[發(fā)明專利]用于連接至少兩個板狀部件的摩擦焊連接的連接元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180017485.X
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102883849A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·克里斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 伊卓特有限兩合公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 施娥娟;桑傳標

本發(fā)明涉及一種用于連接至少兩個板狀部件的摩擦焊連接（friction?welding?connection）的連接元件，該連接元件具有中心部，該中心部用于對中并引導(dǎo)連接元件，連接元件在心軸穿入頂部的部件的過程中旋轉(zhuǎn)并承受壓力，心軸的長度適合于所述頂部的部件的厚度。

例如US-PS?3，477,115中所公開的，摩擦焊過程已經(jīng)用于兩個板狀部件的永久連接。該印刷文獻中描述了連接元件如何放置在彼此疊置的兩個金屬板上并且繼而旋轉(zhuǎn)并穿過頂部的部件。在這個過程中，在作為連接元件的一部分的心軸的區(qū)域產(chǎn)生的摩擦熱造成頂部的部件被加熱至將熔于心軸區(qū)域中的程度，從而允許心軸穿入到底部的部件的區(qū)域上，在該區(qū)域上，頂部和底部的部件的材料再次變硬并且連接元件停止旋轉(zhuǎn)。安裝在所述連接元件上的卡圈繼而定位在所述頂部的部件上，因此確保所述兩個部件將保持牢固地彼此連接。

DE?10?2009?006?775?A1還公開了一種用于連接兩個相鄰工件（例如在實施方式中所指定的兩個金屬片部分）的連接元件。作為性能特征，該連接或接合元件展示了圓形的突出部，該圓形的突出部設(shè)計為圓形的心軸形式并且用于改善兩個工件的連接。然而，在印刷公開物中沒有給出為何選擇這種設(shè)計的具體原因。

已經(jīng)通過這些用于連接兩個板狀的部件的設(shè)計發(fā)現(xiàn)，連接元件可以在其心軸區(qū)域做成錐形，因此給出這個相對尖銳的錐形部分的定中功能（acentering?function）（參見DE?10?2006?013?529?A1）。這是相對復(fù)雜的設(shè)計，需要復(fù)雜地制造過程。因此不適于使用沖壓工藝的大量性廉價生產(chǎn)并且由于這個原因而明顯未得到廣泛應(yīng)用（caught?on）。

本發(fā)明的目的是提供一種連接元件，該連接元件可以通過較少的制造花費生產(chǎn)并且尤其好地適合于至少兩個板狀部件的連接，因而該連接元件可以被用作在連續(xù)操作中的連續(xù)后序加工中獲得至少兩個板狀部件的摩擦焊連接。該連接元件的設(shè)計一方面確保向摩擦焊連接的精確引導(dǎo)，另一方面保護兩個板的牢固連接。

本發(fā)明的連接元件的特征在于中心部從轉(zhuǎn)變到摩擦焊連接中的心軸的大體上平坦的橫截表面上突出并且相對于心軸的長度形成為如此短和細以至于在穿入頂部的部件之后所述中心部的材料將軟化并且中心部將因此幾乎完全地轉(zhuǎn)變到摩擦焊連接中。

由于其短且細的設(shè)計，具有用于完成摩擦焊連接的心軸和以銷（pin）形式形成的中心部的連接元件可以以尤其便宜的方式制造。從連接過程的最開始，銷形狀的中心部確保相關(guān)的元件的穩(wěn)定引導(dǎo)，因此允許連接元件以集中的方式作用于預(yù)期的連接位置。短且細的中心部避免心軸從各個應(yīng)用位置漂移。結(jié)果是，各連接過程可以由銷形的中心部以集中的方式完成，施加的摩擦能僅僅集中在穿入的連接元件的各自位置。

連接元件也可以設(shè)計為具有圍繞中心部的凹槽，該凹槽用于在一旦所述中心部達到底部的部件后容納所述中心部的軟化材料。由于凹槽防止中心銷的軟化材料最終處于（ending?up）心軸的橫截表面與底板之間，這種方式有利于摩擦焊過程。

中心部可以設(shè)計為圓柱性的銷。然而，所述銷也可以是圓錐形的。而且，所述銷可以具有中心凹槽，因此使得該銷的形狀近似于中空圓柱體。這減小了銷的體積，改善銷的引導(dǎo)功能并且也便于其制造。

附圖顯示了本發(fā)明的實施方式，附圖中：

圖1顯示具有短的圓柱形銷的連接元件，該銷從連接元件的心軸突出；

圖2顯示圖1所示的連接元件位于兩個板狀部件中的頂部部件上；

圖3顯示連接元件一旦穿入頂部的部件中，所述銷基本上變形；

圖4顯示連接元件與兩個板狀部件間的完全的摩擦焊連接；

圖5顯示圍繞中心部具有凹槽的連接元件；

圖6顯示具有構(gòu)成中心部的圓錐形銷的連接元件；

圖7顯示心軸具有平坦的圓錐形橫截表面的連接元件；

圖8顯示具有帶中心凹槽的銷的連接元件。

圖1顯示連接元件1，該連接元件1包括心軸2和安裝在該心軸2上的卡圈3。構(gòu)成中心部的銷4從所述心軸2的背離卡圈3的表面突出，相比于所述心軸2，該銷4非常短和細但是大體上是圓柱形。為了便于制造，銷4具有微小的圓頭表面5并且從所述心軸2的平坦橫截表面6呈圓柱形地突出。卡圈3還包括刀架（tool?holder）7，此處的刀架7表現(xiàn)為內(nèi)六角形形式并且合適的六角匙（hexagon?key）可以插入該刀架7中，而后用于旋轉(zhuǎn)連接元件1以進行連接步驟。