[发明专利]用于将铆螺母结合到塑料部件内的系统

说明书

技术领域

如说明书的名称所述那样，本发明涉及一种用于将铆螺母结合到塑料部件内的系统。本发明基于通过超声波或任何其它机械方法进行铆接，以避免结合有铆螺母的塑料部件的损坏或裂纹。这用于与其它部件结合或者通过螺钉固定在其它部件上。

该系统适用于需要或便于将塑料部件结合到其它部件(可以是金属或者可以不是金属)上的所有类型的工业。特别是，优选应用之一可以是航空领域。

背景技术

使用塑料材料制造结构或结构部件越来越常见。它们广泛用于航空领域，其中塑料材料和金属合成物的组合有利于其成本、其性能或者由塑料提供的多种可能性。

另外，在结构中使用基于碳纤维的合成材料变得广泛，这是由于与金属相比，它提供更大比阻力和更好的耐疲劳性。

为此，在工业中的许多结构中，特别是在航空领域中，有用的是使用通过铆螺母的使用结合到其它金属和非金属部件上的塑料材料部件。这使其可以形成可以拆卸的非结构结合部，其方式是这些铆螺母通过销柱牢固结合在将被固定的部件或构件之一上。这显著地有助于这些部件或构件之间形成的结合部的组装和拆卸。

传统上，根据在铆螺母上施加轴向力，铆螺母通过金属销柱(stud)固定在部件或构件之一上，由此在部件孔内形成轴的膨胀，并且在与铆螺母原始头部相反的另一侧形成突出部，铆螺母由此固定在与其结合或固定的其它部件上。

非常常见的是铆螺母在塑料材料内变形，造成材料损坏，例如形成裂纹，使得需要丢弃部件，因此损失时间，并显著增加了成本。

另外，使用金属销柱，需要为铆螺母的端部涂覆耐腐蚀涂层，这如上所述涉及添加另外的成本。

发明内容

作为本发明目的的系统用来解决所述的问题和不便。为此，在将铆螺母铆接在塑料部件上时，不使用金属销柱，而是使用从塑料材料部件本身伸出的突出部。这些引入将被固定的各自孔。接着通过超声波或者通过任何其它适当的机械方法进行铆接。

也就是说，本发明包括将金属铆螺母固定在由塑料制成的部件上的新型铆接方法。为此，制造塑料部件的相应注射模具或者制造塑料部件的任何其它方法或工艺设计成使得被制造的部件具有突出部，简短来说，突出部将构成代替通常使用的传统金属销柱。

在它们引入并经过铆螺母孔之后，通过使用适当的超声波焊接机器，热量和压力施加在突出部上。以此方式，实现这些突出部与铆螺母的焊接，将其固定在塑料部件上。

在本发明中，铆接基于超声波焊接技术，虽然在铆接中，只存在元件之一的熔合。进行这种铆接的工具或机器的热量和压力端具有特定形状，即凹入曲线，使得在施加压力以及变平突出部时，此凹入部分将别加热和熔化多余材料成形为帽形状，形成类似于铆钉的结合部。

根据超声波铆接的这种系统，制造所述类型部件的成本显著减小，而不影响其功能，并且没有任何副作用，这是由于消除了与铆螺母机械变形相关的塑料材料部件损坏的危险。另外，消除了传统金属铆螺母，并且同样消除了随后施加耐腐蚀涂层的步骤，因为这是手工过程，并本身塑料注射模制制造的标准过程的一部分。

可以获得相同的结果和优点，而不管铆接是否通过压力和热量还是通过其它适当机械方法来实现。

但是，重要的是由于塑料的抗力小于金属，使用由塑料材料制成的铆螺母造成紧固扭矩的反作用能力损失。这种损失在“塑料销柱”的部分保持与原始金属铆螺母相同尺寸时产生。

因此，为了避免紧固扭矩的反作用扭矩的这种损失并且为了实现功能上等同的部件，铆螺母可以多种方式形成。下面可以作为重要的选择来说明：

1.使用特殊铆螺母，其中销柱的尺寸比金属销柱大，并且适用于每种情况下所需的紧固扭矩和材料，为此使用结构等同的材料部分。

2.使用标准铆螺母，其中接收塑料材料部件具有支承紧固扭矩的另外装置。这些另外的支承装置可通过形成塑料部件本身的整体部分的简单固定突出部来形成，或者通过模制材料部件形成，其方式是在任何情况下另外的支承装置将支承位于其上的成对、铆螺母。

附图说明

为了补充下面给出附图，以及提供本发明特征的更好理解，说明书附有一组附图，通过附图将更容易理解作为本发明目的的系统的创新性和优点。

图1详细表示通过传统铆接系统(即通过金属销柱)将铆螺母固定在塑料材料部件内的截面图；

图2详细表示塑料材料部的截面图，其中通过按照本发明进行铆接，从中伸出的突出部位于铆螺母孔内；

图3详细表示通过超声波或其它机械方法将铆螺母铆接到所示塑料部件的截面图；