本實用新型涉及一種用于通過至少一個可塑性變形連接體連接物體的設(shè)備。

背景技術(shù)：

在根據(jù)EP 0 965 400 A2的已知方法和設(shè)備中，組成兩個將要連接的部件中的一個的凸起的連接體，首先通過熱空氣噴嘴加熱，然后，用冷沖壓使穿過將要鉚接的第二部件的連接體變形，并通過整體形成的鉚釘頭使該第二部件與第一部件連接。

此類型的鉚接方法和設(shè)備需要使用大量能量，因為從噴嘴流出的熱空氣不僅加熱連接體，即錨釘，而且加熱周圍材料，這有時可能導(dǎo)致視覺上能查別的損傷或甚至導(dǎo)致材料受損。另外，該連接經(jīng)常出現(xiàn)不是特別好的壓配合，而不是特別好的壓配合通常歸因于凸起、連接體或鉚釘?shù)牟痪鶆蚣訜帷?/p>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是，提供一種用于通過可塑性變形連接體連接物體的設(shè)備，在該可塑性變形連接體的幫助下，可以節(jié)能的方式獲得高強度的熱鉚接，不會損傷連接體周圍的材料。

本申請?zhí)峁┝艘环N用于通過至少一個塑性可變形的連接體連接物體的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括：成型沖壓機，具有用于使所述連接體成形的下自由端；電加熱筒，布置在所述成型沖壓機內(nèi)并朝向所述下自由端，以用于加熱所述成型沖壓機的所述下自由端；壁部，至少包圍所述成型沖壓機的所述下自由端，以形成間隙；以及供氣管道，用于引導(dǎo)氣體介質(zhì)通過所述壁部進入所述間隙；因此，所述氣體介質(zhì)能被所述成型沖壓機加熱，并且然后所述氣體介質(zhì)能夠加熱所述連接體。

進一步地，所述成型沖壓機和流限制裝置能一起豎直移動。

進一步地，所述成型沖壓機的外表面朝向所述下自由端，所述外表面具有傳熱肋，所述壁部包圍所述傳熱肋。

進一步地，所述流限制裝置包括具有下開口端的壁，該下開口端以噴嘴狀方式逐漸變細。

進一步地，均勻地加熱具有自由端的成型沖壓機，在均勻加熱所述成型沖壓機的同時，通過在所述成型沖壓機周圍引導(dǎo)氣體來產(chǎn)生加熱的氣流，通過在所述連接體周圍引導(dǎo)所述加熱的氣流來均勻地加熱所述連接體，在均勻地加熱所述連接體的同時，通過所述成型沖壓機的所述自由端，使所述連接體永久地變形，至少就在所述變形之后，停止所述加熱的氣流，這取決于所述連接體和所述成型沖壓機的熱含量，以及在所述連接體和所述成型沖壓機上保持相對較冷的氣流，直到使所述連接體和所述成型沖壓機冷卻為止。

進一步地，所述冷的氣流的量比所述加熱的氣流的量大。

進一步地，所述連接體具有上端，在所述連接體上方向下引導(dǎo)所述加熱的氣流，并通過橫向壁限制所述加熱的氣流。

進一步地，所述壁部包圍所述成型沖壓機，以在所述壁部和所述成型沖壓機之間形成間隙，并且其中，將所述加熱的氣流從上方引入所述間隙，并朝向所述下自由端引導(dǎo)。

進一步地，使所述加熱的氣流朝向所述成型沖壓機的所述下自由端加速。

根據(jù)本實用新型，在這樣的設(shè)備的情況中實現(xiàn)此目的，該設(shè)備具有用于使可變形連接體變形的成型沖壓機、用于加熱連接體的加熱裝置和用于對連接體供應(yīng)氣體介質(zhì)的裝置，在第一變型中，其中，保持成型沖壓機，并至少通過用于氣體介質(zhì)的限流裝置中的其可加熱的下自由端以可豎直移動的方式引導(dǎo)成型沖壓機，在該情況中，可將介質(zhì)引入成型沖壓機和限流裝置之間的間隙中。

在此設(shè)計變型中，用成型沖壓機加熱氣體介質(zhì)，這有助于使可變形連接體中的溫度平穩(wěn)，然后，通過加熱的成型沖壓機使此連接體變形。

參考沒有任何結(jié)構(gòu)變化地(該結(jié)構(gòu)變化不僅用于使連接體變形，而且用于使未用于連接部件的物體變形)使用設(shè)備的事實，相反僅必須使連接體和這些物體設(shè)計變形，例如在凸起的末端。

在本實用新型的一個優(yōu)選改進中，以可豎直移動的方式與限流裝置一起引導(dǎo)成型沖壓機。

為了獲得用于加熱成型沖壓機和氣體介質(zhì)的能量的有效使用，在本實用新型的一個改進中，在成型沖壓機的內(nèi)部配備電加熱裝置，且成型沖壓機由限流裝置包圍且間隙很小，限流裝置具有供氣管道并將氣流引導(dǎo)至可變形連接體。電加熱成型沖壓機加熱氣體介質(zhì)，將氣體介質(zhì)引入成型沖壓機和限流裝置之間的間隙，由于相對較窄的間隙的原因而以很小能量消耗快速加熱氣體介質(zhì)。

此設(shè)備的一個優(yōu)選改進中，將電加熱裝置作為加熱筒直接布置在薄壁的、低質(zhì)量的成型沖壓機的前端附近。具有薄壁且由此具有小質(zhì)量的成型沖壓機的結(jié)構(gòu)具有這樣的優(yōu)點：成型沖壓機的加熱會使用很少的能量，并且，加熱和冷卻之間可能具有快速的溫度變化。由于將熱能直接布置在端部附近以用于使連接體變形，所以從而節(jié)省能量且加熱和冷卻過程發(fā)生得更快。

特別是當(dāng)如果使用相對大量的氣體時，其可能是有利的，在本實用新型的一個改進中，在成型沖壓機的外部的加熱區(qū)域中設(shè)置傳熱肋，那么，由于通過此方式，特別是與對限流裝置的狹窄間隙結(jié)合，可在成型沖壓機和將要加熱的氣體之間獲得非常好的熱傳遞。

如果限流裝置在其下開口端以噴嘴狀方式逐漸變小，那么使氣體介質(zhì)在將要加熱的連接體的方向上加速，這會增加熱傳遞。如果加熱沖壓機設(shè)置有傳熱肋，那么此改進特別有利。然后，該逐漸變小的形狀造成相對小的出口橫截面，結(jié)果是，限流裝置在出口端離連接體非常小的距離。通過此方式，不僅可獲得連接體的特別好的加熱，而且可屏蔽連接體周圍的材料的熱效應(yīng)。

根據(jù)第二設(shè)計變型，將限流裝置設(shè)計為包圍成型沖壓機的輻射加熱裝置，并由位于沖壓機內(nèi)且在沖壓機的自由端展開的通道形成供氣管道。通過此方式，將氣流從上方引導(dǎo)至連接體上，氣流在連接體周圍流動并由輻射加熱裝置加熱，結(jié)果是，氣流有助于使連接體的加熱平穩(wěn)。另外，成型沖壓機內(nèi)的供氣管道用于使成型沖壓機冷卻，以縮短循環(huán)時間，因為使所述成型沖壓機在變形過程中在加熱連接體時也被加熱。

可使成型沖壓機相對于輻射加熱裝置移動，使得輻射加熱裝置在變形過程中僅進入加熱的區(qū)域。

此外，一種在開始時提到的類型的設(shè)備，其在變形之前，產(chǎn)生緊密地在連接體周圍流動的加熱的氣流，以使連接體均勻地加熱，并且，就在變形剛剛結(jié)束之后就結(jié)束加熱作用，這取決于包含連接體和成型沖壓機的系統(tǒng)的熱含量，并且，保持冷氣流直到使變形的連接體和成型沖壓機冷卻為止。

通過緊密地圍繞在連接體流動的熱氣流，不僅完全均勻加熱連接體，由此對后續(xù)的變形和鉚接過程獲得特別好的先決條件，而且避免加熱連接體周圍的材料，如果此情況中的材料是溫敏材料，那么這是特別重要的。在變形之后，即，在鉚接之后，連接體整體的均勻加熱是同質(zhì)材料結(jié)構(gòu)的必要的先決條件，使得通過此方式獲得的鉚接獲得高強度，并且，該鉚接承受高加載力。結(jié)束加熱作用所需的時間取決于由連接體和成型沖壓機形成的整個系統(tǒng)的熱含量的強度。如果，例如，用冷成型沖壓機執(zhí)行操作，結(jié)果，取決于其質(zhì)量(mass，重量)，連接體存在過快冷卻的危險，如果加熱作用相對早地停止，那么加熱作用不可避免地必須保持得比如果熱條件更有利的情況稍微更長，從而使得能夠稍微更早地停止加熱作用，以縮短循環(huán)時間。

將表達方式“連接體”理解為可引入兩個將要連接的部件的孔中的松鉚釘，或一個可通過將要固定的部件中的孔的另一部件上的凸起。

通過位于連接體的區(qū)域中的加熱元件，來加熱均勻加熱連接體所必需的氣流。

為了冷卻成型沖壓機和所形成的鉚釘頭，在本實用新型的另一改進中，在加熱作用結(jié)束之后，增加氣流的量。通過此方式，使冷卻作用加速。

在第一變型中，為了變形而加熱成型沖壓機，并用成型沖壓機加熱氣流。

為了使成型沖壓機能夠盡可能強烈地加熱氣流，在本實用新型的另一改進中，使連接體的上端處的氣流向下引導(dǎo)，并通過壁部限制向外。因此，可能在成型沖壓機周圍非常緊密地高速引導(dǎo)氣流，結(jié)果，在成型沖壓機和氣流之間獲得良好的熱傳遞。另外，通過壁部限制具有這樣的優(yōu)點：在可變形連接體周圍非常緊密地引導(dǎo)的少量加熱氣體是足夠的，其結(jié)果是，需要很少的能量來均勻加熱和塑化。另外，將要連接的部件的外部區(qū)域不會受到有害影響。

為了以特別令人印象深刻的方式獲得這些優(yōu)點，在一個有利的改進中，使壁部包圍成型沖壓機，至少在其加熱區(qū)域中，具有較小間隙，并且，在成型沖壓機的自由端的方向上，將氣流從上方引入成型沖壓機和壁部之間的間隙。

優(yōu)選地，在成型沖壓機的自由端的方向上使氣流加速。

在該方法的第二變型中，將壁部設(shè)計為輻射元件，并使其加熱可變形連接體和氣流。在此類型的方法中，氣流有助于均勻加熱連接體也是基本的，因為在大多數(shù)情況中，不會將輻射加熱元件設(shè)計為相對于其輻射的熱量來說是如此均勻的，使得能確保沒有氣流也可完全均勻地加熱連接體。

在此第二變型中，引導(dǎo)氣流通過成型沖壓機內(nèi)的通道，并且，在其自由端匯合，將氣流引導(dǎo)至可變形連接體上。通過此方式，確保連接體周圍均勻的氣流，從而確保此連接體內(nèi)均勻的溫度分布。

附圖說明

圖1示出了設(shè)備的第一設(shè)計變型的就在連接體變形之前的截面；

圖2示出了設(shè)備的第二設(shè)計變型的就在連接體變形之前的截面；

圖3示出了變形過程開始時的根據(jù)圖2的設(shè)備；

圖4示出了連接體加熱過程中的設(shè)備的第三設(shè)計變型；

圖5示出了變形過程開始時的根據(jù)圖4的設(shè)備；

圖6示出了變形過程結(jié)束時的根據(jù)圖4和圖5的設(shè)備。

具體實施方式

根據(jù)圖1至圖6的設(shè)備的所有設(shè)計變型都用于連接至少兩個部件，即部件1和2，部件2由可塑化的塑料組成并具有凸起3，凸起3通過將要描述的設(shè)備以鉚釘?shù)姆绞阶冃?，以將兩個部件1和2連接在一起。此凸起在下文中叫做連接體，因為連接體是否設(shè)計成與兩個將要連接的部件中的一個形成一體都沒關(guān)系，如在代表性實施例中示出的；但是，連接體也可設(shè)計為松鉚釘，引導(dǎo)其通過兩個將要連接的部件，并且，其在一側(cè)上具有已經(jīng)預(yù)先制造的鉚釘頭。連接體也可設(shè)計為螺栓，在該情況中，鉚釘頭以所述方式在用于連接至少兩個部件的此螺栓的兩端整體地形成。可變形體的形狀對于本設(shè)備來說并不重要。此可變形體的橫截面可以是圓形的、橢圓形的、正方形的或長方形的。其可由實心材料組成，或是空心設(shè)計的。

在根據(jù)圖1至圖3的實施例中，在豎直方向上引導(dǎo)成型沖壓機4與限流裝置5一起移動，限流裝置5在其上端具有供氣管道6。根據(jù)圖1，成型沖壓機4在其內(nèi)部中的前端附近具有加熱筒8。根據(jù)圖2，成型沖壓機在其外周緣上具有傳熱肋9。通過將加熱筒8布置在成型沖壓機4的前端，在變形過程中在實際需要的位置處產(chǎn)生熱能，另外，由此成型沖壓機也具有相對較小的質(zhì)量。在根據(jù)圖1的實施例中，成型沖壓機4和限流裝置5之間的距離非常窄，使得引導(dǎo)通過加熱的成型沖壓機的氣體可快速地達到所需溫度。在根據(jù)圖2的實施例中，在成型沖壓機的外周緣上的下端附近設(shè)置傳熱肋，所述傳熱肋用于加熱引導(dǎo)通過供氣管道6的氣體或以氣旋流的方式向下流動并匯聚在前端7被引入的空氣。以噴嘴狀方式逐漸變細的前端7用于使氣流加速，并用于減小限流裝置5的出口橫截面，由于傳熱肋的原因，必須使該橫截面變寬。特別是在相對較大的、可變形的連接體的情況中，當(dāng)必須具有增加的量的氣體時，使用此實施例。在此情況中，用加熱的空氣均勻地加熱可變形連接體3，直到達到使此連接體塑化的狀態(tài)為止。然后，從圖1和圖2開始，如可在圖3中看到的，使成型沖壓機4與限流裝置5一起降低，并執(zhí)行成型過程，即，在連接體3的上端上整體地形成鉚釘頭3a。當(dāng)此鉚釘頭已經(jīng)形成時，切斷加熱筒8的加熱動力，并增加通過供氣管道6的氣體供應(yīng)。這通常是冷卻成型沖壓機和所形成的鉚釘頭3a的周圍空氣。由于成型沖壓機質(zhì)量小的原因，會出現(xiàn)成型沖壓機的相對快速的冷卻，以及與成型沖壓機結(jié)合的新形成的鉚釘頭3a的相對快速的冷卻。

在圖4至圖6示出的該設(shè)備的第三變型中，對將要連接的部件同樣地提供參考數(shù)字1和2，并對可變形連接體提供參考數(shù)字3。

與之前的設(shè)備不同，在這里，提供輻射加熱裝置10，其以很小的間隙包圍可變形連接體3。不能加熱的成型沖壓機11在中央具有供氣通道12，其在成型沖壓機11的前端展開。當(dāng)通道12的前端封閉時，如在變形過程開始時出現(xiàn)的，分支管道13能夠引導(dǎo)所供應(yīng)的氣體離開至外部。圖5示出了變形過程的開始，而圖6示出了變形過程的結(jié)束。在圖4中，將成型沖壓機11相對于可變形連接體3稍微升起，使得通過通道12供應(yīng)的氣體介質(zhì)可向下流到可變形連接體3上，也可在可變形連接體3周圍流動，結(jié)果是，此氣流由輻射加熱裝置10加熱，該輻射加熱裝置同時也加熱連接體3。此氣流具有連接體3以均勻方式加熱的效果，因為輻射加熱元件10在其整個高度上不會均勻地輻射熱量。在圖5所示的變形過程的開始時，封閉供氣通道12的前端，并且成型沖壓機11開始使處于塑化狀態(tài)的連接體3變形，直到形成根據(jù)圖5的鉚釘頭3a為止。在此變形過程中，增加所供應(yīng)的在通道12中流動的氣體的量，由于該封閉的原因，此一定量的氣體在通道12的前端通過分支管道13離開。此氣流引起成型沖壓機的冷卻，從而也引起整體形成的鉚釘頭3a的冷卻，其結(jié)果是，大幅縮短循環(huán)時間。