系統的方法。

背景技術：

由DE102012221698B3中已知一種構件連接系統，其中，將鋼制球體焊接到第一構件上。待與第一構件連接的第二構件具有通孔并且如此貼靠到第一構件上，使得從第一構件伸出的球體穿過第二構件的通孔伸出至少一段距離。接著將兩件式的塑料夾持件夾到球體上，該塑料夾持件搭接并突出于設置在第二構件中的通孔并且將兩個構件夾緊在一起。

技術實現要素：

本發明的任務是，提出一種用于制造改進的構件連接系統的方法，以便由此開拓另外的應用領域。

該任務通過權利要求1的特征來實現。本發明的有利的設計方案和改進方案由各從屬權利要求中可得知。

本發明的出發點是應與第二構件連接的第一構件。第一構件的表面的至少一部分區域由熱塑性塑料材料制成。當然整個第一構件可由熱塑性塑料材料制成。但這不是必須的。而是也可能的是，第一構件的“芯”由其它材料制成并且該芯或芯的一部分涂覆或覆蓋有熱塑性塑料材料。第一構件的熱塑性塑料材料可以是纖維增強的熱塑性塑料材料。纖維或顆粒分布在熱塑性塑料材料中。作為纖維考慮例如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維或類似物。在纖維長度方面可使用長纖維、短纖維或所謂的連續纖維或這些纖維的組合物。

通過超聲波焊接將至少一個球體焊接到第一構件上或者第一構件的熱塑性塑料材料上。所述球體的特點在于，該球體的表面的至少一部分區域由熱塑性塑料材料制成。

所述球體尤其可以是由熱塑性塑料材料制成的實心球體。作為對此的替代，所述球體也可以是由熱塑性塑料材料制成的空心球體。此外可考慮所述球體具有球體芯，該球體芯至少部分覆蓋或涂覆有熱塑性塑料材料。所述球體芯可例如由鋼、鋁、玻璃、鉛或類似物制成。由此可將球體芯的特定的特性(該球體芯可例如是磁性的)與熱塑性涂層的特性(與構件或基體焊接在一起的可焊接性)相結合。所述球體的熱塑性塑料材料可以是纖維增強或顆粒增強的塑料，這提高了在球體與第一構件之間的焊接連接的牢固度。

在將球體與第一構件焊接在一起之前，將球體這樣壓靠到第一構件上，使得球體的熱塑性塑料材料貼靠在第一構件的熱塑性塑料材料上。

接著，借助超聲波發生器將球體置于振動中，這導致球體的材料和/或第一構件的材料在接觸區域中局部熔化并且因此導致兩材料熔合、也就是說導致球體與第一構件焊接在一起。基于球體的凸形的幾何結構，在球體與第一構件之間的接觸區域中產生極高的能量密度，該能量密度導致球體材料和第一構件的材料工整地、局部受限地熔化，并且因此結果導致非常工整、高質量且牢固的焊接連接。

上文已提及的第二構件具有通孔并且被這樣引導到第一構件上，使得從第一構件伸出的球體伸入到第二構件的通孔中或者該球體穿過第二構件的通孔伸出一段距離。

接著，將例如可由彈性的塑料材料制成的夾緊元件夾到球體上。夾緊元件搭接并突出于通孔并且因此使所述兩個構件形鎖合和/或力鎖合地彼此連接。當夾緊元件或夾緊元件的搭接并突出于通孔的邊緣構造成彈性時，通過夾緊元件甚至能實現在第一構件與第二構件之間的持久的夾緊。

本發明可應用于幾乎不受限制的許多領域。本發明尤其可應用在車輛制造領域中，并在那里尤其可應用在車身制造領域中。因此，所述第一構件和/或第二構件可以是車輛構件、尤其是車輛的車身構件。

根據本發明的一種改進方案，第一構件在應通過超聲波焊接將球體焊接到第一構件上的位置具有“物理標記”，該“物理標記”使得球體相對于第一構件的精確定位更為容易。這種物理標記可例如通過槽狀的凹處、尤其通過球冠狀的槽狀的凹處、十字線狀的凹處或類似物形成。

根據一種改進方案，將粘結劑層引入到所述第一構件的面向第二構件的側面上和/或引入到所述第二構件的面向第一構件的側面上或者簡單地引入到這兩個構件之間，作為所述夾緊元件的補充，該粘結劑層使兩個構件材料鎖合地彼此連接。

根據本發明的一種改進方案，聲波發生器在聲波發生器的“接通”之后產生平移和/或扭轉的振動，這些平移和/或扭轉的振動傳遞到球體上。

在施加粘結劑的情況下可規定，對于容納粘結劑所需的在兩個構件之間的間隙通過夾緊元件來實現或甚至確保。夾緊元件在兩個構件夾緊在一起之后確保“操作穩定性”，即使粘結劑還未硬化。因此，即使在粘結劑還未硬化的情況下，所述兩個通過夾緊元件夾緊在一起的構件也能被進一步加工或進一步運輸。

根據本發明的一種改進方案，借助集成到聲波發生器中或布置在聲波發生器上的抽吸裝置吸附球體。借助這種抽吸裝置可將球體從球體儲存器或者從填充有許多球體的儲備容器中吸附、取出并且引導到第一構件上。為了借助負壓進行固定，可在聲波發生器的端側上設置槽狀的容納部，借助抽吸裝置將球體吸附或吸入到該容納部中。

聲波發生器可構造成手持式設備。與此相應地，所述球體可手動借助聲波發生器被引導到第一構件上并且與第一構件焊接在一起。作為對此的替代，也可通過如下方式全自動地將球體從球體儲存器中取出，將球體引導到第一構件上并且將球體與第一構件焊接在一起：由工業機械手控制所述聲波發生器并且使其運動。

可選擇手動或借助夾緊放置裝置自動地將夾緊元件夾到球體上。

附圖說明

下面結合附圖詳細闡述本發明。圖1至圖5示出根據本發明的方法的各個步驟。

具體實施方式

圖1示出了板坯狀的、也就是說基本上平面的第一構件1，該第一構件具有球冠狀或槽狀的凹處2。第一構件1可完全由熱塑性材料制成或至少在槽狀的凹處2區域中涂覆或覆蓋有熱塑性材料。

如由圖2可見的那樣，將球體3引入到槽狀的凹處2中。因此，球體3至少一部分伸入到槽狀的凹處2中。槽狀的凹處2作為“物理標記”起作用。因此，通過凹處2以預先限定的方式使球體3相對于第一構件1定位。

球體3可例如手動放入到凹處2中。作為對此的替代，球體3也可借助輸送裝置、例如機械手(未示出)裝入到凹處2中。借助在此僅示意性示出的超聲波發生器4將球體3置于超聲波振動(例如平移和/或扭轉的振動)中并且與第一構件1的熱塑性材料焊接在一起，并且因此與第一構件1焊接在一起。

球體3也可由熱塑性材料制成。但該球體不必完全由熱塑性材料制成。可考慮球體3僅在與凹處2接觸的接觸區域中涂覆或覆蓋有熱塑性材料。但是，所述球體當然也可具有由非熱塑性材料制成的球體芯，該球體芯完全覆蓋有由熱塑性材料制成的表面層。

也可經由聲波發生器將球體輸送到凹處2中。為此，可在聲波發生器4的端側區域中設有槽狀的凹處，抽吸通道通向該凹處。借助在此未詳細示出的抽吸裝置(其可例如集成到聲波發生器4中)能將球體3吸入或吸附到聲波發生器的槽狀的凹處4a中。因此，可通過移動聲波發生器使球體3相對于第一構件1定位并且將該球體引入到第一構件的凹處2中。在此，可手動或通過工業機械手自動控制地使所述聲波發生器運動。

通過將球體3置于振動中，使球體3的熱塑性材料和/或凹處2的熱塑性材料局部受限地熔化并且彼此熔合。由此將球體3與第一構件1焊接在一起。基于球體的凸形的幾何結構，在球體與第一構件之間的接觸區域中產生非常高的能量密度，該能量密度導致球體3的或第一構件1的熱塑性材料工整地、局部受限地熔化。

如在圖3中示出的那樣，將粘結劑層5涂到第一構件1的上側面上。

接著，如在圖4中示出的那樣，將具有通孔6a的第二構件6放置到粘結劑層5上。第二構件6這樣相對于第一構件1或球體3布置，使得球體3伸入到第二構件6的通孔6a中或者該球體在此甚至穿過通孔6a伸出一段距離。

接著將夾緊元件7夾到球體3上。在此，夾緊元件7以貼靠在第二構件6上的止動凸鼻7a搭接并突出于第二構件的通孔6a。通過(彈性的)夾緊元件7將兩個構件(6、1)保持在一起或彼此壓靠。因此，即使在粘結劑5還未硬化的情況下，也可進一步運輸或甚至已經進一步加工兩個構件1、6。