[發明專利]用于包括熱塑性材料的物品的摩擦焊接接頭

有效

• 申請號: 201280035200.X
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN104093545A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: A·M·伯塞爾;P·康達帕利;W·J·麥克馬斯特
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: B29C65/06
• 分類號: B29C65/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王會卿

相關申請的交叉引用

本申請要求于2011年5月23日提交的美國臨時專利申請第61/488,920號的優先權以及所有權益。

技術領域

本發明總體而言涉及一種物品。更特別地，本發明涉及用于物品的摩擦焊接接頭，其包括熱塑性材料。

背景技術

用于將物品的第一和第二主體部分聯接在一起的摩擦焊接接頭的使用在現有技術中為已知的。典型的摩擦焊接接頭包括從第一主體部分延伸的第一焊道部（bead）和從第二主體部分延伸的第二焊道部。典型的摩擦焊接接頭的第一和第二焊道部中的每一個都具有接觸表面。將第一和第二焊道部的接觸表面放置為互相接觸并且將力應用至第一主體部分以在第一和第二焊道部的接觸表面處產生摩擦。第一和第二焊道部由熱塑性材料構成并且所述摩擦引起熱塑性材料的溫度升高。由于熱塑性材料的溫度升高，第一和第二焊道部互相嵌套。隨后，將所述力從第一主體部分撤去，用于容許熱塑性材料冷卻，這使第一和第二焊道部熔合在一起。

然而，當應用力時，少量的熱塑性材料作為焊瘤（flash）從第一和第二焊道部脫落。作為清潔接觸表面的可能妨礙第一和第二焊道部的熔合的沉積物以及灰塵的方法，少量的焊瘤可為有益的。然而，大量的焊瘤會導致浪費并且因此增加制造成本。另外地，大量的焊瘤還可能干擾摩擦焊接接頭由此降低摩擦焊接接頭的強度。另外地，所產生的焊瘤在物品的預定使用壽命期間可能會變松散而導致摩擦焊接接頭以及有可能地其它構件的故障。例如，在進氣歧管的情況下，焊瘤可能變松散并且可能與空氣燃料混合物混合并最終進入發動機系統，這是不符合要求的。此外地，焊瘤的產生表明在第一和第二焊道部的嵌套期間發生熱損失，這可能潛在地對第一和第二焊道部所要實現的預期的總穿刺具有負面影響，因此作為良好的制造實踐應當被最小化。因此，仍然需要提供改進的摩擦焊接接頭。

發明內容

一種摩擦焊接接頭將物品的第一主體部分和第二主體部分聯接在一起，所述物品包括熱塑性材料。所述第一主體部分具有第一接合表面且第二主體部分具有第二接合表面，所述第二接合表面與所述第一接合表面平行。摩擦焊接接頭包括第一焊道部，所述第一焊道部聯接至第一主體部分并從第一接合表面沿中心線軸向地延伸。摩擦焊接接頭還包括第二焊道部，所述第二焊道部聯接至第二主體部分并從第二接合表面沿中心線軸向地延伸。將力應用至物品的第一或第二主體部分以在第一和第二焊道部之間產生摩擦。所述摩擦使第一和第二焊道部塑性地移動。撤去所述力，以將第一和第二焊道部熔合在一起，從而將所述物品的第一主體部分和第二主體部分聯接在一起。

第二焊道部具有內柱（stem）和外柱，所述外柱與所述內柱相間隔，在其間限定一空腔，用于容納由第一和第二焊道部的熔合而引起的一定量的焊瘤。將第一和第二焊道部放置為互相接觸，其中第二焊道部的中心線偏離第一焊道部的中心線。使中心線偏離減小了由于作用于第一和第二主體部分上的應力而作用于摩擦焊接接頭上的應力。通過傳遞至摩擦焊接接頭的應力的減小增加摩擦焊接接頭的強度。因此，與現有技術的焊接接頭相比，所述物品可以經受更大的壓力，而不會使摩擦焊接接頭出現故障。

附圖說明

本發明的其它優點將被容易地理解，因為當結合附圖考慮時，通過參考以下具體說明本發明將被更好地理解，其中：

圖1為用于作為內燃機的進氣歧管使用的物品的立體圖；

圖2為所述物品的沿圖1的線2-2所取得的剖視圖；

圖3為圖2的一部分的剖視圖，其中示出摩擦焊接接頭；

圖4為圖2的一部分的剖視圖，其中示出第二焊道部穿入第一焊道部情況下的摩擦焊接接頭；

圖5為作為具有接頭的試驗物品的所述物品的立體圖；

圖6為圖5的所述試驗物品的剖視圖，其中所述接頭顯示為摩擦焊接接頭；以及

圖7為圖5的所述試驗物品的剖視圖，其中所述接頭顯示為替代的接頭設計。

具體實施方式

參考附圖，其中在這些視圖中相同的數字表示相對應的部件，物品總體顯示為10。如圖1和2中所示，將物品10形成為用于內燃機的進氣歧管。然而，應當理解的是，可將物品10形成為除進氣歧管之外的物件，例如汽車的前燈和后尾燈燈罩、油箱、或者其中使用振動焊接工藝將兩個構件接合在一起的任何應用，并且仍然落入本發明的范圍內。