專利名稱：帶有視覺要求的薄壁構(gòu)件的機(jī)械連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將帶有視覺上相關(guān)的正面和視覺上不相關(guān)的背面的構(gòu)件與附加構(gòu)件(Anbauteil)相連接的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)原理上提供三種使構(gòu)件相互連接的可能性?！徇B接技術(shù)焊接
在焊接時(shí)借助于壓力和溫度以多樣的方式(例如通過摩擦焊接、超聲波焊接等)通常將兩個(gè)接合配對件(Fuegepartner)熱連接。對于所有技術(shù)共同的是，通過能量供給而產(chǎn)生在接合區(qū)域中的熔化過程，其在接合配對件之間產(chǎn)生緊密連接。 特別應(yīng)用在汽車外部領(lǐng)域中時(shí)，由于在注塑時(shí)提供新的材料特性的可能性，目前通用的壁厚在加工中處于>=3. Omm的范圍中。由于價(jià)格，在此標(biāo)準(zhǔn)地所使用的材料類型是滑石強(qiáng)化的(talkumverstaerkt)PP。由于薄的壁厚，構(gòu)件的成本和重量降低。然而因?yàn)樘貏e地PP(聚丙烯)相對于其它技術(shù)的塑料在載荷下非常有蠕變性并且具有較小的E-模量，但是同時(shí)對構(gòu)件焊接所提出的到所焊接的構(gòu)件結(jié)合處各焊接部位> 200N的保持力的要求保持不變，常常不能無缺陷地連接構(gòu)件。在此主要是用于熔化和分界面的緊密連接所引入的能量阻礙無凹陷的連接，因?yàn)槠浯┻^構(gòu)件這樣起作用，使得表面由于收縮差別(Schwindungsunterschied)在冷卻時(shí)變形并且構(gòu)造有缺陷處。·化學(xué)連接技術(shù)粘合
在粘合時(shí)將化學(xué)物質(zhì)引入分界面中，其通過在接合配對件之間的交聯(lián)反應(yīng)(Vernetzungsreaktion)建立以附著力的形式的保持力。特別在聚烯烴材料如PP或PE的領(lǐng)域中，有效的系統(tǒng)是昂貴的并且通常僅利用表面的復(fù)雜的預(yù)處理可使用?！C(jī)械連接技術(shù)夾接
由于夾子至視覺相關(guān)的面的所需的接片連結(jié)(Steganbindung)的凹陷危險(xiǎn),僅可使用在不平的區(qū)域中、例如涂漆的塑料體的卷邊或邊緣區(qū)域中?！ΜF(xiàn)有技術(shù)的評論
目前沒有這樣的技術(shù)，其在平的A級涂漆的帶有< =3mm的壁厚的由PP構(gòu)成的構(gòu)件的情況下實(shí)現(xiàn)保持力的功能且同時(shí)足夠成本有利地確保外觀?！岱椒?諸如Fakir超聲焊極焊接(參見圖I或文件EP I 250 996 BI))在平的漆表面的情況下需要> 3. 3mm的壁厚?！せ瘜W(xué)方法(諸如粘合)不是成本有利的。·機(jī)械方法(諸如夾接)提供用于A級涂漆的薄壁的塑料件，因?yàn)橹烈曈X上相關(guān)的構(gòu)件、夾子的接片的連接在平的面上立即導(dǎo)致在與夾腳/肋腳相對而置的涂漆的外壁上的視覺上可見的凹陷部
發(fā)明內(nèi)容
在汽車制造中待焊接的構(gòu)件的一大部分是大的、大多平的性質(zhì)，如保險(xiǎn)杠。本發(fā)明目的是使借助于機(jī)械嚙合能夠連接這些主體和幾何結(jié)構(gòu)并且因此確保薄壁的平的A級涂漆的構(gòu)件的連接。為了實(shí)現(xiàn)該目的參見接下來的說明以及圖2和3。如在試驗(yàn)中所示，通過機(jī)械地鎖住兩個(gè)接合配合件(構(gòu)件和附加構(gòu)件)能夠在待連接的構(gòu)件之間建立足夠的保持力。對此
I.)視覺上相關(guān)的構(gòu)件在其背面上 設(shè)有多個(gè)凹口，其以與表面法線成不同角度取向。在此，凹口不穿通視覺上相關(guān)的表面，而是保持與其一定間距，該間距剛好不產(chǎn)生在表面處可見的變形。對于PP構(gòu)件該間距為大約O. 5mm。2.)在所引入的凹口的范圍上定位待連接的構(gòu)件。3.)構(gòu)件被相互榫接且形狀配合地連接。這原則上可以以兩種方式發(fā)生。a)對于引入外部件中的空腔在內(nèi)部件中延伸的情況，通過銷接。b)通過內(nèi)部件的兩分，其允許在各構(gòu)件中設(shè)置有一定數(shù)量的相同取向的銷子，其伸出超過分界面并且沉入外部件中的匹配數(shù)量的凹口中。通過后來將構(gòu)件鎖止在其最終位置中(例如夾住或夾持)來保持定位并且由于形狀配合可在銷子在兩個(gè)構(gòu)件中取向不同的情況下來建立力。因?yàn)樵跇?gòu)件的背面上引入凹口，其以與構(gòu)件的背面的表面法線成不同角度取向，其中，凹口不穿透視覺上相關(guān)的正面，而是以與正面成這樣的間距終止，在該間距中不產(chǎn)生在正面處可見的變形并且接下來將附加構(gòu)件與構(gòu)件經(jīng)由連接體榫接且形狀配合地連接，其中，連接體一方面被插入凹口中而另一方面伸過附加構(gòu)件或被固定在其處，平的薄壁的平坦的A級涂漆的構(gòu)件(如保險(xiǎn)杠)借助于機(jī)械嚙合來連接。凹口有利地是孔。凹口通常也理解為空腔。凹口和空腔也可簡單地通過激光加工來引入。在一優(yōu)選的實(shí)施形式中以與表面法線的第一角度引入第一數(shù)量的凹口而以與表面法線的第二角度引入第二數(shù)量的凹口(反向的凹口)。由此附加構(gòu)件不能從構(gòu)件松開。在此，如果凹口被與稍后的載荷方向相反地引入，證明為有利的。概念反向廣義地來理解并且包含在作為稍后的載荷方向的另一方向上延伸的凹口。為了出現(xiàn)持久的且穩(wěn)固的固定，在兩個(gè)反向的凹口之間的間距應(yīng)在20mm以下。重要的是，凹口如此被引入，使得其端部具有大于O. 5mm的與正面的間距。由此確保構(gòu)件的視覺上相關(guān)的正面的完整性。在一實(shí)施形式中連接體銷形地來構(gòu)造。其能夠容易地插入凹口中。適宜地，凹口到構(gòu)件中的入口被附加構(gòu)件覆蓋。優(yōu)點(diǎn)是，凹口的入口不可見，而另一優(yōu)點(diǎn)是，連接體不能從孔中松開。在另一實(shí)施形式中(其在圖3中所示)，附加構(gòu)件兩件式地來設(shè)計(jì)并且附加構(gòu)件的兩部分構(gòu)造成能夠相互連接，其中，在第一部分處僅布置有以與表面法線的第一相同角度延伸的連接體，而在第二部分處僅布置以與表面法線的第二相同角度延伸的連接體，使得在兩部分中的每個(gè)上僅布置有相同取向的連接體。在第一和在第二部分處的凹口的角度彼此不同。附圖以自解釋性的方式示出這些。
在構(gòu)件處的連接體優(yōu)選地被噴注。優(yōu)選地，不僅附加構(gòu)件而且構(gòu)件由塑料來制造。優(yōu)選地，在不同取向的連接體之間的間隙如此來設(shè)計(jì)，使得其通過合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可被短時(shí)間地?zé)o損傷地?cái)U(kuò)展。這簡化了嚙合。優(yōu)選地，首先將單件式地或者兩件式地實(shí)施的附加構(gòu)件在最終位置中放置到構(gòu)件上且然后在接合過程中弓I入連接體。優(yōu)選地，剛才所說明的方法應(yīng)用于汽車領(lǐng)域中的構(gòu)件，優(yōu)選地在視覺上相關(guān)的、例如涂漆的面的或帶有特別敏感的表面的涂漆的平的面的區(qū)域中。在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)選地是在機(jī)動車的外部(Exterieur)的領(lǐng)域中并且在那里優(yōu)選地用于機(jī)動車處的保險(xiǎn)杠。


圖I顯示算作現(xiàn)有技術(shù)的Fakir超聲焊極焊接，利用其將附加構(gòu)件4焊接到構(gòu)件I處。為了在正面2上不出現(xiàn)可見的痕跡，構(gòu)件I的壁厚必須大于3. 3mm。在圖2和3中說明了根據(jù)本發(fā)明的方法。
具體實(shí)施例方式構(gòu)件I (這里用于機(jī)動車的保險(xiǎn)杠)具有視覺上相關(guān)的正面2和視覺上不相關(guān)的背面3。視覺上相關(guān)意味著，提出對視覺的最高要求，即其是A級涂漆的構(gòu)件。為了將附加構(gòu)件4與構(gòu)件I相連接將凹口 5(這里5&、5^5(1、56)引入構(gòu)件I中。在凹口 5的端部與正面2之間存在大于O. 5mm的間距以確保正面2的完整性。兩個(gè)部件(構(gòu)件I和附加構(gòu)件4)由塑料制成。凹口是在這里所示的實(shí)施形式中是孔。但是它也可以是空腔，其通過激光加工來引入。在圖2的實(shí)施形式中，以與表面法線6的相同角度引入兩個(gè)凹口 5a、5b而以與表面法線6的另一角度引入兩個(gè)凹口 5d、5d?？?a平行于孔5b而孔5d平行于孔5e布置。在附加構(gòu)件4中引入四個(gè)連貫的凹口，其以其角度與構(gòu)件I中的凹口相匹配。凹口 5a、5b以相對于凹口 5d、5e成直角布置。為了將附加構(gòu)件4固定在構(gòu)件I上，附加構(gòu)件4被置于構(gòu)件I上并且接下來銷形的連接體8a、8b通過附加構(gòu)件中的凹口被引入直至凹口 5d、5e中并且使兩個(gè)部分相互嚙合或者楔住。圖3顯示了一實(shí)施例，在其中引入三個(gè)彼此平行延伸的凹口 5a、5b、5c和三個(gè)彼此平行延伸的凹口 5d、5e、5f。這里，凹口 5a、5b、5c也相對于凹口 5d、5e、5f成直角布置。附加構(gòu)件4由兩部分4a、4b構(gòu)成,其相互連接。在第一部分4a處布置有兩個(gè)銷形的連接體8a而在第二部分4b處布置有兩個(gè)銷形的連接體8b。兩個(gè)連接體8a和8b被噴注在附加構(gòu)件4處。為了連接，兩部分4a、4b在間隙處被彼此略微遠(yuǎn)離地?cái)U(kuò)展并且然后如此放置到構(gòu)件I上，使得連接體8a、8b可擠入凹口 5中且在那里楔住。
權(quán)利要求
1.一種用于將帶有視覺上相關(guān)的正面(2)和視覺上不相關(guān)的背面(3)的構(gòu)件(I)與附加構(gòu)件(4)相連接的方法，其特征在于，在所述構(gòu)件(I)的背面(3)上引入凹口(5)，其以與所述構(gòu)件(I)的背面(3)的表面法線(6)成不同角度取向，其中所述凹口(5)不穿透所述視覺上相關(guān)的正面(2)，而是以與所述正面(2)成這樣的間距(7)終止，在該間距中不產(chǎn)生在所述正面(2)處可見的變形并且接下來將所述附加構(gòu)件(4)與所述構(gòu)件(I)經(jīng)由連接體(8)榫接且形狀配合地連接，其中，所述連接體(8) —方面被插入所述凹口(5)中而另一方面伸過所述附加構(gòu)件(4)或被固定在其處。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，以與所述表面法線(6)的第一角度引入第一數(shù)目的凹口(5a，5b, 5c)而以與所述表面法線(6)的第二角度引入第二數(shù)目的凹口(5d, 5e, 5f)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法,其特征在于,所述凹口(5)反向于后來的載荷方向被引入。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在兩個(gè)反向的凹口之間的所述間距(7)少于20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述凹口(5)被如此引入，使得其端部具有大于0. 5mm的與所述正面(2)的間距(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述連接體(8)銷形地來構(gòu)造。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述凹口(5)到所述構(gòu)件(I)中的入口被所述附加構(gòu)件(4)覆蓋。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述附加構(gòu)件(4)兩件式地來設(shè)計(jì)并且所述附加構(gòu)件(4)的兩部分(4a，4b)被構(gòu)造成能夠相互連接，其中，在所述第一部分(4a)處僅布置有連接體(8a)，其以與所述表面法線￠)的第一相同角度延伸，而在所述第二部分(4b)處僅布置有連接體(Sb)，其以與所述表面法線(6)的第二相同角度延伸，使得在所述兩部分(4a，4b)中的每個(gè)上僅布置有相同取向的連接體(8a，8b)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述連接體(8)被噴注在所述附加構(gòu)件⑷處。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，不僅所述附加構(gòu)件(4)而且所述構(gòu)件(I)由塑料來制造。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在不同取向的所述連接體(8b，8d)之間的間隙(10)這樣來設(shè)計(jì)，使得其通過合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠被短時(shí)間地?zé)o損傷地?cái)U(kuò)展。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，首先將單件式地或者兩件式地實(shí)施的所述附加構(gòu)件(4)在最終位置中放置到所述構(gòu)件(I)上且然后在接合過程中引入所述連接體(8)。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項(xiàng)所述的方法的一種應(yīng)用，用于汽車領(lǐng)域中的構(gòu)件，優(yōu)選地在視覺上相關(guān)的、例如涂漆的面的或帶有特別敏感的表面的涂漆的平的面的領(lǐng)域中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的應(yīng)用在機(jī)動車的外部的領(lǐng)域中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的應(yīng)用，用于機(jī)動車的保險(xiǎn)杠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將帶有視覺上相關(guān)的正面(2)和視覺上不相關(guān)的背面(3)的構(gòu)件(1)與附加構(gòu)件(4)相連接的方法。為了使借助于機(jī)械嚙合能夠連接平的構(gòu)件(如保險(xiǎn)杠)并且因此成本有利地確保薄壁的水平的A級涂漆的構(gòu)件的連接而提出，在構(gòu)件(1)的背面(3)上引入凹口(5)，其以與構(gòu)件(1)的背面(3)的表面法線(6)成不同角度取向，其中凹口(5)不穿透視覺上的相關(guān)正面(2)，而是以與正面(2)成這樣的間距(7)終止，在該間距中不產(chǎn)生在正面(2)處可見的變形并且接下來將附加構(gòu)件(4)與構(gòu)件(1)經(jīng)由連接體(8)榫接且形狀配合地連接，其中，連接體(8)一方面被插入凹口(5)中而另一方面伸過附加構(gòu)件(4)或被固定在其處。
文檔編號F16B5/07GK102782340SQ201080063565
公開日2012年11月14日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者A.紹特納, A.黑爾芬貝格爾, D.比克, H.施奈克特, H.格澤, S.梅德, W.維格納 申請人:佛吉亞汽車外飾有限責(zé)任公司