本發(fā)明涉及一種多個(gè)部件的接合方法。

背景技術(shù)：

在制造中，可使用多種處理方法和機(jī)制來鏈接或接合各種部件。通常會(huì)根據(jù)需要接合的部件材質(zhì)以及由接合部件所形成的結(jié)構(gòu)能夠承受的操作條件，來選擇特定接合處理方法和/或機(jī)制。此外，會(huì)根據(jù)需要連接的組件的接入條件，以及尋求接合所涉及的部件是否需要固定，或是需要拆分，來選擇具體接合處理方法和/或機(jī)制。

車輛結(jié)構(gòu)通常由不同種類和級(jí)別的多種材料構(gòu)成，例如鋼、鋁、鎂、和塑料。通常，附加的加固件被用來支撐車輛結(jié)構(gòu)，以及支撐各種底盤和傳動(dòng)系子系統(tǒng)?？紤]到以上所述的至少某些因素，通常選擇形成車輛結(jié)構(gòu)的接合處理方法和附加的加固或支撐件。車輛結(jié)構(gòu)的一般接合處理方法包括使用焊接，粘合，以及各種機(jī)械緊固件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種多個(gè)部件的接合方法。該方法包括將具有第一表面、相對(duì)的第二表面和特征件的第一部件布置成與具有第一表面、相對(duì)的第二表面并且限定孔口的第二部件相接觸。照該方法布置時(shí)，第一部件的第一表面與第二部件的第二表面相鄰。該方法還包括將緊固件定位在第二部件的第一表面上并與第一部件的特征件相接觸，使得至少緊固件的一部分與第二部件的第一表面上的孔口重疊。該方法另外包括將緊固件鄰接并融合到第一部件的特征件，使得緊固件將第一部件固定到第二部件上。

第一部件可以由塑料構(gòu)造，并且第二部件可以由金屬或不同類別的塑料構(gòu)造。

該塑料可以是碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(CFRTP)并且該金屬可以是鋼。第二部件的材料也可以是熱固塑料。

緊固件可以是由塑料構(gòu)造的單面鉚釘。

單面鉚釘可以是紐扣或圓盤。

在單面鉚釘為圓盤的實(shí)施例中，第一部件的特征件可以是延伸穿過孔口從而與圓盤鄰接的柱。

在單面鉚釘為紐扣的實(shí)施例中，該紐扣可以具有柄，并且第一部件的特征件可以是配置為用來容納柄的襯墊。在此情況下，柄可通過插入孔口以鄰接襯墊。

將緊固件融合到第一部件的特征件的融合方式可以包括焊接。

該焊接可以是超聲波焊接。該焊接也可以是摩擦焊接。

第一部件另外可包括模制到其第一表面上的間隔件。在這種情況下，將第一部件與第二部件接觸的操作可包括通過粘合劑將第一部件固定到第二部件的第二表面上，并通過間隔件產(chǎn)生用于該粘合劑的間隙。

本發(fā)明還公開了包括以上元件的多部件組件。

通過如下結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求書對(duì)用于執(zhí)行本公開的實(shí)施例和最佳方式的詳細(xì)描述，本公開的上述特征和優(yōu)勢以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將容易地顯而易見。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明公開的實(shí)施例，通過焊接接合成多部件組件的多個(gè)堆疊的部件的剖面示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，通過焊接接合成多部件組件的多個(gè)堆疊的部件的剖面示意圖。

圖3是如圖1和圖2所示的多個(gè)堆疊的部件在接合成多部件組件后的俯視示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明公開的一種多個(gè)部件的接合方法流程圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖，相同元件以相同數(shù)字來識(shí)別，圖1-圖3圖示了多部件組件10。多部件組件10包括第一部件12，第一部件12具有第一表面或頂表面14和相對(duì)的第二表面或底表面16。第一部件12還具有特征件18，特征件18如下所述可以是紐扣或襯墊。多部件組件10包括第二部件20，第二部件20具有第一表面或頂表面22和相對(duì)的第二表面或底表面24。第二部件20另外限定了孔口26。

如圖所示，第二部件20布置為與第一部件12相接觸，使得第一部件的頂表面14與第二部件的底表面24相鄰。第一部件12可以由塑料構(gòu)造，而第二部件20可以由金屬或不同類別的塑料構(gòu)造。用于第一部件12的塑料可以是熱塑性塑料，如碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(CFRTP)，而用于第二部件20的材料可以是任何熱固塑料材料，該材料不兼容直接焊接到熱塑性塑料。用于第二部件20的金屬可以是鋼。

多部件組件10還包括緊固件28。緊固件28與第一部件12相似，可以由塑料構(gòu)造。緊固件28可以是如圖1所示的紐扣形或者是如圖2所示的圓盤形的單面鉚釘。單面鉚釘緊固件28的每個(gè)實(shí)施例中，無論圖1或是圖2所示，都具有第一端部或側(cè)部28-1，和第二端部或側(cè)部28-2。然而，如以下詳細(xì)描述，單面鉚釘緊固件28的兩個(gè)實(shí)施例不同之處在于兩個(gè)端部28-1和28-2的構(gòu)造方式。此處使用的術(shù)語“鉚釘”是用來識(shí)別緊固件28的特定緊固目標(biāo)以及功能，其不使用粘合劑就可固定在適當(dāng)位置，相對(duì)于第一部12和第二部件20被強(qiáng)力推動(dòng)或螺紋擰緊。然而，主題緊固件28可以在某些方面和普通鉚釘不同。

通常，最初形成時(shí)，普通鉚釘包括大體平滑圓柱軸，又稱尾部，其沿著中心軸線布置，并連接到在其中一個(gè)軸端部處的預(yù)制頭部。該軸具有軸直徑，并且預(yù)制頭部具有頭部直徑。通常安裝之前，頭部直徑大于軸直徑。安裝期間，普通的非自攻鉚釘放置于穿過待組裝的部件的預(yù)制孔口中。預(yù)制頭部在組件一側(cè)的底部伸出，而尾部的一部分出現(xiàn)在組件的另一側(cè)，而后機(jī)械地鐓粗或翹曲，即，變形，使尾部膨脹到約為原始軸直徑的1.5倍，從而形成車間頭部或者鋸臺(tái)尾部。鋸臺(tái)尾部將普通鉚釘保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。原始預(yù)制頭部和新成形的鋸臺(tái)尾部容許普通鉚釘承受拉伸負(fù)荷，即平行于所述軸的軸線的負(fù)荷，而被定位在穿過已結(jié)合在一起的部件的孔口中的軸能夠承受剪切負(fù)荷，即，垂直于軸的軸線的負(fù)荷。

在另一方面，緊固件28不傾向于完全延伸貫穿第一和第二部件12、20的任何一個(gè)，并且第一和第二部件的可靠的組裝并不取決于機(jī)械變形的端部。相反的，如圖1和圖2的每一個(gè)所示，緊固件28固定于第一部件12，而將第二部件20夾在自身和第二部件之間。特別地，緊固件28在第一端部28-1與特征件18之間產(chǎn)生融合的第一界面30，并且在第二端部28-2與第二部件20之間產(chǎn)生重疊的第二界面32。

在組裝期間，緊固件28定位于緊靠第二部件20的第一表面22上，并鄰接，即，靠著第一部件12的特征件18，使得至少第二端部28-2的一部分與在第二部件的第一表面上的孔口26重疊。緊固件28的第二端部28-2另外融合到特征件18，使得緊固件將第一部件12固定到第二部件20上。如上所述，所述緊固件可以具有紐扣形或者圓盤形。在單面鉚釘緊固件28為紐扣的實(shí)施例中，所述紐扣包括凸臺(tái)或者在第一端部28-1到頂點(diǎn)的柄28-3，并且第一部件12的特征件18是配置為用來容納柄的襯墊。柄28-3的長度在圖2中由數(shù)字34標(biāo)識(shí)出。如圖1所示，柄28-3通過插入孔口26，并與襯墊，即特征件18鄰接。

另一方面，在單面鉚釘緊固件28為圓盤的實(shí)施例中，如圖2所示，第一部件12的特征件18是延伸穿過孔口26并與圓盤鄰接的柱。類似于柄28-3，柱的長度在圖3中由數(shù)字34標(biāo)識(shí)出。在圖2的實(shí)施例中，圓盤緊固件28的第一側(cè)部28-1包括一部分重疊于第二部件20的第一表面22上的孔口26，而第二側(cè)部28-2與柱融合在一起，即本例中的特征件18。在圖1或圖2所示的任一實(shí)施例中，緊固件28可通過焊接方法融合于第一部件12的特征件18。

將緊固件28融合于特征件18的特定處理方法可以是超聲或摩擦焊接。如圖1和圖2所示，超聲焊接可通過在緊固件28的第一端部28-1和特征件18之間的第一界面30處局部使用高頻超聲聲學(xué)震動(dòng)的焊頭36來實(shí)現(xiàn)。在使用超聲聲學(xué)震動(dòng)期間，第一和第二部件12、20，連同緊固件28可以在壓力下結(jié)合在一起，用以穩(wěn)定所述組件，以便形成固態(tài)焊接部。如圖3所示，摩擦焊接可通過移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)緊靠在第一部件12的特征件18上的緊固件28而形成的機(jī)械摩擦所產(chǎn)生熱量來實(shí)現(xiàn)。摩擦焊接過程中也可以加入側(cè)向力來可塑性置換并融合緊固件28和特征件18的材質(zhì)。上述超聲焊接或摩擦焊接中，都不存在將第一部件12的緊固件28和特征件18的材料結(jié)合起來所必需的螺栓，釘子，焊接材料，或粘合劑。

除了融合的第一界面30以及重疊的第二界面32，多部件組件10可以包括在第一部件12及第二部件20間的第三界面38。特別地，一個(gè)或多個(gè)間隔件40可以模制到第一部件12的第一表面14上，如圖1-2所示，用于提供第一和第二部件12，20之間的第三界面38。第一部件12可與提供第一表面14和第二表面24之間間隔的間隔件40一起固定到第二部件20上。間隔件40的高度42可以被選擇用于創(chuàng)建所述第一和第二部件之間特定空間或間隙46，其可以容納圖1中的軸28-3或被構(gòu)造為圖2中第一部件12的柱的特征件18中的任意一個(gè)的長度34。因此間隔件40在遠(yuǎn)離第一和第二界面30、32的地方便于在多部件組件10中的第一和第二部件12，20之間產(chǎn)生均勻間距，從而為組裝提供了更強(qiáng)的穩(wěn)定性。此外粘合劑44可以涂抹在第一和第二部件12，20之間包圍并遠(yuǎn)離緊固件28的區(qū)域中。本例中，間隔件40可以用來產(chǎn)生和保持具有高度42在第一部件12和第二部件20之間的間隙46來用于粘合劑44。每個(gè)間隔件40可以在第一部件12的任何位置上模制到第一表面14上來為緊固件28、間隔件和粘合劑44之間在多部件組件10中創(chuàng)建所需的布置和間距。

圖4描述了如圖1-3上所述的產(chǎn)生多部件組件10的方法50。所述方法從框架54開始布置第一部件12與第二部件20相接觸，使得第一部件的第一表面14與第二部件的第二表面24相鄰。在框架54之前的框架52中，該方法可包括在第一和第二部件12，20間涂粘合劑44，如上所述。粘合劑44可以涂在第一部件12或第二部件20任意一個(gè)上。作為布置第一部件12與第二部件20相接觸的一部分，所述方法可以包括通過粘合劑44將第一部件固定到第二部件的第二表面上，并通過間隔件40產(chǎn)生用于所述粘合劑的間隙46。如圖2所述，間隔件40可以模制到第一部件12的第一表面14上。

框架54之后，該方法進(jìn)行到框架56，其中該方法包括將緊固件28定位在第二部件20的第一表面22上并與第一部件12的特征件18接觸，使得至少緊固件的一部分與所述第二部件的第一表面上的孔口26重疊。在框架56之后，所述方法前進(jìn)到框架58，它包括將緊固件28與第一部件12的特征件18鄰接并融合從而通過緊固件將第一部件固定到第二部件20。

詳細(xì)說明和附圖或數(shù)據(jù)是對(duì)所述公開的支持和描述，但所述公開的范圍僅由權(quán)利要求書限定。雖然用于執(zhí)行權(quán)利要求公開的一些最佳模式和其它實(shí)施例已詳細(xì)描述，但是各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例也存在，用于實(shí)踐所附的權(quán)利要求書所定義的公開。此外在圖中所示的實(shí)施例或本描述中提到的各種實(shí)施例的特性不一定要被理解為相互獨(dú)立的實(shí)施例。相對(duì)的，在一個(gè)實(shí)施例中的其中一個(gè)例子所描述的每個(gè)特征與一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例中的其他所需的特征相結(jié)合是可能的，從而導(dǎo)致出現(xiàn)了文本或參考附圖中沒有描述的其它實(shí)施例。因此其他實(shí)施例落入所附的權(quán)利要求書范圍的框架內(nèi)。