CN102007306A - 一种连结方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将两个连接部件进行永久性机械连接的方法，这一方法是对传统方法的简化和改进，因其能对连接部件的尺寸偏差进行补偿。所述连结方法包括以下步骤：a)将第一和第二连接部件(1，4)精确对准至连接位置，并在两者的连接表面(3，3a；6，6a)之间形成连接间隙(7)；b)连接部件(1，4)在连接位置至少进行临时性的固定；c)在连接间隙(7)内填充液体连接介质(8)；d)连接介质(8)在连接间隙(7)内凝固以形成永久性连结，该连结形成内聚力和粘着力，并能传递部件(1，4)之间产生的力。

Description

一种连结方法
技术领域
本发明涉及一种将两个待连接部件进行永久性机械连接的连结方法。
背景技术
为了将要连接的部件排列和固定在所需连接的相对位置上，可以利用多种不同的技术。众所周知，通过螺纹和铆钉连接的方法可以将已经排列和固定好的部件连接起来，此时要通过设计槽位或是专门配套的凹槽来实现调节功能，这样的设计能够带来非主动的锁定，也就是通过摩擦力实现连接。此时可以用带螺纹件的调节设备，通过额外提供的连接件来实现线性拉伸和压缩调整运动以及旋转补偿运动。不希望出现的缝隙可以通过垫加补偿元件，如夹铁、调节箔片或垫板来消除。利用夹持调节元件，如夹持套管，可以实现旋转和/或线性补偿连接。对于大面积的粘结结合，在粘结表面之间能够进行相对运动的范围内可以实现公差补偿的连接方式。
在上述方法中，当所需连接的部件在其尺寸上存在公差偏移量时，则会出现问题，为此在将连接部件排列到与其它连接部件的相对连接位置时必须进行公差补偿。由于连接部件在空间上的位置是自由的，因此就会有六个自由度或者六维的调整方向或者说在必要的情况下具有进行公差补偿的可能性。在那些已知的方法中，这只能通过某一单一步骤反复、连续的同时进行或是依次完成来实现。在通过夹持和/或摩擦力实现的机械连接中，部件之间产生的应力会引发或形成不希望出现的形变。另外，在施加夹紧力的时候，与其它部件排列好的连接部件还存在滑动的风险，比如因为连接部件出现了弹性形变。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种改进和简化的连结方法，从而能对连接部件的尺寸偏差进行补偿。
为了实现上述目的，本发明介绍了一种将两个连接部件进行永久性机械连接的连结方法，其包括以下步骤：
a)将第一和第二连接部件精确对准至一连接位置，以在连接部件的连接表面之间形成连接间隙；
b)在所述连接位置上对连接部件进行至少是临时性的固定；
c)在连接间隙中填充液体连接介质；以及
d)使连接间隙中的连接介质凝固以形成永久性连接，该连接形成内聚力和粘着力，并能传递连接部件之间产生的力。
为了实现上述目的，本发明还介绍了一种将两个连接部件进行永久性机械连接的连结方法，其包括以下步骤：
a1)提供一第一连接部件，所述第一连接部件具有一容器，所述容器中包含连接表面并填充有液体连接介质；
b1)将所述第一连接部件和一第二连接部件精确对准至一连接位置，使第二连接部件的连接表面浸入到第一连接部件的容器内的液体连接介质中，并在第一和第二连接部件的连接表面之间形成连接间隙；
c1)在所述连接位置上对连接部件进行至少是临时性的固定；
d1)使连接间隙中的连接介质凝固以形成永久性连接，该连接形成内聚力和粘着力，并能传递连接部件之间产生的力。
从属于权利要求1和4的从属权利要求体现了本发明的实施例和改良。
本发明所提供的连结方法可以传递力，并且尤其适用于那些需要在一特定的相对位置，即连接位置，与另一部件精确连接的连接部件，还尤其适用于那些连接表面配合精度不高的连接部件。两个连接部件间所需获得的装配精度是通过两者之间的相对位置对准，以及必要时通过在连接位置进行至少临时性的固定，比如利用相应的夹持元件，来实现的；而无应力的连接则是利用初始为液态而后凝固的连接介质实现的。此处，连接部件的连接位置在连接介质凝固的过程中没有改变，因此该连接位置在连接介质凝固后也不会改变。由于连接部件尺寸不精确而产生的部件公差仅仅会导致连接部件间的连接间隙在尺寸上变大或变小，但是采用本方法通过液体介质在凝固的过程中适应相应的几何条件可以完全补偿掉尺寸偏差，并在连接部件之间产生具有内聚力和粘着力的连接。因此，综上所述，利用初始液态而后凝固的介质所提供的无应力连接方式，可以提供一种在装配单独的连接部件以构成高精度结构或整体部件的过程中补偿部件公差的方法。
上述方法可应用于多种场合，特别适用于槽型太阳能集热器的低成本制造。槽型太阳能集热器的运行效率显著依赖于其光学精度，亦即依赖于集热器机械结构中部件之间的精确对准。采用本方法可以使太阳能集热器中的反射镜部件和支撑结构在连接位置上精确排列和定位，形成永久性的牢固的相互连接，且两者间的连接是无应力的。槽型抛物面太阳能集热器由许多集热器元件构成，以抛物线开口宽度约6m，长度约12m为例，这些抛物线通道是由多个反射镜元件和一个在焦线上运作的吸收管构成的，入射的太阳辐射汇聚于吸收管上并转化为吸收的热能。反射镜元件之间以及反射镜元件和焦线间的排列对准精度非常重要，因为上述类型的太阳能热系统的能量恢复以至于运行效率都依赖于此。上述的精度取决于反光镜元件与其相应的太阳能收集器支撑结构间的定位和固定情况。在此，本发明提供了一种使连接部件在其连接位置形成永久、稳定、坚固连接的方法，采用此方法可使部件自由移至连接位置并补偿连接部件的连接表面上存在的已有的尺寸和/或精度偏差。总而言之，采用此方法可以将太阳能集热器元件的制造成本降至最低，因为太阳能集热器元件的复杂结构可以以精确的相对位置进行对准和排列，同时，单个连接部件的尺寸精度要求也可以降低，因为其尺寸偏差可以在连结过程中得到补偿。
采用本发明的连结方法，可以对连接部件中每个运动元件的六轴公差进行补偿，尤其是具有连接表面的连接部件。通过选择相应的连接介质，以铸模树脂为佳，例如聚酯树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、硅树脂、乙烯基酯树脂，尤其是环氧树脂，在树脂凝固的过程中不会产生热载荷。还有一种可能的连接介质是热熔粘接剂。所使用的连接介质应在室温或者＜100℃或是＜200℃的条件下为液态，形成连接时不需要施加连接力，此外，在连接部件上不会产生内应力。连接部件上任何已有的防腐蚀层，例如热浸镀锌，在连结的过程中都不会受到损伤。采用本发明的方法可以连结不同的材料，该连接只能通过破坏来断开，因此不会出现像螺纹连接那样可能意外松开的情况，本发明的连结方式不经破坏无法断开。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
图1a，1b为本发明方法的第一个实施例的示意图；
图2a，2b为本发明方法的第二个实施例的示意图；
图3a，3b为太阳能集热器元件中第一和第二连接部件在进行相互精确位置对准之前的示意图；以及
图4a，4b为太阳能集热器元件中的连接部件位于相互精确对准的连接位置的示意图。
具体实施方式
如图1a所示，第一连接部件1上设有一个储液槽或容器2，该第一连接部件1的连接表面3由容器2的内壁面构成。与第一连接部件1配合的是第二连接部件4，该第二连接部件4具有杆状的锚定元件5，所述锚定元件5的外表面构成了第二连接部件4的连接表面6。该第一和第二连接部件首先例如具有图1a所示的相对位置，通过改变所述连接部件的空间位置并通过旋转使其精确对准至图1b所示的相对位置。在图1b所示的连接位置上，作为第二连接部件连接表面的锚定元件5的外表面与构成第一连接部件1连接表面3的容器内表面相互间隔开，以形成连续的连接间隙7。由此，完成了第一和第二连接部件1和4在图示连接位置的精确对准，并在第一和第二连接部件1和4的连接表面6之间形成了连接间隙7。在上述的连接位置，将第一连接部件1和第二连接部件4至少临时性的固定在其相对位置上。随后，在连接间隙7中填充液体连接介质8。该液体连接介质是铸模树脂，例如聚酯树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、硅树脂、乙烯基酯树脂，尤其是环氧树脂，或者也可以是热熔粘接剂，以液态注入到连接间隙7。所述连接介质8在连接间隙7中凝固以形成永久性连接，该连接产生内聚力和粘着力，可以传递第一连接部件1和第二连接部件4之间产生的力。凝固后，第一连接部件1和第二连接部件4就在所述连接位置给定的相对位置上永久性的固定了。这样，在连接介质8至少部分凝固之后，先前第一连接部件1和第二连接部件4之间的临时固定就可以移除了。在图1a和图1b所示的实施例中，锚定元件5只是部分浸入到容器2中，并且只是部分浸入到容器2所装载的连接介质8中。因此在这一实施例中，只有浸入到连接介质8中的锚定元件5外表面部分才构成了连接表面6。而锚定元件5外表面的其余部分虽然在设计形状上相同，但对第一连接部件1和第二连接部件4之间的非主动固定或者主动固定连接并无贡献。对于连接部件1上的连接表面3也同样如此。
在另一个未图示的实施例中，锚定元件5朝向第一连接部件1的端面可以大致对应于容器2的内部横截面加工成型为盘状，并在容器2中注入所需高度的连接介质8，使得锚定元件5仅通过其面向第一连接部件1的该盘状端面与连接介质8相接触。这样的话，第一连接部件1和第二连接部件4之间力的传递将只会在上述接触区域内发生。如果其中的力和扭矩可以永久保证足够的力学稳定性使得第一连接部件1和第二连接部件4在连接位置上保持稳固，那么这一方法也是可行的。
图2a、2b所示的实施例与图1a、1b所示的实施例的不同之处仅仅在于第一连接部件1的连接表面3a和第二连接部件4的连接表面6a形成有凸缘，在连接介质8凝固后，该凸缘使得锚定元件5和容器2之间形成主动固定连接。由于其它部件都与图1a、1b中的实施例相同，其功能和制作方法也都相同，因此在图2a、2b中使用了相同的附图标记。
图3a、3b、4a和4b所示的是稍加修改的方法，特别适用于太阳能集热器元件的生产制造。
如图3a所示，第一连接部件9的外表面10是采用镜面设计的凹曲面，因此第一连接部件9形成了太阳能集热器的一个反射镜元件11。在第一连接部件9背朝镜面外表面10的一侧，形成有两个容器12、13，其中盛有与图1a、1b、2a、2b的实施例中相同的液体连接介质8。图3a给出的第二连接部件14是一个太阳能集热器元件中的钢质和/或支撑结构15，图中仅给出局部视图，太阳能集热器元件中的反射镜元件11固定在钢质和/或支撑结构15上，在实际应用中，该钢质和/或支撑结构15一般会以轴16为转动轴做单向转动来追踪太阳的位置。与图1a、1b实施例中的锚定元件5的外表面类似，第二连接部件14或者说钢质和/或支撑结构15上突出的锚定插销或者锚定螺栓17a、17b的外表面构成了第二连接部件14的连接表面18a、18b。
图3b是图3a中第二连接部件14的实施例的局部示意图，其中钢质和/或支撑结构15中的一条支撑臂15a上装有突出的锚定插销或者锚定螺栓17a。此外，图中还示出第一连接部件9背面的一部分，其中容器13通过一个U型支架元件19插设在第一连接部件9上，所述液体连接介质8盛放在容器13中。
首先提供第一连接部件9，其容器12、13的内表面即为连接表面20a、20b，此处容器12、13中已盛有连接介质8。上述步骤可以通过将反射镜元件11镜面朝下置于第一夹持元件(图中未示出)中，并在容器12、13中装入连接介质8来实现。随后，将第一连接部件9和第二连接部件14在其相对连接位置上精确对准。此处，例如钢质和/或支撑结构15通过第二夹持元件(图中也未示出)悬挂固定在图3a和3b所示的初始位置上，该第二夹持元件设置在第一夹持元件上方，第一夹持元件中夹持有反射镜元件11，所述钢质和/或支撑结构15的锚定插销或锚定螺栓17a、17b被固定在容器12、13的上方。通过沿箭头21(如图4a)方向同时移动第一和第二夹持元件，使得第一连接部件9和第二连接部件14相互靠拢并准确的移至连接位置上。如图4a和4b所示，在上述连接位置上，第二连接部件14的连接表面18a、18b浸入到第一连接部件9的容器12、13中的液体连接介质8中。此处，在第二连接部件14的连接表面18a、19b和第一连接部件9的连接表面20a、20b之间分别形成了连接间隙22a和22b。如图4a和4b所示，在上述连接位置上，对第一连接部件9和第二连接部件14进行至少是临时性的固定，连接间隙22a和22b中的连接介质8凝固而形成永久性连接，该连接具有内聚力和粘着力，并能传递在第一连接部件9和第二连接部件14间产生的力。在连接介质至少部分凝固后，就可将第一连接部件9和第二连接部件14在连接位置处的临时固定移除了，这样接着通过已经凝固的连接介质所形成的连接实现两个连接部件之间的固定。同样的，根据图3a、3b、4a、4b所示的实施例，连接间隙22a和22b的形成以及永久性连接的形成也是通过将锚定插销或者锚定螺栓17a、17b浸入第一连接部件9上的连接介质8中来实现的。

Claims (11)

1.一种用于在两个连接部件(1，4)间形成永久性机械连接的连结方法，包括以下步骤：
a)将第一和第二连接部件(1，4)精确对准至一连接位置，以在连接部件(1，4)的连接表面(3，3a；6，6a)之间形成连接间隙(7)；
b)在所述连接位置上对连接部件(1，4)进行至少是临时性的固定；
c)在连接间隙(7)中填充液体连接介质(8)；以及
d)使连接间隙(7)中的连接介质(8)凝固以形成永久性连接，该连接形成内聚力和粘着力，并能传递连接部件(1，4)之间产生的力。
2.根据权利要求1所述的连结方法，其特征在于，在连接介质(8)至少部分凝固后，将步骤b)中的至少是临时性的固定移除。
3.根据权利要求1或2所述的连结方法，其特征在于，第一连接部件(1)的连接表面(3，3a)构成一用于盛装液体连接介质(8)的储液槽或容器(2)。
4.一种用于在两个连接部件(9，14)间形成永久性机械连接的连结方法，包括以下步骤：
a1)提供一第一连接部件(9)，所述第一连接部件(9)具有一容器(12，13)，所述容器(12，13)中包含连接表面(20a，20b)并填充有液体连接介质(8)；
b1)将所述第一连接部件和一第二连接部件(9，14)精确对准至一连接位置，使第二连接部件(14)的连接表面(18a，18b)浸入到第一连接部件(9)的容器(12，13)内的液体连接介质(8)中，并在第一和第二连接部件(9，14)的连接表面(20a，20b；18a，18b)之间形成连接间隙(22a，22b)；
c1)在所述连接位置上对连接部件(9，14)进行至少是临时性的固定；以及
d1)使连接间隙(22a，22b)中的连接介质(8)凝固以形成永久性连接，该连接形成内聚力和粘着力，并能传递连接部件(9，14)之间产生的力。
5.根据权利要求4所述的连结方法，其特征在于，在连接介质(8)至少部分凝固后，将步骤(c1)中的至少是临时性的固定移除。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的连结方法，其特征在于，在第二连接部件(4，14)的连接位置上，连接部件(4，14)的连接表面(6，6a；18a， 18b)浸入到储液槽或容器(2；12，13)中。
7.根据前述任一项权利要求所述的连结方法，其特征在于，连接部件(1，4)的连接表面(3a，6a)上具有凸缘，以和连接介质(8)形成主动固定连接。
8.根据前述任一项权利要求所述的连结方法，其特征在于，具有容器(2；12，13)的第一连接部件(1，9)是太阳能集热器元件中的反射镜元件(11)，其镜面位于背对容器(2；12，13)的一面。
9.根据前述任一项权利要求所述的连结方法，其特征在于，第二连接部件(4，14)是太阳能集热器元件中的钢质和/或支撑结构(15)，或者是钢质和/或支撑结构(15)的至少一部分。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的连结方法，其特征在于，浸入容器(2；12，13)中的第二连接部件(4，14)的连接表面(6，6a；18a，18b)是突出形成于钢质和/或支撑结构(15)上的锚定插销或者锚定螺栓(17a、17b)，特别是异型插销或者螺栓。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的连结方法，其特征在于，在连接位置上对连接部件(9，14)进行至少是临时性的固定，是通过将反射镜元件(11)镜面(10)朝下固定于第一夹持元件中，并将钢质和/或支撑结构(15)悬挂固定在位于第一夹持元件上方的第二夹持元件中，再将第一和第二夹持元件移至连接位置并固定而实现的。 
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