[發(fā)明專利]用于產(chǎn)生摩擦焊連接的連接元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680017813.9
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN107771110B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬科·沃克邁斯特;馬里奧·麥沃爾德;格哈德·杜比爾;丹尼爾·斯平德勒;馬科·米爾利舍
• 申請（專利權(quán)）人: EJOT有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 廣州潤禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44446
• 代理人: 鄭永泉;邱奕才

本發(fā)明涉及一種用于在相互貼合的兩個組件之間產(chǎn)生組件連接的連接元件，通過摩擦將連接元件焊接到基層組件，所述連接元件具有連接軸和連接頭，所述連接軸具有一個軸段，所述連接頭的頂部有一個用于傳遞軸向力的扁平表面，所述扁平表面中有一個用于傳遞扭矩的驅(qū)動結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的特征在于，連接軸的直徑從軸段上的上升水平面開始到所述連接頭的底部不斷增加，連接頭底面水平面與軸端的距離最大，上升水平面與連接頭底面水平面的距離介于連接頭外徑與上升水平處的軸徑之差的四分之一D1=(D_A?D_S)/4，和連接頭外徑與上升水平處的軸徑之差的二分之一D2=(D_A?D_S)/2之間。

技術(shù)領(lǐng)域

根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種連接元件，用于在兩個相互貼合的組件之間產(chǎn)生組件連接。

背景技術(shù)

EP 2 289 659 A1公開了一種具有連接頭和連接軸的摩擦焊構(gòu)件，在連接頭里形成有一個驅(qū)動結(jié)構(gòu)。所述連接頭有一個用來傳遞軸向力的扁平表面，所述連接頭在其底面還有一個凹槽，所述凹槽用來容納在摩擦焊過程軟化的材料，尤其是頂層組件材料。

所述連接元件的連接軸被摩擦焊焊接到復(fù)合組件的下基層組件，其突出連接頭的長度確保了基層組件和頂層組件的連接。因此，通過連接元件使基層組件和頂層組件相互緊密連接到一起。

還提供了一種用于產(chǎn)生摩擦焊連接的安裝工具，所述安裝工具包括壓緊裝置和驅(qū)動工具，所述壓緊裝置壓緊組件層使得組件相互連接，而驅(qū)動工具通過按壓和旋轉(zhuǎn)連接元件，將其驅(qū)動到復(fù)合組件中。

本設(shè)計的缺點是連接元件整體高度高且直徑小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于組件連接的連接元件和安裝工具，使得小頭徑連接元件可以適用于低結(jié)構(gòu)高度的組件連接，尤其是具有薄金屬片的連接。

根據(jù)本發(fā)明，所述連接元件的直徑從圓柱形軸段到連接頭底面不斷增大，所述連接頭底面是指與連接軸末端具有最大距離的連接頭底面水平面。

根據(jù)本發(fā)明，上升水平面與連接頭底面水平面的距離A介于連接頭外徑與軸徑之差的四分之一和連接頭外徑與軸徑之差的二分之一之間，即(D_A–D_S/4A((D_A–D_S)/2。

因此，在連接元件穿透組件期間所軟化的頂層材料將被引入直徑增加的加寬部分。盡管如此，上升為焊縫的連接元件材料與連接頭底面水平面之間仍將保持足夠的距離，以確保足夠的抗拉力。

更確切地說，軸徑指的是連接元件在上升水平面處的直徑。

無需用來產(chǎn)生連接的多余的軟化材料將會從連接頭強(qiáng)制被側(cè)向(徑向向外)移除，以這種方式可以實現(xiàn)低結(jié)構(gòu)高度。

在本發(fā)明的一個實施例中，始于上升水平面的切線與相對于連接元件軸線的法線形成的角小于80°，尤其是小于70°。這確保來自頂層組件的偏移的軟化材料將被徑向向外引出。

在本發(fā)明的另一個實施例中，連接元件具有圓柱形狀的第一軸段。這種設(shè)計特別經(jīng)濟(jì)。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，驅(qū)動結(jié)構(gòu)的高度小于驅(qū)動結(jié)構(gòu)徑向延伸長度的30％。因此，連接頭本身可以具有小的軸向延伸，從而使得結(jié)構(gòu)高度進(jìn)一步減小。

因為在焊接過程引起的溫度升高會軟化驅(qū)動結(jié)構(gòu)，從而對驅(qū)動扭矩的傳遞產(chǎn)生不利影響，因此，連接處的驅(qū)動結(jié)構(gòu)和熔化區(qū)需要彼此充分隔開。

在本發(fā)明的另一實施例中，所述連接元件連接頭的周邊區(qū)域相對旋轉(zhuǎn)軸從85°與95°之間逐漸過渡，特別是90°。

在本實施例中連接頭底面的水平面也屬于周邊區(qū)域，因為首先焊縫與連接頭底面的距離最大，其次由于連接頭表面接近正交的位置而具有特殊的良好形態(tài)，因此本實施例提供了一個最大的保持力。