[发明专利]将第二物体锚固至第一物体

说明书

本发明提供一种将连接器锚固在第一物体中的方法，其中第一物体是轻质结构元件，其具有第一外部结构层和内衬层，其中第一外部结构层比内衬层更薄且更致密，其中连接器包括固态的热塑性材料，方法包括以下步骤：‑使连接器的面向远侧的耦合面与第一外部结构层的附接部位接触；‑通过将第一压下力施加至第一外部结构层并使第一外部结构层在附接部位处或其附近被刺穿而使在附接部位处的第一外部结构层的部分相对于内衬层移位；‑将第二压下力施加至连接器并且将能量传递入连接器，从而将连接器相对于第一物体朝远侧方向移动，直到使热塑性材料的流动部分液化并使其流入内衬层的互穿结构；‑停止能量传递并允许流动部分重新固化。

本申请是申请号为2017800273960、申请日为2017年3月21日、发明名称为“将连接器锚固在第一物体中的方法和机器”、优先权日为2016年3 月21日、2017年1月10日的PCT申请PCT/EP2017/056734进入中国国家阶段申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及机械工程和制造领域，尤其是机械制造领域，例如汽车工程、飞行器制造、造船、机械制造、玩具制造等。特别涉及将连接器机械地锚固在第一物体中的方法。

背景技术

在汽车、航空和其它行业中，已经倾向于弃用仅为钢的结构而使用轻型材料代替。

新结构材料元件的示例是包括两个外部的、相当薄的结构层以及布置在结构层之间的中间层(内衬层)的轻质结构元件，该结构层例如由纤维复合材料(如玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料)、金属片材、或者取决于行业由纤维板制成，该中间层(内衬层)例如是纸板或其它材料的蜂窝结构或轻型金属泡沫或聚合物泡沫或陶瓷泡沫等或分开的距离保持器的结构。这种轻质结构元件可以称为“夹层板”，并且有时被称为“中空芯板 (HCB)”，它们机械稳定并且看起来很舒适，而且具有相对低的重量。

新材料在结合这些材料的元件尤其是将稍平的物体结合至其它物体时带来新的挑战。这方面的一个示例是在汽车、航空、造船和其它工业中将增强件(“纵梁”等)结合到稍平夹层板结构，或者在夹层板中为铰链、螺钉、螺栓等提供锚固点。

另外，根据现有技术，必须在它们的制造期间提供夹层板结构中的增强件，并且还必须在制造期间增加连接元件。如果随后添加它们，则夹层芯必须随后泡沫填充以紧固连接器，这是高成本且耗时的。

为了应对这些挑战并消除可能的缺陷，汽车、航空和其它行业已经开始大量使用粘合剂结合。粘合剂结合可以轻而坚固，但是存在不能长期控制可靠性的缺点，因为几乎不可能在没有完全破坏该结合的情况下检测到例如由于脆化的粘合剂而导致的弱化的粘合剂结合。此外，粘合剂结合可能导致制造成本的上升，这是由于材料成本以及由于缓慢的硬化过程而导致的制造过程中的延迟，特别是如果彼此待连接的表面具有一定的粗糙度，并且由此导致不能使用快速硬化的薄层粘合剂。另外，因为仅在表面是有效的，粘合剂结合无法在表面比材料强度更结实。在夹层板中，这是结构层之一或其最外部子层的材料强度。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种将连接器机械地紧固至第一物体的方法，该方法克服现有技术方法的缺点。尤其是，本发明的目的是提供一种将连接器机械地紧固至轻质结构元件的方法，该方法具有成本低、高效且快速的潜在优势。

根据本发明的一个方面，提供一种将连接器锚固在第一物体中的方法，其中第一物体是具有第一外部结构层(在本文中也称为第一结构层)和内衬层的轻质结构元件，其中第一外部结构层比内衬层更薄且更致密(并且通常远比被限定出的内衬层的平均硬度更硬)，并且其中连接器包括固态的热塑性材料，该方法包括：

-使连接器的面向远侧的耦合表面部分与第一外部结构层的附接部位接触；

-通过将第一压下力施加至第一外部结构层并使第一外部结构层在附接部位处或其附近被刺穿(尤其是由于施加第一压下力)而使在附接部位处的第一外部结构层的部分相对于内衬层移位；