[发明专利]将物体结合在一起

说明书

公开一种将连接器(4，5)机械连接至第一物体(1，2)的方法。该方法包括提供具有开口的第一物体(1，2)，提供第一连接器元件(4)、第二连接器元件(5)和固态的热塑性材料(8)，将第一连接器元件(4)和第二连接器元件(5)相对于开口放置，使能量作用于热塑性材料(8)直到其至少一流动部分变为可流动且相对于第一连接器元件(4)和第二连接器元件(8)流动，直到其与第一连接器元件(4)和第二连接器元件(5)均直接(紧密)接触，使热塑性材料(8)重新固化(如通过将热塑性材料(8)冷却至室温)，由此，重新固化的热塑性材料(8)将第一连接器元件(4)和第二连接器元件(5)彼此相对锁定以产生包括第一连接器元件(4)、第二连接器元件(5)和热塑性材料(8)的连接器组件，连接器组件由此通过热塑性材料(8)、或通过第一连接器元件(4)和第二连接器元件(5)的锁定、或通过二者被锚固在开口中。

技术领域

本发明涉及机械工程和制造领域，尤其是机械制造，例如汽车工程、飞行器制造、造船、机器制造、玩具制造等。

背景技术

在汽车、航空及其它行业中，倾向于弃用钢结构而使用轻质材料如铝或镁金属片或压铸件，或碳纤维加强聚合物进行代替。

这些新材料在结合这些材料的元件特别是将稍平物体(如面板或木板)结合在一起或将稍平物体结合至另一个物体的方面引起了新的挑战。

如果要连接不同材料的物体则尤其会出现困难，比如包括钢、铝镁合金或纤维增强聚合物的组中的两种材料。使用金属铆钉的常规铆接首先具有以下缺点，这些材料中某些的电化学电势可以明显相差对应于几伏特的差值，以至于将会产生大量的电化学腐蚀。涉及纤维增强聚合物的平坦物体的连接还具有另外的缺点：这些材料的面外杨氏模量很低，并且由铆钉头部和铆钉脚部之间的物体的压缩所引起的摩擦力对连接的机械稳定没有实质性贡献。在本文中，一般来说，铆钉进入变形过程在端部的展宽称为“头部”，而在另一远端端部的展宽称为“脚部”。在文献中，铆钉的两个端部通常都称为‘头部’。

此外，金属铆钉具有需要被过压以补偿发生在变形力关断之后的塑料“回弹”变形的问题。

已经提出在金属铆钉上使用漆以使连接器电绝缘。然而，随着时间流逝，漆可能变脆，尤其是因为振动而长时间受到机械磨损，或者它会溶解。

为了热塑性物体之间的连接，还提出通过超声波变形使铆钉杆成形为其中一个待连接物体的一部分并且在相对于另一个物体定位之后形成铆钉头。然而，这种连接受限于结合的热塑性材料并且不适于解决上述问题。

为了解决这些问题，汽车、航空和其它行业已经开始大量使用粘合剂结合。粘合剂结合可以轻而坚固，但是存在不能长期控制可靠性的缺点，因为几乎不可能在没有完全破坏该结合的情况下检测到例如由于脆化的粘合剂而导致的弱化的粘合剂结合。

发明内容

本发明的目的是提供一种将连接器机械连接至第一物体的方法，该方法克服现有技术方法的缺点。另一个目的是提供用于实施该方法的设备。

根据本发明的一个方面，一种将连接器机械连接至第一物体的方法包括：

提供第一物体，该第一物体具有开口；

提供第一连接器元件、第二连接器元件和固态的热塑性材料；

将第一连接器元件和第二连接器元件相对于开口放置；

使能量作用在热塑性材料上，直到其至少一流动部分变得可流动且相对于第一连接器元件和第二连接器元件流动，直到其与第一连接器元件和第二连接器元件均直接(紧密)接触；

使热塑性材料重新固化(例如通过使热塑性材料冷却至室温)；

由此，重新固化的热塑性材料将第一连接器元件和第二连接器元件相对彼此锁定以产生包括第一连接器元件、第二连接器元件和热塑性材料的连接器组件；和