BR112016027798B1

BR112016027798B1 - Método para unir dois objetos, máquina para executar o método e conjunto

Info

Publication number: BR112016027798B1
Application number: BR112016027798-8A
Authority: BR
Inventors: Jörg Mayer; Mario Lehmann; Laurent Torriani
Original assignee: Woodwelding Ag; Inter Ikea Systems B.V.
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2021-11-03
Also published as: EA032335B1; US20170144364A1; US11642856B2; WO2015181300A1; US20230234300A1; US11472125B2; CN106488840B; KR102354548B1; CA2950472A1; US10780644B2; PT3149345T; CA2950472C; KR20170016379A; DK3149346T3; EP3149346B1; CA2950457C; EA201692380A1; PL3149345T3; EP3149345B1; RU2016149367A3

Abstract

método para unir dois objetos, máquina para executar o método e conjunto. a presente invenção refere-se a um método e a uma máquina para unir dois objetos (1, 5) ancorando-se uma porção de inserção (6) fornecida em um dos objetos em uma abertura (2) fornecida no outro objeto dentre os objetos. a ancoragem é alcançada através da liquefação de um material termoplástico e interpenetração do material liquefeito e um material penetrável, sendo que os dois materiais são dispostos em superfícies opostas da porção de inserção (6) e da parede da abertura (2). antes de tal liquefação e interpenetração, um ajuste de interferência é estabelecido em que tais superfícies opostas são pressionadas uma contra a outra, e, para a ancoragem, a energia de vibração mecânica e, possivelmente, uma força de cisalhamento (22) são aplicadas, em que a força de cisalhamento aplica um estresse de cisalhamento no ajuste de interferência.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção pertence ao campo de engenharia mecânica e construção e se refere a um método para unir dois objetos. Um dos objetos compreende uma porção de inserto e o outro objeto compreende uma abertura, e, para que os dois objetos sejam unidos, a porção de inserto é ancorada na abertura, em que, na área de ancoragem, um dos objetos compreende um material sólido que tem propriedadestermoplásticas, e o outro objeto compreende um material sólido que é penetrável pelo material que tem propriedades termoplásticas quando liquefeito. O material penetrável é, por exemplo, fibroso ou poroso,é, por exemplo, uma espuma estrutural.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A partir, por exemplo, das publicações no WO 96/01377 (Createc), no WO 98/042988 (Woodwelding) e no WO 2006/002569 (Woodwelding) ou no WO 2008/080238, é conhecido ancorar insertos que compreendem materiais que têm propriedades termoplásticas em materiais fibrosos ou porosos tais como, por exemplo, cartonagem ou madeira. Para tal ancoragem, o inserto é posicionado em relação à abertura e, então, a vibração mecânica, em particular, a vibração ul- trassônica, e uma força direcionada para pressionar o inserto na abertura são aplicadas simultaneamente ao inserto. Na etapa de posicionamento do inserto, nenhuma força relevante é usada, isto é, na aplicação da energia vibratória, o inserto posicionado vibrará livremente, ou irá, devido à força mencionada que pressiona o mesmo contra o material fibroso ou poroso, transmitir a energia vibratória ao último. Na etapa de aplicar vibração e força, o material que tem propriedades termoplásticas é liquefeito devido ao calor de atrito pelo menos onde em contato com o material fibroso ou poroso e o mesmo penetra no material fibroso ou poroso das paredes da abertura e forma, mediante ressolidificação, uma conexão de encaixe positiva com o material poroso ou fibroso.

[003] De acordo com a publicação no WO 96/01377, o inserto e a abertura cega na qual o inserto deve ser ancorado são adaptados um ao outro de modo que o inserto, ao ser posicionado em relação à abertura,não alcance a parte inferior da abertura. Isso é alcançado projetando-se o inserto e/ou a abertura para ser afilada tanto de modo contínuoou escalonado. De modo simultâneo com a aplicação da vibração ultrassônica, o inserto é avançado adicionalmente na abertura através da ação de uma força compressora, que resulta em liquefação do material que tem propriedades termoplásticas essencialmente nos lados de inserto laterais. Em um método similar, um inserto um pouco superdimensionado é posicionado na boca da abertura e, sob a ação da força de compressão e da vibração, é avançado na abertura e late-ralmente ancorado na mesma. Em ambos os casos, é necessário mover a maior parte do inserto na direção da profundidade da abertura durante a aplicação da vibração.

[004] De acordo com as publicações no WO 98/042988 e no WO 2006/002569, o inserto e a abertura cega na qual o inserto deve ser ancorado são adaptados um ao outro de modo que o inserto, ao ser posicionado na abertura, repouse na parte inferior da abertura. Durante a aplicação da vibração ultrassônica, o inserto é pressionado contra essa parte inferior. Isso resulta em liquefação do material que tem propriedadestermoplásticas, em particular, na região da extremidade de inserto distal, isto é, em uma ancoragem substancialmente distal na parte inferior da abertura, mas quase nenhuma ancoragem lateral, em que a maior parte do inserto não é movida ou é movida apenas um pouco durante a aplicação da vibração.

[005] O documento no US 5.879.115 ensina um método e um aparelho para unir um inserto de plástico a uma base de plástico que tem uma reentrância na mesma. O processo conta com material de plástico tanto do inserto como da base para fundir e fluir para espaços onde os plásticos do inserto e a base são fundidos em conjunto em um charco para proporcionar, após ressolidificação, uma junta integral (uma solda). As aplicações dessa abordagem são restritas a ligações entre dois objetos que são ambos de material termoplástico, sendo que os materiais termoplásticos têm a capacidade de misturar integralmente um com o outro.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] O objetivo da presente invenção é fornecer um método al ternativo para unir dois objetos, em que um dos objetos compreende uma porção de inserto e o outro compreende uma abertura, em que, para a união, a porção de inserto é ancorada na abertura, e em que, pelo menos em áreas em que tal ancoragem é desejada, um dos objetos compreende um material sólido que tem propriedades termoplásticas, e o outro objeto compreende um material sólido que é penetrável pelo material que tem propriedades termoplásticas quando liquefeito.

[007] Um objetivo adicional da invenção é aperfeiçoar os méto dos conhecidos brevemente descritos acima em que tal união é alcançada com o auxílio de energia fornecida na forma de vibração mecânica, em particular, vibração ultrassônica. Com o uso do método de acordo com a invenção, deve ser possível alcançar com o projeto mais simples de inserto e abertura e dentro de um tempo mínimo de aplicação de vibração, uma ancoragem particularmente lateral de uma uniformidade muito alta até mesmo se a área de ancoragem desejada for relativamente grande.

[008] De maneira geral, os objetos mencionados acima são al cançados estabelecendo-se, em uma primeira etapa de método, um encaixe por interferência entre a porção de inserto e a parede, em particular, a parede lateral, da abertura em que a porção de inserto deve ser ancorada, e apenas depois aplicar a energia que causa a liquefação,que é alcançada essencialmente onde o encaixe por interferência está ativo. A ancoragem alcançada com esse método é de uma resistência similar (por unidade de área de ancoragem) que a ancoragem alcançada com o método discutido brevemente acima de acordo com o documento no WO 96/01377, mas pode ser realizada sem a necessidade de mover a maior parte da porção de inserto ao longo de uma distância relevante dentro da abertura durante a etapa de ancoragem, e isso independentemente da localização em que a ancoragem é desejada. Esse fato reduz de modo relevante o tempo necessário para alcançar a ancoragem. Além disso, à medida que a liquefação inicia simultaneamente em todas as localizações em que a ancoragem é desejada, a ancoragem alcançada é muito homogênea.

[009] De acordo com a invenção, um primeiro objeto que com preende um primeiro material e um segundo objeto que compreende um segundo material são fornecidos, em que o primeiro material é sólido (em temperatura ambiente) e compreende propriedades termoplásticas (isto é, é liquefeizável com o auxílio de energia térmica; em seguida, esse material é denominado “material termoplástico”), e o segundo material também é sólido (em temperatura ambiente) e é pene- trável pelo primeiro material quando o último está em um estado liquefeito (isto é, o segundo material é fibroso ou poroso, compreende estruturas de superfície penetrável ou não pode resistir tal penetração sob pressão). Especialmente, o segundo material é de modo que o mesmo não se torne fluidificável sob as condições que aplicam quando o primeiro material penetra nas estruturas de superfície. Por exemplo, o segundo material pode ser de um material que não tem propriedades termoplásticas, isto é, um material diferente de um material termoplás- tico. O segundo material pode ser de modo que o mesmo não passe por um processo de liquefação reversível, que significa que é de um material incapaz de passar por um processo de liquefação reversível ou de um material que tem uma temperatura de fusão substancialmente acima de uma temperatura à qual o primeiro material se torna fluidi- ficável. Por exemplo, se o segundo material for fundível, sua temperatura de fusão ou temperatura de transição vítrea pode ser maior do que uma temperatura de transição vítrea ou temperatura de fusão do primeiro material em pelo menos 50 °C ou pelo menos 80 °C ou pelo menos 100 °C.

[0010] Exemplos de segundos materiais são materiais à base de madeira tais como cartonagem (“cartonagem” nesse texto inclui quaisquer materiais compósitos fabricados misturando-se partículas de madeira de qualquer formato com adesivos, independente do formato de produto, inclusive, por exemplo, painel de tira orientada), Painel de Fibras de Alta Densidade (HDF), Painel de Fibras de Média Densidade (MDF), ou madeira, ou espumas metálicas ou cerâmicas ou possivelmente estruturas porosas abertas de um material com base em polímeronão termoplástico (termofixo).

[0011] Qualquer um dentre o primeiro e o segundo objeto compre ende uma abertura e o outro compreende uma porção de inserto a ser ancorada na abertura, em que os materiais mencionados constituem pelo menos parte das superfícies da porção de inserto e da parede da abertura. A abertura e a porção de inserto são adaptadas de modo dimensional uma na outra para um encaixe por interferência (encaixe por pressão), isto é, a porção de inserto é superdimensionada pelo menos localmente quando comparado à abertura, resultando em pelo menos pressão local entre porção de inserto e a parede de abertura quando o inserto tem uma posição desejada dentro da abertura, isto é, que resulta em compressão elástica da porção de inserto e/ou da pa- rede da abertura. O primeiro e o segundo materiais mencionados são dispostos em oposição um ao outro pelo menos em partes de áreas de tal compressão.

[0012] Especialmente, o segundo objeto pode compreender a abertura e o primeiro objeto pode compreender a porção de inserto.

[0013] Em uma etapa de método de estabelecimento do encaixe por interferência, a porção de inserto é posicionada na posição desejada dentro da abertura onde é retida pelo encaixe por interferência mencionado acima. Para alcançar o encaixe por interferência, isto é, para gerar a compressão entre a porção de inserto e a parede de abertura, uma força de interferência é necessária, tanto para forçar a porção de inserto na abertura subdimensionada ou para pressionar seções de parede da abertura contra a porção de inserto. A magnitude da força de interferência está correlacionada substancialmente com a resistência e área do encaixe por interferência e é essencialmente dependente e limitada pelas dimensões relativas de porção de inserto e abertura e da compressibilidade tanto de um como dos dois materiais.

[0014] Em uma etapa de ancoragem que é realizada após a etapa de estabelecimento do encaixe por interferência, a energia é aplicada a um ou ao outro dentre os objetos, em que a energia é para atuar como calor, em particular, em áreas (áreas de ancoragem) em que, devido ao encaixe por interferência, áreas de superfície de porção de inserto e parede de abertura são pressionadas uma contra a outra e compreendem um dentre o material termoplástico e o penetrável. O calor faz com que o material termoplástico liquefaça e a pressão do encaixe por interferência causa interpenetração dos dois materiais, em que o encaixe por interferência é pelo menos parcialmente relaxado.

[0015] Se a energia for aplicada como vibração mecânica (por exemplo, vibração ultrassônica), o encaixe por interferência deve ser superado, de modo que, pelo menos nas áreas mencionadas, a vibra- ção cause atrito e, com isso, calor de atrito entre a porção de inserto e a parede da abertura. Para superar o encaixe por interferência, é necessário aplicar um agente de enchimento de cisalhamento entre a porção de inserto e a parede de abertura, em que esse agente de enchimento de cisalhamento pode ser causada por vibração forte o suficiente do um dentre porção de inserto ou parede de abertura em relação à outra, ou pela vibração e uma força de cisalhamento adicional que atua entre os dois objetos. Para evitar movimento indesejado, em particular, movimento translacional dos dois objetos um em relação ao outro devido à força de cisalhamento, pode ser necessário neutralizar o último de um modo adequado.

[0016] Em uma etapa de método adicional, o suprimento de ener gia é interrompido até o material termoplástico liquefeito e deslocado na etapa de ancoragem ser ressolidificado, desse modo, na área de interpenetração, um tipo de material compósito é formado, que conecta os dois objetos em uma conexão por encaixe positiva.

[0017] A energia necessária para liquefazer o material termoplásti co na etapa de ancoragem é suprida, conforme discutido acima, a qualquer um dentre os dois objetos preferencialmente na forma de vibração mecânica, em particular, vibração ultrassônica, para ser transformada em calor de atrito na interface entre a porção de inserto e a parede da abertura. A vibração tem, preferencialmente, uma direção de vibração principal paralela às superfícies de porção de inserto e parede de abertura em que o encaixe por interferência é ativo. De modo preferencial, portanto, há, para alcançar ancoragem lateral, vibrações longitudinais substancialmente paralelas à profundidade da abertura ou vibrações rotatórias com um eixo geométrico substancialmente paralelo à profundidade da abertura. A força de cisalhamento adicional mencionada acima, caso aplicada, é direcionada preferencialmente de modo paralelo à direção de vibração principal, isto é, para os dois ca sos mencionados acima, a mesma atua de modo paralelo à profundidade da abertura ou como torque com um eixo geométrico paralelo à profundidade da abertura.

[0018] Outros tipos de energia tais como, por exemplo, irradiação com energia eletromagnética para a qual meios de absorção adequados devem ser fornecidos nas localizações onde o encaixe por interferência está ativo, ou aquecimento correspondente (por exemplo, aquecimento indutivo ou resistivo) também são aplicáveis.

[0019] Conforme mencionado acima, o material termoplástico e o material penetrável que fazem parte na ancoragem podem estar presentes apenas em superfícies selecionadas da porção de inserto e em paredes da abertura. Entretanto, os mesmos também podem constituir porções maiores dos dois objetos que podem compreender porções adicionais de diferentes materiais ou podem consistir inteiramente tanto no material termoplástico ou no material penetrável.

[0020] Em áreas nas quais o encaixe por interferência atua, qual quer uma dentre as duas superfícies que é pressionada em conjunto pode compreender estruturas que funcionam como direcionadores de energia, isto é, elementos em formato de ponta ou em formato de linha que se projetam a partir de uma superfície principal. Essas estruturas de direcionamento de energia podem ou não romper a superfície oposta quando o encaixe por interferência é estabelecido e precisam ser levadas em consideração de modo correspondente ao calcular o su- perdimensionamento da porção de inserção.

[0021] O material penetrável e o material termoplástico precisam ter propriedades mecânicas (sob as condições da etapa para estabelecer o encaixe por interferência, isto é, normalmente em temperaturas ambientes) para terem a capacidade de tolerar a pressão do encaixe por interferência. A fluência de qualquer um dentre os dois materiais que prejudica o encaixe por interferência deve ser preferencialmente evitada. Isso é alcançado selecionando-se materiais substancialmente sem tendência de fluência na temperatura da etapa de estabelecimento do encaixe por interferência (polímeros amorfos abaixo de sua temperatura de transição vítrea ou preferencialmente pelo menos 50 °C abaixo de sua temperatura de transição vítrea e polímeros parcialmente cristalinos abaixo de sua temperatura de fusão) ou mantendo-se um intervalo de tempo entre a etapa de estabelecimento do encaixe por interferência e a etapa de ancoragem curto o bastante para iniciar a etapa de ancoragem antes de o encaixe por interferência ser muito prejudicado pela fluência (quanto mais curto for intervalo de tempo mencionado, mais tendência de fluência de qualquer um dentre os materiais pode ser tolerado, isto é, para polímeros: mais próxima a temperatura usada pode ser dos limites de temperatura fornecidos acima). Se a energia for aplicada na forma de vibração mecânica, o material penetrável precisa ter adicionalmente a capacidade de tolerar o atrito vibratório da etapa de ancoragem.

[0022] Um material penetrável adequado para o método, de acor do com a invenção, é sólido pelo menos sob as condições do método de acordo com a invenção (etapa de estabelecer o encaixe por interferência e etapa de ancoragem), em que “sólido” no contexto da presente revelação deve significar que esse material é rígido, substancialmentenão flexível elasticamente (sem características elastoméricas) e não deformável plasticamente e não é ou é apenas muito pouco com- pressível elasticamente. O mesmo compreende adicionalmente (real ou potencial) espaços nos quais o material liquefeito pode fluir ou ser pressionado para a ancoragem. O mesmo é, por exemplo, fibroso ou poroso ou compreende estruturas de superfície penetráveis que são, por exemplo, fabricadas por usinagem adequada ou por revestimento (espaços reais para penetração). Alternativamente, o material penetrá- vel tem a capacidade de desenvolver tais espaços sob a pressão hi- drostática do material termoplástico liquefeito, que significa que o mesmo pode não ser penetrável ou apenas a um grau muito pequeno quando sob condições ambientes. Essa propriedade (que tem espaços potenciais para penetração) implica, por exemplo, em falta de homogeneidade em termos de resistência mecânica. Um exemplo de um material que tem essa propriedade é um material poroso cujos pores são preenchidos com um material que pode ser forçado para fora dos pores, um compósito de um material macio e um material rígido ou um material heterogêneo (tal como madeira) em que a adesão interfacial entre os constituintes é menor do que a força exercida pelo material liquefeito penetrante. Desse modo, em geral, o material penetrável compreende uma falta de homogeneidade em termos de estrutura (espaços “vazios” tais como poros, cavidades etc.) ou em termos de composição de material (material deslocável ou materiais separáveis).

[0023] Para que o método, de acordo com a invenção, produza uma qualidade de união que se repete de modo adequado, o material penetrável precisa ter propriedades mecânicas que sejam previsíveis e homogêneas o suficiente para fornecer ao encaixe por interferência uma resistência previsível. Como isso é dificilmente o caso para osso de ser vivo, o método não é adequado para propósitos médicos.

[0024] Em modalidades com uma abertura, por exemplo, uma abertura cega, na qual a porção de inserto é inserida introduzindo-se a porção de inserto na abertura, o objeto de batente é submetido a um agente de enchimento mecânica considerável devido à força de interferência. Dependendo da composição do material penetrável ou possivelmente outros materiais do objeto de batente, pode haver um risco de rachaduras ou outros danos serem causados pela introdução da porção de inserto na abertura antes da etapa de ancoragem.

[0025] Por exemplo, em modalidades, o objeto de batente pode compreender uma porção em formato de painel (por exemplo, sendo em formato de painel ou compreendendo um constituinte em formato de painel), com superfícies amplas e uma face de lado estreito entre as superfícies amplas, sendo que a abertura se estende da face de lado estreito para dentro (isto é, a abertura tem uma boca na superfície de lado estreito).

[0026] Em geral, se necessário, medidas podem ser obtidas para impedir que rachaduras ou outros danos (bojamento, ou descamação de porções, por exemplo) surjam. Especialmente, as medidas para reduzir as áreas de superfície oposta que são submetidas à força de interferência podem ser obtidas:

[0027] - Os cortes transversais da porção de inserto e da abertura são adaptados um ao outro não tendo um mesmo formato de modo que o encaixe por interferência seja limitado a apenas partes da circunferência dos cortes transversais.

[0028] o Se a distância entre partes submetidas à força de interfe rência for similar a ou menor do que uma distância de fluxo do material termoplástico durante a etapa de ancoragem subsequente, então, contudo, a ancoragem pode se referir à circunferência inteira, com porções entre as porções de força de interferência que servem como espaço adicional onde o material termoplástico prensado pode passar. Por exemplo, se o corte transversal da abertura for redondo e o corte transversal da porção de inserto for em formato de estrela com dentes pouco distanciados, então, o material termoplástico durante a ancoragem pode fluir para preencher espaços entre os dentes.

[0029] o Se a distância entre as porções de força de interferência for grande, então, a ancoragem será consequentemente, limitada às partes da circunferência, correspondendo, essencialmente às porções de força de interferência.

[0030] o Em modalidades desse conceito, bordas de tais cortes transversais podem funcionar como elementos de direcionamento de energia e/ou podem ser pressionadas para a parede lateral da abertura no estabelecimento do encaixe por interferência.

[0031] - Além disso ou como uma alternativa, o pareamento de corte transversal de porção de inserto e abertura pode diferir ao longo da profundidade da abertura de modo que o encaixe por interferência seja restrito a áreas predeterminadas dispostas ao longo dessa profundidade. Especialmente, o encaixe por interferência pode ser restrito a áreas em uma distância a partir da boca da abertura (para porções mais profundas) visto que o risco de rachaduras ou outros danos é o maior na margem da abertura.

[0032] o Em exemplos, a abertura pode ser escalonada ou afilada com um diâmetro inferior em posições mais profundas, enquanto a porção de inserto não tem qualquer desnível/conicidade ou é escalo- nada/afilada de modo diferente.

[0033] - Além disso ou conforme ainda outra alternativa, a porção de inserto pode ser dotada de uma parte oca, especialmente se for de um material, por exemplo, levemente elástico. Em exemplos, a extremidade distal pode ser oca.

[0034] - Além disso ou como uma alternativa adicional, a porção de inserto pode ser dotada de asas rígidas ou flexíveis/macias. A porção de inserto pode, então, por exemplo, ser lançada na abertura por pressão de ar ou similar. As asas podem garantir que a porção de in- serto seja localizada em uma posição correta sem causar uma rachadura.

[0035] - Além disso ou como uma alternativa ainda adicional, a força de interferência pode ser causada apenas imediatamente antes da etapa de ancoragem e após os objetos terem sido posicionados um em relação ao outro, a partir de um interior do primeiro objeto. Especialmente, o primeiro objeto pode ser dotado de uma abertura interior acessível a partir do lado proximal, e um elemento de expansão pode ser empurrado para a abertura, por exemplo, pela ferramenta vibratóriaatravés da qual, posteriormente, a energia é transferida para o primeiro objeto. O elemento de expansão nisso tem um corte transversal maior do que a abertura interior de modo que o mesmo expanda o primeiro objeto e, desse modo, cause a força de interferência a partir de dentro.

[0036] Exemplos de materiais penetráveis aplicáveis no método de acordo com a invenção são materiais sólidos tais como madeira, madeira compensada, cartonagem, papelão, material de tijolo de concreto, vidro poroso, espumas de metal, cerâmica, ou materiais poliméri- cos, ou materiais de cerâmica sinterizada, vidro ou metal, em que tais materiais compreendem espaços nos quais o material termoplástico pode penetrar cujos espaços são originalmente preenchidos com ar ou com outro material deslocável ou compressível. Exemplos adicionais são materiais compósitos que têm as propriedades estabelecidas acima ou materiais com superfícies que compreendem uma aspereza adequada, estruturas de superfície usinadas adequadas ou revestimentos de superfície adequados (por exemplo, que consistem em partículas). Se o material penetrável tiver propriedades termoplásticas, é necessário que o mesmo mantenha sua resistência mecânica durante a etapa de ancoragem tanto compreendendo adicionalmente uma fase estável mecanicamente ou tendo uma temperatura de fusão conside-ravelmente maior do que o material termoplástico a ser liquefeito na etapa de ancoragem.

[0037] Um material termoplástico adequado para o método de acordo com a invenção também é, sob as condições da etapa de es-tabelecimento do encaixe por interferência, sólido no sentido conforme descrito acima para o material penetrável. O mesmo compreende pre-ferencialmente uma fase polimérica (especialmente à base de cadeia C, P, S ou Si) que transforma de sólido para líquido ou fluidificável acima de uma faixa de temperatura crítica, por exemplo, por fusão, e transforma, de nodo, em um material sólido quando novamente resfriado abaixo da faixa de temperatura crítica, por exemplo, por cristalização, desse modo, a viscosidade da fase sólida é diversas ordens de magnitude (pelo menos três ordens de magnitude) maior do que da fase líquida. O material termoplástico geralmente compreenderá um componente polimérico que não é reticulado de modo covalente ou reticulado de um modo que as ligações de reticulação se abram de modo reversível mediante aquecimento a ou acima de uma faixa de temperatura de fusão. O material de polímero pode compreender adicionalmente um agente de enchimento, por exemplo, fibras ou partículas de material que não tem propriedades termoplásticas ou tem pro-priedadestermoplásticas que incluem uma faixa de temperatura de fusão que é consideravelmente maior do que a faixa de temperatura de fusão do polímero básico.

[0038] Exemplos para o material termoplástico aplicável no méto do, de acordo com a invenção, são polímeros termoplásticos, copolí- meros ou polímeros preenchidos, em que o polímero básico ou copo- límero é, por exemplo, polietileno, polipropileno, poliamidas (em particular, Poliamida 12, Poliamida 11, Poliamida 6, ou Poliamida 66), Poli- oximetileno, policarbonatouretano, policarbonatos ou carbonatos de poliéster, acrilonitrila butadieno estireno (ABS), Acrilonitrila Estireno Acrilato (ASA), Estireno-acrilonitrila, cloreto de polivinila, poliestireno, ou Polietercetona (PEEK), Polieterimida (PEI), Polissulfona (PSU), Po- li(sulfeto de p-fenileno) (PPS), Polímeros de Cristal Líquido (LCP) etc. LCPs são de interesse particular visto que sua queda brusca em viscosidade durante a fusão possibilita que os mesmos penetrem em espaços muito finos no material penetrável.

[0039] Normalmente qualquer um dentre os dois objetos a serem unidos precisa ter a capacidade de transferir a energia de vibração, preferencialmente com uma perda mínima de energia, a partir de um lado de objeto proximal, onde uma ferramenta vibratória é aplicada, para um lado distal, onde a porção de inserto ou a abertura é disposta. Se esse objeto for totalmente produzido a partir do material termoplástico, o último precisará de um coeficiente de elasticidade (a temperatura ambiente) de pelo menos 0,5 GPa ou preferencialmente de pelo menos 1,0 GPa.

[0040] O material termoplástico e o material penetrável precisam ser adaptados um ao outro de modo que um encaixe por interferência adequado e a penetração desejada sejam possíveis e resultem em uma ancoragem adequada. Um pareamento de material que provou ser vantajoso é, por exemplo, o pareamento de madeira compensada (material penetrável) e poliamida (material termoplástico).

[0041] A vibração mecânica ou oscilação adequada para o método de acordo com a invenção tem preferencialmente uma frequência entre 2 e 200 kHz (ainda mais preferencialmente entre 10 e 100 kHz, ou entre 20 e 40 kHz) e uma energia de vibração de 0,2 a 20 W por milímetro quadrado de superfície ativa. A ferramenta vibratória (por exemplo, sonotrodo) é, por exemplo, projetada de modo que sua face de contato oscile predominantemente na direção do eixo geométrico de ferramenta (vibração longitudinal) e com uma amplitude de entre 1 e 100μm, preferencialmente cerca de 30 a 60 μm. Tais vibrações preferenciaissão, por exemplo, produzidas por dispositivos ultrassônicos conforme, por exemplo, conhecidos de solda ultrassônica.

[0042] Em uma modalidade preferencial da etapa de ancoragem do método de acordo com a invenção, um dentre os dois objetos (objeto de batente) é fixo em uma posição estável e a ferramenta vibratória é aplicada ao outro objeto (objeto livre) e, se aplicável, a ferramenta vibratória não é somente usada para transmitir a vibração ao objeto livre, mas também uma força de cisalhamento que é direcionada de modo paralelo à profundidade da abertura. No mesmo a ferramenta vibratória pode não ser conectada ao objeto livre ou apenas de modo frouxo, isto é, a mesma atua substancialmente como um martelo no último. Alternativamente, a mesma pode ser fixada ao objeto livre de modo que a vibração seja completamente transferida ao objeto livre.

[0043] O movimento indesejado dos dois objetos um em relação ao outro (ou da porção de inserto dentro da abertura respectivamente) devido à força de cisalhamento direcionada de modo paralelo à profundidade da abertura é limitado ou impedido, por exemplo, projetando-se a abertura como uma abertura cega ou compreendendo uma redução de corte transversal relevante, ou dispondo-se um batente auxiliar dentro ou na boca de uma abertura atravessante e posicionando-se a porção de inserto dentro da abertura, na etapa de alcançar o encaixe por interferência, de modo que sua extremidade distal entre em contiguidade com a parte inferior da abertura cega, ou a redução de corte transversal, ou o batente auxiliar ou tenha uma pequena distância predeterminada a partir do último.

[0044] Em uma modalidade preferencial exemplificativa do método de acordo com a invenção, o objeto de batente compreende a abertura (por exemplo, um orifício cego, isto é, uma abertura com um corte transversal circular constante e uma parte inferior) e compreende o material penetrável (por exemplo, consiste em madeira ou cartonagem). O objeto livre compreende a porção de inserto (que é, por exemplo, em formato de pino) e consiste no material termoplástico (por exemplo, poliamida, PA 6.6). A ancoragem deve ser alcançada essencialmente em lados laterais da porção de inserto, mas preferencialmentetambém na parte inferior do orifício. A porção de inserto tem um corte transversal que é superdimensionado em relação à abertura tendo um diâmetro que é maior do que o diâmetro do orifício. Na etapa de estabelecimento do encaixe por interferência, a porção de inserto é forçada no orifício até sua extremidade distal entrar substancialmente em contato com a parte inferior de orifício com o auxílio da força de interferência que é aplicada à extremidade proximal do pino com o uso de qualquer ferramenta adequada, possivelmente a ferramenta vibratória em um estado passivo (sem vibrar). Na etapa de ancoragem, a ferramenta vibratória é ativada e, se aplicável, é pressionada simultaneamente contra a extremidade proximal do objeto livre com a força de cisalhamento adicional.

[0045] Em modalidades desse tipo, o movimento axial da maior parte da porção de inserto pode ser restrito à compensação de compressão da parte inferior da abertura e penetração do material pene- trável na área dessa parte inferior. A extremidade proximal da porção de inserto pode mover mais devido ao encurtamento da porção de in- serto para compensar material liquefeito deslocado lateralmente.

[0046] A porção de inserto, por exemplo, cilíndrica pode compre ender recursos de direcionamento de energia na forma de cristas que se estendem axialmente que podem ou não entalhar as paredes laterais da abertura no estabelecimento do encaixe por interferência. Se o superdimensionamento do corte transversal de pino for menor do que a altura radial das cristas, o encaixe por interferência e, portanto, a ancoragemserão restritos a áreas das cristas e não serão relacionados aos vales entre as cristas. De modo alternativo ou adicional, é possível equipar as paredes laterais da abertura com estruturas de direcionamento de energia. A porção de inserto é, de preferência, produzida totalmente a partir do material termoplástico, mas alternativamente, pode compreender um núcleo que se estende substancialmente ao longo de um eixo geométrico longitudinal central da porção de inserto e é produzido a partir de um material (por exemplo, um material metálico ou um cerâmico ou um material termoplástico com uma temperatura de fusão consideravelmente maior do que o material termoplástico a ser liquefeito) que tem preferencialmente uma resistência mecânica maior do que o material termoplástico.

[0047] Os parâmetros exemplificativos para a modalidade prefe rencial descrita acima do método de acordo com a invenção, em que para a etapa de ancoragem vibração conforme descrito acima é usada,são: (a) superdimensionamento de porção de inserto em lados laterais em relação às paredes laterais de abertura: na região de décimos de milímetros (por exemplo, 0,1 a 0,5 mm), (b) encaixe por interferência: na região de décimos de N por mm2 (por exemplo, 0,1 a 1 N/mm2).

[0048] Experimentos mostram que com o uso da modalidade pre ferencial descrita de maneira breve acima do método de acordo com a invenção, a etapa de ancoragem pode ser reduzida para cerca de metade do tempo necessário se, de acordo com o método conhecido, a porção de inserto for forçada na abertura simultaneamente com a aplicação da vibração. Essa redução de tempo constitui uma economia relevante de energia vibratória e uma vantagem relevante em relação a um processo automático. Além disso, a mesma coloca menos tensão em uma face proximal, na qual a ferramenta vibratória está martelando, e reduz o risco de material liquefeito ser pressionado para fora da boca da abertura. Isso aumenta a qualidade geral do resultado do método em que, até mesmo se a face proximal mencionada for produzida a partir do material termoplástico, a mesma não é deformada ou marcada de modo indesejável durante a etapa de ancoragem e a região da boca da abertura é mantida limpa.

[0049] Alternativas exemplificativas à modalidade preferencial mencionada acima do método de acordo com a invenção (desde que já não estejam descritas mais acima) são, por exemplo,

[0050] • Porção de inserto e abertura não são cilíndricas, mas, por exemplo, afiladas tanto de modo contínuo ou escalonado, em que um ân- gulo de afilamento geral é preferencialmente não mais do que 10 a 15°.

[0051] • Qualquer corte transversal da porção de inserto é pareado com uma abertura na forma de uma ranhura, em que uma pluralidade de porções de inserto pode ser introduzida na ranhura tanto lado a lado ou com distâncias entre as mesmas.

[0052] • O corte transversal da porção de inserto e da abertura di ferem por um que compreende elementos de direcionamento de energia e o outro não.

[0053] • Os elementos de direcionamento de energia têm a forma de cristas que se estendem de modo paralelo à profundidade da abertura.

[0054] • Em uma extremidade proximal da porção de inserto, uma porção proximal é fornecida, em que a porção proximal tem, por exemplo, um corte transversal maior do que a porção de inserto de modo que a porção proximal não possa ser introduzida na abertura. Tal porção proximal em formato de cabeça pode servir para a aplicação da ferramenta vibratória e possivelmente para limitar o movimento da porção de inserto na abertura durante a etapa de estabelecimento do encaixe por interferência e/ou durante a etapa de ancoragem. A porção proximal pode ter, além disso, funções adicionais, por exemplo, associadas com o seu formato.

[0055] • Se uma ancoragem forte na parte inferior de uma abertura cega for desejada, essa extremidade distal da porção de inserto é afilada ou compreende estruturas de superfície de direcionamento de energia.

[0056] • Se um mínimo de ancoragem na parte inferior de uma abertura cega for desejado, a extremidade distal da porção de inserto é preferencialmente obtusa e/ou não compreende o material termoplástico e/ou a parte inferior da abertura compreende um material que não é penetrável ou é menos penetrável do que o material das pare- des laterais da abertura.

[0057] • A porção de inserto compreende um núcleo que se esten de, por exemplo, em uma direção da profundidade da abertura e que consiste em um material que não amolece ou liquefaz sob as condições da etapa de ancoragem (por exemplo, material metálico ou cerâmico ou um material polimérico que é um polímero termofixo ou um polímero termoplástico com uma faixa de temperatura de fusão consideravelmente maior do que o material termoplástico que deve ser liquefeito na etapa de ancoragem). O núcleo aumenta a resistência mecânica da porção de inserto.

[0058] Essas possibilidades podem ser combinadas umas com as outras em combinações arbitrárias.

[0059] A invenção também se refere a uma máquina para realizar o método de um modo automático. Tal máquina compreende um meio de inserção para inserir a porção de inserto na abertura para estabelecer o encaixe por interferência, e um meio de ancoragem para realizar o processo de ancoragem. O meio de inserção pode ser combinado com o meio de ancoragem (por exemplo, por uma ferramenta vibratória empurrando primeiramente a porção de inserto para a abertura e, então, sendo submetida a vibrações mecânicas para acoplar energia na disposição para o processo de ancoragem) ou pode ser separado do mesmo.

[0060] A invenção se refere adicionalmente a um conjunto de uma máquina e um estoque de primeiros objetos. Se a máquina compreender adicionalmente um meio de fabricação de abertura (tal como uma furadeira), o meio de fabricação de abertura e os primeiros objetos são adaptados um ao outro de modo que o encaixe por interferência possa ser estabelecido por inserção da porção de inserto na abertura.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0061] A invenção é descrita em maiores detalhes em conexão com as Figuras anexas, em que:

[0062] A Figura 1 ilustra o exemplo já discutido brevemente acima de uma modalidade preferencial do método de acordo com a invenção;

[0063] As Figuras 2A/B mostram dois exemplos de transferência de vibração da ferramenta vibratória ao objeto livre;

[0064] As Figuras 3A/B mostram dois exemplos para o pareamen- to de extremidade distal da porção de inserção e fundo da ancoragem de abertura no fundo da abertura além da ancoragem lateral;

[0065] A Figura 4 é um diagrama de fluxo do método conforme ilustrado na Figura 1;

[0066] As Figuras 5 a 8 mostram exemplos de pares correspon dentes de cortes transversais de porções de inserto e aberturas aplicáveis, por exemplo, no método conforme ilustrado na Figura 1;

[0067] As Figuras 9 e 10 mostram exemplos de objetos livres com um núcleo não liquefeizável;

[0068] As Figuras 11 a 16 mostram exemplos de seções longitudi nais de porções de inserto correspondido e aberturas aplicáveis, por exemplo, no método conforme ilustrado na Figura 1;

[0069] As Figuras 17 e 18 ilustram exemplos de porções proximais conectadas para inserir porções ancoradas em uma abertura, por exemplo, no método conforme ilustrado na Figura 1;

[0070] A Figura 19 ilustra uma modalidade de uma porção de in serção com uma extremidade distal oca;

[0071] A Figura 20 ilustra uma modalidade do método de acordo com a invenção em que o ajuste de interferência é estabelecido grampeando-se partes de parede da abertura ao redor da porção de inserção;

[0072] A Figura 21 mostra um exemplo de uma modalidade com uma porção de inserção com uma pluralidade de asas;

[0073] As Figuras 22 e 23 ilustram exemplos adicionais de modali- dades com pareamento de corte transversal da porção de inserção e abertura diferindo ao longo da profundidade da abertura de modo que o ajuste de interferência seja restrito às áreas predeterminadas dispostas ao longo dessa profundidade;

[0074] A Figura 24 mostra um exemplo de uma modalidade em que a força de interferência é causada a partir de um interior da porção de inserção; e

[0075] A Figura 25 retrata esquematicamente uma máquina para executar um processo conforme descrito no presente documento.

[0076] Nas figuras, os mesmos números de referência se referem aos mesmos ou elementos análogos.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0077] A Figura 1 ilustra uma modalidade preferencial já descrita brevemente acima do método de acordo com a invenção, em que os dois objetos, ou a porção de inserção e a abertura, respectivamente, são mostradas em corte paralelas a uma profundidade da abertura (corte longitudinal). No lado esquerdo da Figura 1 os dois objetos a serem unidos são ilustrados.

[0078] O objeto de batente 1 compreende a abertura cega 2 que tem uma profundidade D, uma parede lateral 3, que é substancialmente paralela a ou que forma um único ângulo pequeno com a profundidade D, e um fundo 4, que é, por exemplo, substancialmente perpendicular à profundidade D. O objeto de batente 1 compreende adicionalmente o material penetrável que é disposto para constituir pelo menos parte da parede lateral 3, por exemplo, o total da parede lateral e além da parede de fundo. No mesmo, o objeto de batente 1 pode ser produzido completamente a partir do material penetrável ou pode compreender adicionalmente porções de outros materiais. O objeto livre 5 compreende uma porção de inserção disposta distalmente 6 e compreende adicionalmente o material termoplástico que constitui pelo menos parte da superfície lateral 7 da porção de inserção 6. No mesmo, o objeto livre 5 pode ser produzido completamente a partir do material termoplástico, conforme ilustrado ou somente parcialmente.

[0079] A porção de inserção 6 e a abertura 2 são adaptadas entre si da forma descrita acima (cortes transversais interferentes, comprimento axial da porção de inserção suficiente para habilitar a contiguidade de sua extremidade distal 10 no fundo 4). O objeto livre 5 pode compreender adicionalmente uma porção proximal 8 (por exemplo, conformada como uma cabeça), em que uma face proximal 9 do mesmo é equipada para aplicar ferramentas usadas durante a etapa de estabelecer o ajuste de interferência e durante a etapa de ancoragem.

[0080] No meio da Figura 1 os dois objetos 1 e 5 são mostrados após o estabelecimento do ajuste de interferência. A extremidade distal 10 da porção de inserção 6, que é, por exemplo, obtusa encosta-se ao fundo 4 da abertura 2 e a porção de inserção 6 é retida na abertura 2 por um ajuste de interferência que agre principalmente de modo lateral (superfícies laterais da porção de inserção e parede lateral de aberturasão pressionadas uma contra a outra). Para posicionar a porção de inserção 6 na abertura 2 a força de interferência 20 é aplicada à face proximal 9 do objeto livre 5 com o uso de qualquer ferramenta adequada (não ilustrado). Alternativamente, o ajuste de interferência pode ser estabelecido fornecendo-se o objeto de batente 1, por exemplo, em uma pluralidade de seções, em que todas compreendem partes da abertura e fechando-se as seções ao redor da porção de inserção 6, em que a força através da qual as seções são movidas uma contra a outra constitui a força de interferência (consulte a Figura 20).

[0081] No lado direito da Figura 1 os dois objetos 1 e 5 são mos trados quando unidos, isto é, após a etapa de ancoragem. O elemento livre 5 é ancorado na abertura 2 na área de suas superfícies laterais 7 (ou na região da parede lateral 3 da abertura 2, respectivamente) e na região da extremidade distal 10 da porção de inserção (ou o fundo 4 da abertura 2, respectivamente). A etapa de ancoragem é executada com a ajuda de uma ferramenta vibratória 21, que é pressionada contra a face proximal 9 do objeto livre 5.

[0082] O comprimento L da porção de inserção 6 que é original mente maior do que a profundidade D da abertura 2 permite o movimento do objeto livre 5 ou sua porção proximal 8, respectivamente, contra o objeto de batente 1 para compensar pelo material liquefeito que é deslocado durante a etapa de ancoragem. No último quando a porção proximal 8 encosta-se à superfície do objeto de batente 1 a etapa de ancoragem deve ser terminada, a menos que ancoragem adicional seja desejada entre a face distal da porção proximal 8 e a superfície do objeto de batente 1. A terminação da etapa de ancoragem pode, alternativa ou adicionalmente, ser determinada por um in-tervalo de tempo predeterminado pela etapa de ancoragem ou por um valor máximo predeterminado da força de cisalhamento 22.

[0083] As Figuras 2A e 2B ilustram duas alternativas para executar a etapa de ancoragem, cujas alternativas dizem respeito à interface entre a ferramenta vibratória e a face proximal do objeto livre como já mencionado brevemente mais acima.

[0084] Para a alternativa conforme ilustrado na Figura 2A, a ferra mentavibratória 21 somente é pressionada contra (não conectada a) a face proximal do objeto livre 5 com a assistência da força de cisalha- mento 22, em que é preferível projetar a ferramenta vibratória para vibração longitudinal máxima em sua face distal. Isso significa que somente a única parte da vibração direcionada contra o objeto de batenteé transferida para o objeto livre 5 (efeito de martelamento, ilustrado por uma pluralidade de setas pequenas 23). Se, com essa disposição somente a ancoragem lateral for ser alcançada, cuidado deve ser to- mado, em que ainda há espaço no fundo da abertura para um pequeno deslocamento da extremidade distal da porção de inserção e a força de cisalhamento 22 pode ser pequena. Se a ancoragem, também no fundo da abertura, for desejada conforme ilustrado na Figura 1, a força de cisalhamento não somente ajuda a superar o ajuste de interferência para habilitar o atrito, mas também serve para a ancoragem de fundo como conhecido a partir, por exemplo, do documento WO 98/042988.

[0085] Para a alternativa conforme ilustrado na Figura 2B, a ferra mentavibratória 21 é conectada rigidamente ao objeto livre 5, sendo que a conexão tem a capacidade de transmitir a vibração total (seta dupla 24) para o objeto livre 5. Se nenhuma ancoragem no fundo for desejada, se a energia vibratória for grande o suficiente para superar o ajuste de interferência e se o objeto de batente for afixado de modo suficientemente estável ou tiver inércia suficiente, nenhuma força de cisalhamento adicional será necessária para alcançar a ancoragem lateral. Tal método é, em particular, aplicável quando a abertura não for uma abertura cega, mas um túnel atravessante. Se a abertura ainda compreender um fundo e a ancoragem nesse fundo além da ancoragem lateral for desejada, uma força de “cisalhamento” suficiente para tal ancoragem de fundo é necessária, a qual, além disso, pode complementar a vibração para superar o ajuste de interferência.

[0086] As Figuras 3A e 3B ilustram duas alternativas para alcançar ancoragem de fundo mais forte, em que somente a extremidade distal da porção de inserção 6 do objeto livre 5 e a abertura 2 do objeto de batente 1 são mostradas. De acordo com a Figura 3A uma extremidade distal afunilada 10 da porção de inserção 6 é pareada com uma superfície de fundo substancialmente plana 4 da abertura 2. De acordo com a Figura 3B, uma extremidade distal substancialmente obtusa 10 da porção de inserção 6 é pareada com um fundo de abertura 4 que compreende um cone ou formato semelhante que tem pelo menos uma elevação. Embora a alternativa, de acordo com a Figura 3A, favoreça a interpenetração paralela à profundidade da abertura, a alternativa, de acordo com Figura 3B, favorece o desvio lateral do material liquefeito.

[0087] A Figura 4 é um diagrama de fluxo do método de acordo com a invenção. Esse diagrama mostra que o método compreende as seguintes etapas: etapa 25 de fornecer os dois objetos, etapa 26 de estabelecer o ajuste de interferência entre a porção de inserção e a abertura com a assistência da força de interferência, etapa 27 de ancorar a porção de inserção na abertura com a assistência de energia vibratória mecânica e possivelmente a força de cisalhamento adicional, e finalmente a etapa 28 de parar a vibração e de ressolidificação do material liquefeito na etapa de ancoragem. A sequência de tempo das etapas 25 a 28 é aquele ilustrado e não pode ser alterado. Entretanto, pode haver pausas entre a etapa 25 e 26 e/ou entre as etapas 26 e 27, em que, como mencionado adicionalmente acima, uma pausa entre as etapas 25 e 26 deve ser planejada com cuidado se um dentre o material termoplástico e o material penetrável tiver tendências de fluência.

[0088] As Figuras 5 a 8 ilustram pares exemplificativos de cortes transversais da porção de inserção e abertura adaptadas entre si para serem adequadas pelo menos para a modalidade preferencial do método de acordo com a invenção, conforme ilustrado na Figura 1. Na mesma, o corte transversal 30 da porção de inserção é mostrado com uma linha contínua e é projetado através do corte transversal 31 da abertura que é mostrado com uma linha quebrada. Os cortes transversais desenhados 30 e 31 são os cortes transversais dos elementos fornecidos (antes das etapas de estabelecer o ajuste de interferência e antes da etapa de ancoragem). O superdimensionamento da porção de inserção não é desenho à escala (muito grande). Para porções de inserção e abertura estritamente cilíndricas (circular ou outro cilindro) os cortes transversais mostrados 30 e 31 irão se estende pela maior parte do comprimento de inserção axial e profundidade de abertura. Para outras formas de porções de inserção e/ou aberturas os cortes transversais podem mudar em forma e/ou tamanho ao longo do comprimento de inserção axial e/ou profundidade de abertura.

[0089] A Figura 5 mostra dois cortes transversais circulares 30 e 31 com o superdimensionamento exigido do corte transversal 30 da porção de inserção. Tal pareamento de corte transversal resultará em uma ancoragem uniforme na circunferência completa da porção de inserção e abertura desde que o material penetrável da parede de abertura lateral seja uniforme nas áreas do ajuste de interferência.

[0090] A Figura 6 mostra um corte transversal circular 31 para a abertura e um corte transversal 30 para a porção de inserção com uma pluralidade de nervuras 32. As nervuras 32 servem como estruturas de direcionamento de energia. Se suficientemente agudas, as nervuras 32 podem penetrar a parede lateral da abertura mediante o estabelecimento do ajuste de interferência que deve ser considerado quando se determina a interferência dos cortes transversais. Se somente as nervuras forem superdimensionadas, mas não os vales entre as mesmas, a ancoragem somente ocorrerá na proximidade dessas nervuras. Os efeitos semelhantes podem ser alcançados equipando-se o corte transversal 31 da abertura com pontos que se projetam a partir da parede de abertura ao mesmo tempo em que mantém o corte transversal 30 da porção de inserção substancialmente circular.

[0091] A Figura 7 mostra um pareamento de um corte transversal circular 31 para a abertura e um corte transversal 30 para a porção de inserção que tem endentações 33 de uma profundidade suficiente, de modo que em sua área nenhum ajuste de interferência seja estabelecido e, com isso, nenhuma ancoragem ocorrerá. Além disso, nesse caso, as endentações podem ser fornecidas na parede da abertura ao invés de na porção de inserção.

[0092] Na modalidade da Figura 8, a porção de inserção em pelo menos uma profundidade tem um corte transversal em formato de estrela. O corte transversal em formato de estrela inclui bordas agudas 32 que como nas modalidades das Figuras 6 e 7 podem servir como direcionadores de energia. A profundidade das endentações 33 entre as bordas é tal que até mesmo se as bordas cortarem o material pene- trável, ainda permanece algum espaço no interior do qual na etapa de ancoragem algum material termoplástico pode fluir. Isso pode ser especialmente vantajoso no caso de o material penetrável ter uma porosidade comparavelmente baixa.

[0093] Em contraste às modalidades das Figuras 6 e 7, na modali dade da Figura 8 a ancoragem pode ocorrer ao longo da periferia completa da porção de inserção.

[0094] A Figura 9 retrata um objeto livre 5 com um núcleo 82 de um, por exemplo, material metálico embebido em um revestimento termoplástico 71.

[0095] Nas modalidades com o objeto que compreende o material termoplástico compreendem adicionalmente o material que não amolece ou liquefaz sob as condições da etapa de ancoragem, o material termoplástico não precisa constituir a superfície inteira. Ao invés disso, é suficiente se pelo menos parte da área de superfície, carregada pelo ajuste de interferência for constituída pelo material termoplástico. A Figura 10 mostra um exemplo em que o material termoplástico 81 somenteestá presente na extremidade distal. As alternativas com, por exemplo, tiras que se estendem axialmente do material termoplástico também são possíveis.

[0096] As Figuras 11 a 16 mostram os pareamentos de porções de inserção e aberturas adequados para o método de acordo com a in- venção, em que as porções de inserção e aberturas são seccionadas ao longo do comprimento de porção de inserção ou da profundidade de abertura, respectivamente, e em que novamente a seção 35 da porção de inserção é mostrada com uma linha contínua e é projetada sobre a seção 36 da abertura que é desenhada como linha quebrada. Novamente, as seções 35 e 36 são as seções dos elementos conforme fornecidas (isto é, antes da etapa de alcançar o ajuste de interferência e antes da etapa de ancoragem).

[0097] A Figura 11 mostra um pareamento de uma porção de in serção afunilada com uma abertura afunilada, em que o afunilamento consiste em uma pluralidade de etapas 37, em que as etapas na porção de inserção e abertura têm, substancialmente, os mesmos comprimentos axiais, e em que os cortes transversais da porção de inserção e abertura entre as etapas são adaptados entre si substancialmente da mesma forma (superdimensionamento semelhante).

[0098] A Figura 12 mostra um pareamento de uma porção de in serção afunilada com uma abertura afunilada, em que o afunilamento em ambos os casos é contínuo e tem um ângulo A em relação ao comprimento da porção de inserção e à profundidade de abertura de não mais que 10 a 15°. Os cortes transversais da porção de inserção e abertura sobre o comprimento da porção de inserção e profundidade de abertura têm, de preferência, todas as formas semelhantes, mas tamanhos decrescentes.

[0099] A Figura 13 ilustra a modalidade já discutida adicionalmente acima com o uso de um batente auxiliar 40 posicionado em uma abertura atravessante e servindo para anular a força de cisalhamento e possivelmente, também, a força de interferência. Se o batente auxiliar 40 for ser removido da abertura, cuidado deve ser tomado quando se projetada a superfície de batente e a extremidade distal da porção de inserção de modo que nenhuma conexão entre os dois seja efetuada na etapa de ancoragem. Como o fundo do orifício da Figura 3B, o batente auxiliar pode ter uma face direcionada para a porção de inserção que compreende uma elevação, que pode funcionar como um elemento direcionador de energia para liquefação na extremidade distal da porção de inserção.

[00100] A Figura 14 ilustra a modalidade já discutida adicionalmente acima em que o movimento da porção de inserção na abertura é limitado por uma etapa 41 na abertura em que o corte transversal da aberturaé reduzido de tal forma que a extremidade distal da porção de inserção não pode ser movida além da etapa nem sob a influência da força de interferência nem sob a influência da força de cisalhamento.

[00101] A Figura 15 ilustra uma modalidade exemplificada adicional do método de acordo com a invenção em que o objeto 5 que compreende a porção de inserção e o material termoplástico constitui um tipo de rebite cego. Uma porção distal 5.1. do objeto 5 deve ser ancorada em uma abertura de um primeiro objeto 1.1 que compreende o material penetrável e uma porção proximal 5.2 do objeto 5 deve ser ancorada em uma abertura de um segundo objeto 1.2 que compreende o material penetrável. No mesmo, a força de interferência, a vibração e, se aplicável, a força de cisalhamento são, de preferência, aplicadas ao objeto 1.2 (objeto livre) e o objeto 1.1 é mantido estável (objeto de batente) em que o objeto 5 funciona tanto como objeto livre quanto de batente.

[00102] A Figura 16 ilustra um pareamento de seções longitudinais 35 e 36 da porção de inserção e abertura em que o ajuste de interferência e ancoragem são limitados a áreas predefinidas que se alteram com áreas sem ajuste de interferência e ancoragem ao longo do eixo geométrico da porção de inserção ou a profundidade de abertura respectivamente. Isso é alcançado por cortes transversais de tamanhos diferentes. O mesmo efeito pode ser alcançado pareando-se uma por- ção de inserção cilíndrica com uma abertura que compreende porções de tamanhos de corte transversal diferentes ou vice-versa. Se a ferra-mentavibratória 21 for projetada e energizada para vibração longitudinal é vantajoso dispor as áreas nomeadas acima de ajuste de interferência e ancoragem em localizações com grande amplitude e as áreas nomeadas acima sem ajuste de interferência e sem ancoragem nas localizações com pequena amplitude. Isso significa que, com amplitude longitudinal máxima na face distal da ferramenta vibratória e na face proximal do objeto livre, as áreas com ajuste de interferência e ancoragemsão, de preferência, dispostas a distâncias da face proximal de n vezes À/2 (n = número inteiro) e áreas sem ajuste de interferência e sem ancoragem entre as mesmas (em distâncias de À/4, 3À/4, 5À/4 etc.). Isso é mostrado no diagrama no lado direito da Figura 16.

[00103] As Figuras 17 e 18 mostram modalidades exemplificativas adicionais de extremidades proximais de porções de inserção ancoradas em aberturas, que são alcançáveis com o método de acordo com a invenção e, em particular, com a modalidade preferencial do mesmo conforme ilustrado na Figura 1. Ambas as Figuras 17 e 18 são seções parciais paralelas ao comprimento axial da porção de inserção ou à abertura, respectivamente, em que somente uma região de boca da abertura e uma porção proximal do objeto 5 são mostradas.

[00104] A Figura 17 mostra um objeto 5 somente com uma porção de inserção (sem porção proximal) que é ancorado na abertura com sua face proximal 9 nivelada com a superfície do objeto 1 ou na boca da abertura, respectivamente. Isso é alcançado dimensionando-se o objeto 5 com um comprimento maior do que a profundidade de abertura em que a diferença corresponde substancialmente ao encurtamento esperado do objeto 5 durante a etapa de ancoragem devido à penetração do material termoplástico na parede lateral e de fundo da abertura. Da mesma forma, isto é, correspondendo-se a diferença entre o com- primento da porção de inserção e a profundidade de abertura é possí-velalcançar qualquer posição desejada da proximal face 9 em relação à boca da abertura.

[00105] A Figura 18 mostra um objeto com cabeça 5, por exemplo, semelhante àquele mostrado na Figura 1, em que a porção proximal em formato de cabeça 8 é escareada em um alargamento correspondente do corte transversal de abertura adjacente à boca da abertura.

[00106] A Figura 19 ilustra uma modalidade de uma porção de inserção 6 com uma extremidade distal oca. A extremidade distal da porção de inserção 6 é dotada de um espaço oco 61 de modo que a extremidade distal 10 seja de alguma forma flexível e forneça menos resistência às deformações quando a porção de inserção for submetida a uma força de compressão radial, em comparação a uma modalidade com uma extremidade distal obtusa. Devido a isso, durante a introdução no interior da abertura a força de interferência aumenta gradualmente ao invés de ser particularmente forte inicialmente.

[00107] A Figura 20 ilustra uma modalidade do método de acordo com a invenção em que, conforme já mencionado adicionalmente acima, o ajuste de interferência é estabelecido não por forçar a porção de inserção para o interior da abertura, mas por posicionar a porção de inserção entre as partes de parede de uma abertura e grampeando as partes de parede contra a porção de inserção. Na modalidade exempli- ficativa ilustrada, as partes de parede são constituídas por superfícies estreitas de placas (objetos de batente 1.3 e 1.4), por exemplo, cartonagens, que se estendem substancialmente paralelas e que constituem entre as mesmas a abertura 2. A porção de inserção 6 tem o for-mato de um sarrafo. Na etapa de estabelecimento do ajuste de interferência, a porção de inserção é posicionada e prensada entre as partes de parede em que os objetos de batente 1.3 e 1.4 são pressionados contra o objeto livre 5 (força de interferência 20). A Figura 20 mostra acima os objetos antes da etapa de estabelecimento do ajuste de interferência e abaixo após a etapa de ancoragem.

[00108] Na modalidade da Figura 21, o objeto livre 5 tem uma pluralidade de asas 62 fixadas à porção de inserção 6. As asas 62 podem ser comparavelmente molas e, assim, auxiliam na localização da porção de inserção 6 na posição correta na abertura 2 sem causar rachadura no objeto de batente 1. Especialmente, nas modalidades, o corte transversal do corpo de porção de inserção (isto é, aquela parte da porção de inserção que não é constituída pelas asas 62) pode, aproximadamente, corresponder ao corte transversal da abertura 2 ou ser até mesmo ligeiramente menor do que a anterior de modo que a força de interferência some esteja presente na localização das asas 62. Essa modalidade pode ser adequada para material penetrável especialmente fraco ou frágil.

[00109] Em uma variante, as asas 62 podem ser dimensionalmente estáveis e servem como lâminas de corte. Além disso, nessa variante, as asas 62 pode estabilizar a porção de inserção durante a inserção.

[00110] As modalidades com as asas 62 são exemplos de modalidade que são particularmente adequadas para processos em que a porção de inserção 6 é disparada para o interior da abertura, por exemplo, comparável a um processo de pistola de ar.

[00111] A Figura 22 mostra, adicionalmente à Figura 16 um exemplo de uma modalidade com um pareamento de corte transversal da porção de inserção e abertura diferindo ao longo da profundidade da abertura de modo que o ajuste de interferência seja restrito às áreas predeterminadas dispostas ao longo dessa profundidade. Especialmente, na modalidade da Figura 22 o ajuste de interferência é restringido a seções mais profundas, minimizando, portanto, o risco de rachaduras ou outros danos na aresta da abertura em que o segundo objeto 1 é mais fraco, especialmente se tiver formato de placa e a abertura se estender a partir da face estreita.

[00112] Para essa finalidade, a abertura é escalonada, considerando que a porção de inserção é essencialmente cilíndrica (com a possívelexceção de direcionadores de energia e/ou um ligeiro afunilamento).

[00113] Uma abertura que tem uma seção de diâmetro menor interno (distal) 2.1 e uma seção de diâmetro maior externo (proximal) 2.2 pode, por exemplo, ser fabricado por um processo de perfuração duplo, com duas furadeiras diferentes. Além disso, furadeiras com um recurso de etapa são possíveis.

[00114] O corte transversal (diâmetro d1 na modalidade retratada presumindo um corte transversal aproximadamente circular) da seção interna 2.1 será menor do que o corte transversal (diâmetro di) da porção de inserção para gerar o ajuste de interferência, considerando que o corte transversal (diâmetro d2) da seção externa 2.2 pode corresponder aproximadamente ao diâmetro da porção de inserção ou pode até mesmo ser ligeiramente maior.

[00115] A Figura 23 ilustra uma variante da modalidade da Figura 22 com múltiplas etapas. Os diâmetros das respectivas seções são tais que nenhum ajuste de interferência está presente na configuração retratada em que a porção de inserção é apenas inserida parcialmente, e um ajuste de interferência irá surgir se a seção mais distal 6.2 da porção de inserção for pressionada na porção mais interna 2.1 da abertura e a seção mais proximal 6.1 entrar na seção intermediária 2.2 da abertura, mas não na seção mais proximal 2.3 da abertura.

[00116] A Figura 24 mostra uma modalidade adicional. Nessa, supõe-se que o objeto de batente 1 seja uma placa que tem duas superfícies de placa 81, 82, uma face lateral estreita 83, com a abertura 2 na face lateral estreita. Em modalidades com uma seção com formato de placa do objeto de batente, há um risco específico de rachaduras ge- radas na introdução da porção de inserção na abertura, ou de porções se descamarem.

[00117] A modalidade da Figura 24 é um exemplo de uma modalidade na qual a força de interferência é causada a partir de um lado interno do objeto livre 5, começando, por exemplo, apenas imediatamente antes da etapa de ancoragem. Para esse fim, o objeto livre 5 é dotado de uma abertura interior 70 na qual um elemento de expansão 71 é empurrado, sendo que o elemento de expansão é, pelo menos em algumas profundidades axiais, um corte transversal maior do que um corte transversal da abertura interior. A porção de inserção 6 e a abertura 2 podem ser adaptadas entre si para que nenhum ajuste de interferência ou um ajuste de interferência com apenas uma pequena força de interferência seja estabelecido quando a porção de inserção 6 estiver na abertura 5 antes de o elemento de expansão 71 ser colocado. O elemento de expansão 71 pode, por exemplo, ser introduzido por uma força exercida pela ferramenta vibratória 21 (sonotrodo) imediatamente antes da etapa de fazer com que a vibração mecânica impacte no objeto livre através da ferramenta vibratória 21.

[00118] Uma configuração com o objeto de batente que tem uma seção com formato de placa e com a abertura que se estende da face lateral estreita é aplicável a todas as modalidades descritas neste texto. As aplicações incluem a indústria de mobiliário, em que uma porção de cabeça 8 do objeto livre 5 pode servir a parte macho de uma junta que coopera com uma parte fêmea de uma segunda parte de mobiliário, por exemplo, conforme descrito no documento WO 2013/104422 pela Inter Ikea Systems B.V.

[00119] A Figura 25 ainda ilustra esquematicamente elementos de uma máquina para realizar o método descrito no presente documento de uma maneira automatizada. A máquina compreende, além da ferramentavibratória 21, uma disposição de preensão 91 para posicionar o objeto livre 5 em relação ao objeto de batente 1 antes da etapa de estabelecer o ajuste de interferência e, também, pelo menos em parte, durante essa etapa. Para estabelecer o ajuste de interferência, a ferramentavibratória 21, antes de ser submetida às vibrações, pode ser usada, por exemplo pressionando-se a porção de inserção na abertura. Alternativamente, a máquina pode compreender uma estação de inserção separada, em que o ajuste de interferência é estabelecido por uma ferramenta de inserção correspondente, por exemplo, uma ferramenta de propulsor.

[00120] A ferramenta vibratória é conectada a uma fonte de vibração 92, como um transdutor piezoelétrico, que faz com que a ferramentavibratória vibre.

[00121] A máquina pode, opcionalmente, compreender adicionalmente um dispositivo de produção de abertura, como um dispositivo de perfuração 93, que compreende uma broca 94 cujo diâmetro é adaptado a um diâmetro externo da porção de inserção 6 de uma maneira que, quando a porção de inserção for inserida na abertura, o ajuste de interferência é estabelecido, isto é, a broca 94 é configurada para formar uma abertura com um diâmetro um tanto menor do que um diâmetro externo da porção de inserção.

[00122] A máquina pode ser uma máquina automatizada para produção em massa, que compreende diversas estações e meios de transporte para transportar o objeto de batente de estação para estação. Por exemplo, a máquina pode compreender uma estação de formação de abertura (perfurações), uma estação de inserção e uma estação de ancoragem, assim como meios para transportar objetos de batente de estação para estação de uma maneira em ciclo. Uma máquina pode compreender mais estações, como uma estação de corte no tamanho, disposta antes da estação de formação de abertura. Além disso ou como uma alternativa, pode-se compreender armazenamen- tos para objetos de batente não processados, objetos de batente processados (para os quais os objetos são transportados após o método ter sido realizado) e/ou para objetos livres.

EXEMPLO

[00123] Um dispositivo de ancoragem de poliamida (PA 6,6 preenchido com 15% de fibras de vidro) foi unido a uma espuma estrutural porosa de uma densidade na faixa de 0,5 a 0,8 g/cm3, com o uso do método conforme ilustrado na Figura 1. A abertura fornecida na espuma era um orifício cego. A porção inserida do dispositivo era cilíndrica, tinha um corte transversal circular (nenhuma estrutura de direcionamento de energia), com um diâmetro que é 3% superdimensionado para criar o ajuste de interferência, um sobrecomprimento de 25% em relação à profundidade de orifício, e uma extremidade distal obtusa. O dispositivo foi forçado para o interior da abertura que necessitava de uma força de interferência de cerca de 10 MPa relacionada ao corte transversal do dispositivo. Na posição inserida a extremidade distal do dispositivo encostado ao fundo do orifício cego. Para a etapa de ancoragem, a espuma foi afixada localmente (objeto de batente) e a vibração ultrassônica foi acoplada na face proximal do dispositivo (objeto livre) e, simultaneamente, o pino foi pressionado contra o fundo da abertura com uma força de cisalhamento de cerca de duas vezes a força de interferência, com o uso de um dispositivo ultrassônico estacionário por Branson (Series 2000). No mesmo, o dispositivo não foi fixado ao sonotrodo do dispositivo ultrassônico. A etapa de ancoragem foi executada com uma frequência de vibração de cerca de 20 kHz e uma amplitude longitudinal na extremidade distal do sonotrodo na faixa de 50 a 90 μm. Após cerca de 0,3 segundos do tempo de ancoragem o dispositivo estava completamente assentado na espuma e a vibração foi parada.

[00124] O sobrecomprimento do dispositivo foi consumido pelo des- locamento do material termoplástico para o interior do fundo da abertura, e, além disso, possivelmente, por um aumento da profundidade da abertura devido à força de interferência ou à força de cisalhamento, e, adicionalmente, pelo deslocamento radial do material termoplástico. A ancoragem nos lados laterais do dispositivo foi muito uniforme ao redor do dispositivo e em particular ao longo de seu comprimento. Para remover o dispositivo da espuma uma força teve de ser aplicada, a qual foi cerca de o dobro da força necessária para a remoção de um dispositivo idêntico ancorado com um método semelhante em um orifícionão subdimensionado (nenhum ajuste de interferência lateral e, portanto, quase nenhuma ancoragem lateral). Isso permite a conclusão de que ancoragem lateral induzida pelo ajuste de interferência lateral contribuir quase a mesma quantidade de resistência à retenção que a ancoragem no fundo do orifício.

[00125] Se um dispositivo semelhante for ancorado em uma abertura semelhante com o uso do mesmo equipamento, porém já aplicando a vibração durante o forçamento do pino para o interior da abertura, a maior parte do dispositivo precisa ser movida durante a etapa de ancoragem para a profundidade de abertura completa, que pelo menos dobra o tempo necessário para a etapa de ancoragem.

Claims

1. Método para unir dois objetos (1 e 5) que compreende as etapas de: fornecer os dois objetos (1, 5), sendo que um dentre os dois objetos (1, 5) compreende um primeiro material e o outro dentre os dois objetos (1, 5) compreende um segundo material, em que o primeiro material é sólido e compreende propriedades termoplásticas e em que o segundo material é sólido e é penetrável pelo primeiro material quando em um estado liquefeito, sendo que um dentre os dois objetos (1, 5) compreende adicionalmente uma abertura (2) que tem uma profundidade (D) e o outro dentre os dois objetos (1, 5) compreende adicionalmente uma porção de inserção (6) que tem um comprimento (L), em que a abertura (2) e a porção de inserção (6) são adaptadas entre si para a porção de inserção (6) ser posicionada na abertura (2) com um ajuste de interferência, e em que os ditos primeiro e segundo materiais constituem pelo menos parte de áreas de superfície opostas da porção de inserção (6) e abertura (2) pressionadas uma contra a outra no ajuste de interferência, estabelecer o ajuste de interferência colocando-se a porção de inserção (6) na abertura (2) e aplicando-se uma força de interferência (20); caracterizado pelas etapas adicionais de: após estabelecer o ajuste de interferência, ancorar a porção de inserção (6) na abertura (2) transferindo-se energia adequada para a liquefação do primeiro material para a proximidade das ditas áreas de superfície opostas em uma quantidade e por um tempo suficiente, para a liquefação do primeiro material enquanto o segundo material permanece sólido e interpenetração do primeiro e do segundo materiais na proximidade das ditas áreas de superfície opostas; e parar a transferência de energia por um tempo suficiente para a ressolidificação do primeiro material liquefeito durante a etapa de ancoragem.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa de ancoragem, a energia transferida é a energia de vibração mecânica.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, além da energia de vibração mecânica, uma força de cisalhamento (22) é aplicada ao ajuste de interferência, sendo que a força de cisalhamento (22) age entre os dois objetos (1, 5).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a força de cisalhamento (22) é direcionada substancialmente paralela ao comprimento (L) e à profundidade (D) e é aplicada a uma face proximal (9) de um dos dois objetos (1, 5).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a porção de inserção (6) é orientada dentro da abertura (2) com o comprimento (L) substancialmente paralelo à profundidade (D), e em que o ajuste de interferência é estabelecido entre os lados laterais (7) da porção de inserção (6) e uma parede lateral (3) da abertura (2) e em que o ajuste de interferência é estabelecido forçando-se a porção de inserção (6) para o interior da abertura (2) com a assistência da força de interferência (20) que é direcionada substancialmente paralela ao comprimento (L) e à profundidade (D) e que é aplicada a uma face proximal (9) de um dentre os dois objetos (1, 5).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o um dentre os dois objetos (1, 5) que compreende a abertura (2) também compreende o segundo material, e em que o outro objeto dentre os dois objetos (1, 5) que compreende a porção de inserção (6) também compreende o primeiro material.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os lados laterais da porção de inserção (6) compreendem estruturas direcionadoras de energia na forma de cristas que se estendem substancialmente paralelas ao comprimento (L).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a energia transferida é a energia de vibração mecânica, e em que a força de interferência (20), a energia de vibração mecânica e, se aplicável, a força de cisalhamento (22) são aplicadas ao um dentre os dois objetos (1, 5) que compreende a porção de inserção (6) e o primeiro material.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o segundo material é um dentre fibroso e poroso, que compreende estruturas de superfície pe- netrável, e em que, por exemplo, o segundo material é um dentre cartonagem, placa de fibras, madeira, madeira compensada e papelão.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os cortes transversais da porção de inserção (6) e da abertura (2) são adaptados entre si por não terem um mesmo formato, de modo que o ajuste de interferência seja limitado a somente partes da circunferência dos cortes transversais.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que um pareamento de corte transversal da porção de inserção (6) e da abertura (2) difere ao longo da profundidade (D) da abertura (2) de modo que o ajuste de interferência seja restrito às áreas predeterminadas ao longo da profundidade e em que o ajuste de interferência é restrito a áreas que não se estendem até uma boca da abertura, em que a boca da abertura é, de preferência, substan-cialmente isenta de ajuste de interferência.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a porção de inserção compreende uma abertura interior (70) acessível a partir de um lado proximal do objeto que compreende a porção de inserção (6), em que a etapa de estabelecimento do ajuste de interferência compreende as subetapas de colocação da porção de inserção (6) em relação à abertura (2) e de, posteriormente, inserção de um elemento de expansão (71) na abertura interior (70) para causar uma expansão da porção de inserção (6) dentro da abertura (2) para estabelecer o ajuste de interferência.

13. Máquina para executar o método, como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a máquina compreende uns meios de inserção (21, 91) para inserir a porção de inserção (6) na abertura (2) a fim de estabelecer o ajuste de interferência, e um meio de ancoragem (21) para executar a etapa de ancoragem, em que a máquina é configurada para executar o método como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores de maneira automatizada.

14. Máquina, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que compreende uma estação de inserção com os meios de inserção e uma estação de ancoragem separada da mesma, e preferencialmente que compreende adicionalmente um transportador para transportar segundos objetos a partir da estação de inserção para a estação de ancoragem.

15. Máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente uma estação de fabricação de abertura com um meio de fabricação de abertura (93) para fabricar a abertura antes da etapa de inserção.

16. Conjunto caracterizado pelo fato de que compreende uma máquina, como definida na reivindicação 15, e que compreende adicionalmente um estoque de primeiros objetos, sendo que as porções de inserção (6) dos primeiros objetos (5) e dos meios para fabricar a abertura (93) são adaptadas entre si de modo que o ajuste de interferência possa ser estabelecido mediante a inserção da porção de inserção (6) no interior da abertura (2).