[發明專利]用于連接至少兩個板的設備

有效

• 申請號: 201010265058.0
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN101992349A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: E·克里斯特
• 申請（專利權）人: 伊卓特有限兩合公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B29C65/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 周建秋;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種用于連接至少兩個板的設備，其中，支撐板的強度比設置在該支撐板上的被支撐板的強度高，所述設備通過由旋轉進給器(rotational?feeder)旋轉的連接元件連接所述兩個板，所述連接元件通過凸緣(collar)將被支撐板按壓至支撐板，并且通過轉軸形成與所述支撐板的摩擦焊連接。

背景技術

DE?10?2004?034?498A1公開了一種用于在螺栓和板之間產生摩擦焊連接的裝置，其中，由旋轉進給單元旋轉的螺栓通過在螺栓和板之間產生的摩擦熱而以一定的旋轉速度和一定的壓力被按壓至板上，使得在螺栓與板接觸的區域發生螺栓熔化和板表面的熔化，從而因為螺栓和板之間的摩擦力的突然減小并因而導致扭矩減小而開始摩擦焊，這在保持螺栓按壓到板上的壓力和冷卻摩擦位置的同時提供了完成摩擦焊的信號。為了實現此目的，所述設備設置有距離傳感器、扭矩傳感器和壓力傳感器，用于為控制單元提供數據，所述控制單元在這些測量數據的基礎上控制旋轉進給器，并且使旋轉進給器靜止，從而允許相應的熔化進行凝固，并因而完成摩擦焊連接。

DE?196?20?814A1中描述并顯示了這種類型的一種特殊的摩擦焊。其中公開的摩擦焊連接關于三主體連接，該三主體連接包括通過連接主體相互連接的二維金屬件和金屬基座，使得所述連接主體在旋轉的作用下按壓在二維金屬件上，使得二維金屬件在連接主體的區域內熔化并且移動至正在通過摩擦焊連接所述連接主體的金屬基座。通過所述連接主體的凸緣或法蘭(flange)，連接主體在所述二維金屬件上施加壓力，其中，穿過二維金屬件的連接主體的轉軸通過摩擦焊與金屬基座連接，從而通過連接主體將多主體連接牢固地保持在一起。

為了生產這樣的多主體連接并且應用可行的生產工藝，取決于將要連接的板的材料，必須將連接主體以一定的壓力按壓在二維金屬件上，從而融化其材料，并之后使連接主體穿入金屬基座，并在金屬基座形成摩擦焊連接。需要各自保持在該過程中的旋轉速度和壓力值通常由試驗測定，而且在操作過程中保持由此在鋁連接過程中所確定的作為優選的旋轉速度數列和壓力數列的值，從而形成足夠牢固的摩擦焊連接。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于通過連接元件連接至少兩個板的設備，該設備操作過程中的參數，具體的如旋轉速度、進給距離和進給壓力可以進行可選擇地調節，其中，還必須考慮不同的材料，因為可以通過摩擦焊處理將多個金屬板以及多個塑料板牢固地相互連接。在這里提到的連接兩個板的情況下，支撐板的強度必須大于設置在支撐板上的被支撐板的強度。

上述設備的特征在于，旋轉進給單元設置有測量裝置，該測量裝置測量由旋轉進給單元施加的軸向力和相應的進給距離，并且在將連接元件的轉軸向下放置到被支撐板上時發出使所述連接元件和所述被支撐板的接觸壓力增大的信號，因此，使得旋轉進給單元前進，所述旋轉進給單元的進給運動至少可調節至三個連續的連接階段，其中，第一階段被調節為穿透被支撐板，第二階段被調節為使轉軸和支撐板摩擦焊，第三階段通過將連接元件的軸向力按壓至支撐板來完成摩擦焊處理。

通過具有上述特征的設備，可以根據摩擦焊的進給距離并考慮到將要連接的板的材料來調節摩擦焊處理所需的旋轉進給運動，這意味著允許旋轉進給器根據將要連接的板的厚度和材料來調節步驟長度(step?length)，該步驟長度適于將要連接的板的厚度和所述板的材料。這樣，從將要連接的板的已知厚度開始并考慮所述板的材料，決定了操作設備的過程中通過旋轉進給器逐步經過的距離的長度，通過連接元件就可在所述板之間自動形成所希望的連接。根據本發明，連接過程通過旋轉進給器被調節、劃分成從起始位置開始的三個階段，在不同的階段，通過連接元件對板的材料進行不同的處理。在起始位置，首先將旋轉進給器帶至起始位置，從而將連接元件放置支撐板上，旋轉進給器開始增大壓力，這為接下來連接元件的進給運動的三個階段形成開始信號。由于所述設備具有通過與旋轉進給單元相關聯的測量裝置表明連接元件的各個位置的能力，所以連接元件可以通過測量在三個連續階段中進行的進給運動來做相應的操作，然后連接元件強制地進行到三個階段中工作，因此，最終通過摩擦焊與連接板連接。其中，調整第一階段的長度以符合穿入支撐板的長度，在隨后的兩個階段，摩擦焊的轉軸由支撐板影響，之后在第三階段，在旋轉進給單元的壓力下將連接元件按壓至支撐板上完成摩擦焊處理。

因此，通過摩擦焊連接兩個板的過程在可控的方式下完成。