[发明专利]将连接元件附接至工件的方法以及由附接有连接元件的工件制成的部件

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于将连接元件固定在工件上的方法，所述连接元件允许要被结合的工件的摩擦增加的(friction-increasing)、无间隙的(play-free)以及可翻转的(reversible)连接，同时本发明还涉及一种部件，该部件包括金属工件以及为了装配和运输而通过局部受限(locally confined)的焊点被牢固地固定在金属工件上的连接元件。这种部件适用于被结合的工件的非正的(non-positive)、摩擦增加的、无间隙的以及可翻转的连接。

发明背景

在机器、设备和机动车辆结构的所有领域经常使用非正(力锁定(force-locked))连接传递横向力或扭矩。能被分别地传递的力的大小不仅取决于结构设计，而且主要地取决于相互连接的部件表面的静摩擦值(静摩擦系数)。因此，在这种非正连接下，要尽力提供摩擦增加性措施，使得能安全地传递最大可能的横向力和扭矩。

现有技术

使用摩擦增加性夹层来增加螺纹连接和夹紧连接的把持力是已知的。EP 0961038B1公开了一种连接元件，其用于要被结合的工件的增加摩擦的、无间隙的和可翻转的连接。所述连接元件包括弹簧式弹性(spring-elastic)钢箔，所述钢箔在其表面具有确定大小的粒子，这些粒子通过粘结剂相固定在所述弹簧式弹性箔上。所述粒子由硬质材料组成，优选为钻石、立方氮化硼、氧化铝、碳化硅或碳化硼。所述钢箔的固有强度至少要与要被结合的工件的固有强度相配，并且所述粘结剂相的强度至少相当于所述要被结合的工件的表面的强度。

但是，在装配EP 0961038B1所述的连接元件时，会出现许多问题。EP 0961038B1中的摩擦增加性连接元件的共同实施方式是一种冲孔的、平面的环或盘的形式，在装配各个非正连接时，人工地插入所述环或盘。该操作很费力并且伴有在所述连接被最终装配起来之前所述插件不经意地遗失的风险，因为所述插入通常只有约0.1mm薄。

当交付所述部件时，EP 0961038B1所述的连接元件不可能预先装配。EP 0961038B1的连接元件用肉眼看与毛胚(blank)金属部件几乎没有区别，因为所述表面的约90％由化学镍组成。因此，装配工人有时很难察觉到所述连接元件的实际存在，而这对于作为整体的连接的操作安全性是非常重要的。这也许会有相当大的相关的安全风险。例如在机动车辆的引擎中，曲轴-凸轮轴驱动系统内的齿轮就是用这些连接元件装配的。传统使用的螺纹连接的故障会导致自发的总引擎故障。

一种尝试方案是将所述连接元件粘附地连接到所述要被结合的工件的一个结合面上。这要求表面绝对干净、无油并且干燥，而这只能在引擎结构上做很大努力来确保。残留的粘结剂也会削弱EP 0961038中摩擦增加性夹层的特有的力传动机构，并且在修补的情况下使得再装配被故意分离的连接更加困难。

为了能满足防止连接元件遗失的需求，DE 10147627A1提供了一种连接元件，其具有位于连接元件的结合表面之外的组成表面(componentsurface)，并且被加工成具有弹性或回弹特性，这种弹性或回弹特性使得所述连接元件能可翻转地固定在要被结合的工件上。所述组成表面优选地是从所述结合表面突出的凸缘(lug)或抓紧凸齿(lobe)。使用这些连接元件，可实现人工预装配。

但是，DE 10147627A1提出的解决方案具有以下缺点，即操纵具有突出的凸缘或抓紧凸齿的连接元件是困难的，这样会在作为整体的生产程序中的不可避免的操纵步骤中的以及随后的后勤和装配相关程序中引起损坏的风险。另外，在镀层过程以及还有包装和运输中的增加空间的要求会导致连接元件的成本更高。

DE 10045031A1公开了将球墨铸铁焊接至钢的方法，例如将球墨铸铁转向叉(steering fork)焊接到钢管材料，其中在球墨铸铁第一部件与钢第二部件之间施加作为焊料的金属材料。所述金属材料包含比例为22至32％的镍。此处使用摩擦焊或激光焊作为焊接方法。在摩擦焊的情况下，在连接所述部件之前首先施加镍基喷射涂层。在激光焊的情况下，通过激光将无涂层部件连接至包含约70％镍的自流(self-flowing)材料。在DE 10045031A1所描述的方法中，沿连接表面会出现焊缝或焊珠区。但是，部件表面上的这些焊缝或焊珠区会以一种不利的方式削弱这些部件的非正连接。

发明目的