CN102444653B - 附接至塑料构件的功能元件、构件组件、模扣及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及附接至塑料构件的功能元件、构件组件、模扣及方法。一种金属制成的功能元件具有形成附接面的较大直径的凸缘并具有设置在附接面内并从凸缘延伸离开的对中部分，其特征在于，在对中部分的周围并邻近附接面设置了在压力下硬化的粘合剂。

Description

附接至塑料构件的功能元件、构件组件、模扣及方法

本发明涉及用于附接至塑料构件的功能元件、构件组件、模扣(diebutton)，并涉及用于将功能元件附接至塑料构件的方法。

具有形成附接面的较大直径的凸缘并具有与附接面一起设置并从凸缘延伸离开的对中部分的金属功能元件被广泛地使用，且用于比如板金属部件的金属构件中是有名的。在本申请的欧洲专利说明书EP1116891中可以找到示例，其中描述了所谓的RND螺母。也就是说，在已命名的欧洲专利说明书中形成的功能元件为螺母元件。其中对中部分形成为铆接部分，铆接部分在附接之后或者附接过程中变形，以形成铆钉头。

然而，所讨论的功能元件可以不仅是螺母元件，而且还可以形成为螺栓元件，例如类似于具有官方案号102004062391的德国专利申请中的螺栓元件的螺栓元件。此处所示的对中螺栓具有所谓的裙部，裙部最终也形成为铆钉部分且在对中螺栓插入板金属部件过程中成珠。

功能元件当然可以具有其他形式。例如，螺栓元件可具有取代螺纹的圆柱形轴部分，其用于杠杆、索轮或另一构件的轴颈。类似于螺母元件的中空元件也被考虑，其中设置光滑的孔取代螺纹圆柱并用于轴的轴颈安装。另外，功能元件已知可被形成以容纳插入的销或夹子。根据本发明，功能元件还可被设计以执行相应的功能。

在力图提供低重量但高强度的成形部件的上下文中，现今经常使用塑料构件取代板金属部件，主要以复合材料的形式，比如例如用玻璃纤维或者碳纤维增强的塑料制品，但是其他的增强材料也可以考虑，通常是那些具有由此纤维形成的高强增强纤维或者织物的材料。此塑料制品的构件也经常需要设有紧固元件，对于该紧固元件可能的限制选择已经是已知的。在此示例中，压入式元件例如是已知的，其通常在材料的高温下被压入塑料材料的配合孔内。塑料材料围绕插入物流动并进入设置在那的底切内，并在冷态将插入物固定。插入物可例如设有内螺纹。此插入物实际上具有其对齐部，但是它们主要只是限制地可装载的，因为它们可以其他方式从塑料部件拉出或者从塑料构件拉出。此插入物与相对薄的塑料构件的使用尤其存在问题。紧固元件也是已知的，其具有在线箍的两端设有眼孔的线箍的形式，所述线箍通过盲铆钉固定至构件。可旋转地轴颈安装在薄板金属固定件或夹具内的螺钉部件被固定至另一个塑料部件，同样通过盲铆钉，盲铆钉将板金属固定件或夹具固定至塑料构件。螺钉具有设有刺刀状凹槽的圆柱形凸出部分，且可通过旋转90°而在第一构件处被固定至线箍，以使线箍容纳在刺刀状凹槽内，据此第二构件附接至第一构件。此附接对于薄构件确实有用，比如航空器或跑车中的板，其必须被迅速地卸除并重新装配，然而，附接自身只允许有限的夹持力。铆接连接也不能被非常高地加载。

本发明的目的是提供能与塑料构件一起使用的功能元件，塑料构件能相当高强度地连接至另一构件，而不管另一构件是塑料构件或者金属构件，比如板金属部件或者实心部件。另外，功能元件应该能够用于大规模生产，且甚至在运输过程中不会使其由于是大规模生产的货物而遭受损害，大规模生产的货物可能使其功能不确定。另外，根据本发明，构件组件能使用此功能元件来提供并由功能元件和塑料构件构成，其在操作中能够高质量地螺纹连接至另一构件。此外，能提供专门的模扣和方法，用于将功能元件附接至塑料构件，据此可提供能够运行的系统。

为满足这些目的，根据本发明提供了由金属构成的功能元件，该功能元件具有形成附接面的较大直径的凸缘，并具有设置在附接面内并从凸缘延伸离开的对中部分，其中在压力下硬化的粘合剂设置在对中部分的周围并邻近附接面。

通过围绕对中部分并邻近附接面提供在压力下固化的粘合剂，粘合剂在功能元件加工之后或者在储存和运输过程中被保持在保护的位置，由此无需担心对粘性沉积物的损害或者粘性沉积物或其一部分的损失。另外，对中部分确保功能元件相对于塑料构件相当精确地定位，同时由于紧密度公差而与构件的开口形成一种类型的密封。因此，一方面，由于压力施加到功能元件的上侧，且另一方面，施加到由模扣支撑的构件的下侧，粘合剂受到压紧压力，并且可以说不能在对中部分和开口之间轻易地逃脱。这样一来，在粘合剂上获得了所需的压紧力，且在压力下固化的粘合剂的功能没有减弱。

在功能元件附接至由塑料构成的构件之后，由此产生的构件组件的特征在于，对中部分延伸进入构件的孔内，且粘合剂在连接表面和与之相对的塑料构件的表面之间形成相当大区域的粘性连接。

粘合剂优选地是优选地由两种组分组成的微包裹型或纳米包裹型粘合剂，两种组分分别容纳在微胶囊或纳米胶囊内并混合在一起，胶囊能够在压力负载下破裂，由此至少两种组分开始接触并形成固化的或硬化的粘结层。

通过使用此包裹型粘合剂组分，它们能够在较长时期内以混合的形式彼此并排地出现而不反应。仅需要弱的粘合剂与微胶囊混合，其一方面保持胶囊彼此紧靠，另一方面通过足够的但相当弱的粘着键将相应的一层或多层沉积物中的混合胶囊保持在紧固元件上。

作为此系统的可选择方案，粘合剂的一种组分能以微包裹型或者纳米包裹型形式呈现，且第二组分能一方面用作胶囊的粘结剂，而另一方面还能用于胶囊与功能元件的粘性结合，即第二组分自身用于胶囊彼此之间和胶囊与功能元件之间的相当弱的粘着键。由于与在胶囊破裂时出现的第一组分接触，高强度的粘着键与第一组分、塑料构件和功能元件一起产生。

用作粘结剂的此粘合剂还有助于使粘性沉积物保持在功能元件上的保护位置并由此没有损害的解决方案。另外，彼此并排搁置的小微胶囊或纳米胶囊内至少一种组分的供应确保仅在胶囊破裂时，组分才彼此混合以使其彼此之间以有序的方式并以合适的量反应，以在各个功能元件和塑料构件之间产生牢固的粘着键。

当粘合剂以环的方式呈现时是特别有利的。这样，在保护位置提供足够量的粘合剂是可能的。环形使得通过粘至各个功能元件而附接粘合剂更加简单，因为其能轻易地被推在对中部分上。

环优选地设计为：当在包括功能元件的纵向轴线的纵向平面内剖开时，剖面大体呈现三角形。

由于此设计，环可具有邻近附接面的较长肢和邻近对中部分的较短肢，较长肢和较短肢优选地在其间形成直角。

此设计是特别优选的，因为粘合剂的环由此在一侧被对中部分且在另一侧被附接面很好地保护。因为三角形的斜边从对中部分半延伸至附接面，所以粘性沉积物的倾斜面呈现于此，在此之后所有的粘合剂以保护的方式呈现。

作为以上描述的粘性沉积物的环状设计的可选择方案，粘合剂还可被设置为围绕对中部分并粘至对中部分或者粘至凸缘的附接面的单独粘性沉积物。

当在凸缘和/或对中部分内形成接收过量粘合剂的至少一个凹进部分时是特别有利的。通过凹进部分的设置，由于功能元件附接至构件而产生的且由于比如公差和表面粗糙度的不可预知的原因而不确定量的过量粘合剂能够逃离，而不影响粘着键且不污染构件或构件的环境。此过量材料一方面是期望的以确保粘性接合部完全充满粘合剂并实现粘着键的所需强度。另一方面，由于粘性沉积物计量的不精确性，因为功能元件或者使用的塑料构件的尺寸公差，且因为接触压力、即粘合剂“感受”的压力的波动，还因为粘合剂沿着对中部分和/或从凸缘部分的逃离，过量材料的量不时地变化。

因为在设置的粘性接合部内始终产生足够的粘着键，通过过量粘合剂的提供或者通过对过量粘合剂的可能提供，粘性接合部被有效地确保，所以总是能产生高质量的粘着键，因此可以确信粘着键的所需强度被实现，并从而实现抵抗功能元件在塑料构件上的旋转的安全性和功能元件从塑料构件挤出的抵抗力。

凹进部分优选地是设置在附接面径向内侧、作为凸缘内的轴向凹槽的环形凹进部分，或者是设置在附接面的径向外侧或断开后者的环形凹进部分。这样，环形凹进部分可作为功能元件和塑料构件之间的粘性接合部的径向外部限制，且还能使粘着键的计算并因而使结合强度的计算和抵抗功能元件在塑料构件上旋转的安全性的计算简化。然而，用环形凹进部分操作不是必要的，相反可提供围绕功能元件的纵向轴线设置在附接面内的多个凹进部分，例如以径向延伸的凹槽形式的凹进部分。凹进部分或环形凹进部分还能定位于其他点上，例如凹进部分能形成为直接邻近对中部分的凸缘部件内的轴向凹槽或者对中部分内的径向凹槽。

对中部分的截面是圆形且特别地还可以是圆柱形，因为功能元件然后可被引入塑料构件内的预加工圆孔内，甚至不需要关注围绕孔的纵向轴线的特殊定向。此种孔可通过钻孔生成或者能在其成形和加工过程中，与塑料构件一起预加工而成，例如通过压模内或使用的注射成型工具内相应的圆形凸出部分。如上所述，塑料构件内预加工孔的直径优选地被选择为足够地大，以使其相应于对中部分的外部直径，由此在对中部分和孔的边缘之间产生了非常小的间隙或者甚至没有间隙或者甚至干涉力。这样，所需的密封功能被确保，且构件不会被该点露出的粘合剂污染。

一种设置是特别有利的，其中附接面设置在接触面内，其相对于附接面在对中部分的轴向方向上缩回。

通过此设置，功能元件可设有放大的接触面，由此在功能元件附接至构件的过程中或者在此之后与功能元件形成螺纹连接的过程中产生的塑料构件上的表面压力能一直保持足够低，以致将最终对螺纹连接的质量有害的沉降效应不会发生。另外，这样，粘性接合部内粘合剂的厚度可通过缩回的量来确定，由此功能元件和塑料构件之间粘着键的强度被确保。总的接触面不仅包括附接面外侧的环状接触面，而且还包括附接面自身，因为粘性环内的和邻近接触面的粘性成分在构件组件的完成状态是固体的，且通常不会比塑料构件更加有弹力。至少此类设计可通过粘性沉积物的选择而确保。

在以上列举的设置中，当接触面形成外环表面且当附接面形成内环表面时是特别有利的，其中在接触面和附接面之间设置了优选地接收过量粘合剂的环形凹进部分。在此种设计中，环形凹进部分或者接触面的定位确保任何过量的粘合剂不能从功能元件逃离，且不会以不希望的方式损害塑料构件或者其外表。

如所述，功能元件可以是螺母元件或螺栓元件或中空元件或具有用于容纳轴或夹子或轴承套筒的圆柱形凸出部分的元件。

当根据本发明的功能元件与多个类似的功能元件共同被设置时是特别有利的，其中功能元件在柔性载体带上设置成一排或者多排，并能通过载体带的弯曲而从载体带按出。

这对于储存功能元件并将其运输到附接工具内以及将其从载体带释放可能是特别有利的。载体带可呈现为条带，条带可在仓库中以预先准备的长度调整，并因而能在供给设备中通过机器直接地被运送到用于功能元件的附接工具内。还能缠绕载体带以使更大量的功能元件能以节约空间并有序的方式被容纳。还可想象不仅在载体带上提供一排功能元件，而且还可以彼此并排提供两排、三排或更多排，依赖于将有多少功能元件同时从载体带释放并通过相应的附接设备插入塑料构件内。

功能元件在塑料构件内的附接可利用很多设备来进行。使用压力机来附接是可能的，其中功能元件通过安装头从上方压在塑料构件上甚至是抵靠保持于压力机的下部工具内的模扣。也就是说，安装头可以设置在压力机的上部工具内或者压力机的中间板内，于是模扣可相应地保持在压力机的中间板内或者压力机的下部工具内。然而，反向设置也完全可能，即安装头位于压力机的下部工具内或者压力机的中间板内，而模扣分别从上方设置在压力机的中间板内或者压力机的上部工具内。

对于压力机的每个行程，一个功能元件或者同时多个功能元件能附接至塑料构件。于是压力机能被设定为使其一方面接近需要的尺寸以将根据本发明的功能元件附接至塑料构件，并在粘合剂上施加足够的压力以确保粘结功能。

另一个可能性在于通过由机械手将功能元件附接至塑料构件而将功能元件插入塑料构件内。此处机械手可以例如携带类似于安装头的设备，该设备将元件压在塑料构件的一侧上，而塑料构件压紧同样由机械手携带的支架或者模扣。另外，静止设备可用于保持模扣和只保持由机械手驱动的安装头。反向设置也是可能的，即机械手将模扣压在塑料构件的一侧上，塑料构件的另一侧搁置在夹具或者例如支撑功能元件的安装头上。此外，使用夹钳操作是可能的，夹钳使塑料构件和元件相互压紧或者使模扣保持在塑料构件的一侧上，并从塑料构件的另一侧将功能元件压至模扣上。此功能元件还能以手动程序进行，例如其中塑料构件定位在牢固支架内的模扣上，功能元件于是从上方使对中部分在前地插入塑料构件内预成形的孔内，于是需要的压紧力可通过撞击工具和如果需要也可以通过相应的移动来产生。

当在构件组件的制造过程中使用模扣时是特别有利的，模扣具有中心凸出部分，该中心凸出部分的径向向外面向的面是倾斜面，该倾斜面被设计成与中心部分的相应的倾斜面一起支撑中心部分或者再成形中心部分和/或使中心部分膨胀，并具有围绕中心凸出部分设置的环形表面，该环形表面压紧塑料部件的下侧并通过塑料部件在粘合剂上施加压力。

这样，发生了对中部分的简单再成形，其最重要的是引起其与塑料构件内的孔的边缘的更加紧密的接触，并根据本发明以规则的方式设计需要的密封功能，以使没有粘合剂从此处逃离。此处对中部分的再成形程度不是如此的明显以致可以说成是铆钉头的变形，特别是因为对中部分优选地没有延伸超过构件内的孔的边缘的整个高度，而仅仅超过此高度的一部分。倾斜面还可以通过圆形表面形成，由此对中部分的形状被轻微地修改。通过对中部分的微小膨胀，还可使得功能元件相对于塑料构件内的孔的对中更加精确。这在装配状态下具有积极的效果，由此塑料构件相对于要被螺旋入位的另一构件或者塑料构件要被螺旋连接的构件的对齐被改进。通过对中部分的较小膨胀，还能确保邻近对中部分的粘合剂通过微胶囊的破裂而促进。此外，对中部分的膨胀可导致在远离附接面的方向上对中部分轻微渐扩的形状，并导致塑料构件相应的锥形缺口，锥形缺口还引起这些部件之间的机械锁定。

模扣尤其可具有在其端部表面内的环形凸起部分，环形凸起部分引起构件的远离凸缘的一侧内的环形凹进部分，并引起构件的远离附接面的表面上的环形台阶，该表面具有相应于附接面的区域的区域。

这样，塑料构件和功能元件之间粘性接合部的轴向高度可以说被校准，据此也可使得需要的连接强度是更加可再现的。

用于功能元件附接的方法的特征在于：在附接至构件时，引起微胶囊或者纳米胶囊破裂，据此粘合剂在功能元件的附接面和构件的相对布置的表面之间产生粘性连接，且过量的粘合剂被任选地压出粘性连接的区域，比如进入功能元件的凹进部分或者进入形成于构件和凸缘的圆形侧面之间的间隙内。

本发明以下将参照实施方式和附图进行更详细地解释，其中：

图1A-1E是根据本发明的功能元件，从下面的半平面图(图1A)、半剖侧视图(图1B)、图1B的圆形区域的放大图(图1C)、透视图(图1D)、图1D的圆形区域的放大透视图(图1E)，

图2A-2C是图1A至1C的功能元件使用模扣至相对薄的构件的附接，图2A显示起始状态，图2B显示完成的构件组件，而图2C显示图2B的圆形区域的放大图，

图3A-3C是类似于图2A-2C的根据本发明的另一实施方式的附图，

图4A、4B是根据本发明修改的构件组件，图4B以放大的比例显示图4A的圆形区域，

图5是使用载体带来保持、运送和释放一排功能元件的示意图，

图6是根据开头列举的德国专利申请的对中螺栓，然而根据本发明做了修改。

图1A-1C显示具有较大直径D1的凸缘14和较小直径D2的对中部分16的金属功能元件10，凸缘14形成附接面12，对中部分16设置在附接面12内且从凸缘延伸离开。

在凸缘14的上面，且图1B中清晰可见，有圆柱形凸出部分18，在图1B中其通过辐射状部分合并进入凸缘的上侧。产生的环形表面20形成压力面，在功能元件10附接至塑料构件时，该压力面用于施加所需的压力。通过提供该环形表面20，此处形成为螺母元件的功能元件10的螺纹22通过压力而被保护以抵抗变形。同时，反配杠杆式凸缘部分14的轴向高度可被减小至所需的尺寸，且据此功能元件的高度也减小。

可以看到功能元件的外部圆周表面24具有圆球状的形状，其可于在冷锻工序中制造功能元件的过程中自动产生。这种圆形的形状是有利的，因为一方面其节省了重量，另一方面，还形成了从凸缘的外部圆周表面的轴向平行区域26至凸缘的下侧的缓和的过渡部。圆形的过渡部28避免了在塑料构件的表面的不需要的凹口。

由于压力而固化的粘合剂30邻近于对中部分设置并设置在凸缘14的下侧区域上，此处指附接面12。

优选的粘合剂是优选地由至少两种组分组成的微包裹型和/或纳米包裹型粘合剂，该至少两种组分分别容纳在彼此混合并且还与粘结剂混合的微胶囊和/或纳米胶囊内。粘结剂具有将混合的微胶囊彼此粘附并粘附至功能元件的功能。胶囊被设计为在压力负载下破裂，由此至少两种组分开始接触、反应并形成固化或硬化的粘结层。显然，粘合剂以环的形式呈现。

另外，尤其从图1B、1C和1E中看到，当粘性环30在包括功能元件的纵向轴线的纵向平面内剖开时，其为至少大体三角形。

粘性环30具有邻近附接面设置的较长肢32和邻近对中部分设置的较短肢34，较长肢32和较短肢34优选地在其间形成直角。截面为三角形形状的粘性环30在一侧由附接面22保护，且在另一侧由对中部分16保护。由于三角形形状的斜边36形成粘性环的边界表面且位于从对中部分16的自由端延伸至附接面12的径向外部边界的虚构的圆锥形倾斜面(未示出)内，所以甚至当功能元件被大批零散运输时，损伤危险例如粘性环或其部分脱离的损伤危险是非常小的。

对于环形粘合剂的设置可选择地，粘合剂可以以单独的粘着沉积物设置在粘附于凸缘的附接面的对中部分的周围。

接纳过量粘合剂的凹进部分38设置在凸缘14内。凹进部分可选择地或者附加地形成在对中部分内(未示出)。

如所示，凹进部分38是在附接面的径向外部形成为凸缘14内的轴向凹槽的环形凹进部分。替换于此，环形凹进部分还可被设置为对中部分16内或者附接面的径向内部或者断开后者的径向凹槽。

另外，这样的可能性存在，取代提供环形凹进部分38(或者作为其补充(未示出))，以提供在附接面内侧并围绕功能元件的纵向轴线设置的多个凹进部分，例如径向延伸凹槽形式的凹进部分。

图1A至1E中，对中部分在横截面上是圆形且为环状的形式。然而，根据需要还可具有多边形或者开槽或者有肋的形状。

尤其从图1B中可以看到，附接面28设置在环状接触面40的径向内侧且相对于环状接触面40在对中部分16的轴向方向上缩回例如等于大约0.1mm的量h。接触面40形成外部环形表面且附接面28形成内部环形表面，其中在接触面40和附接面28之间设置了容纳过量粘合剂的环形凹进部分38。

在图1A-1E中，功能元件10形成为螺母元件，如图6所示，然而其能被同等地形成为螺栓元件。

应该理解，图1A至1E的先前说明还以转换的观念用于根据图6的螺栓元件，在图6中使用同样的参考数字并且参考数字具有同样的含义。

另外，功能元件可形成为中空元件或者具有容纳轴或夹子或者轴承套筒的圆柱形凸出部分的元件(未示出)。

图2A现显示在夹具50内的根据本发明的图1A至1E的功能元件10，夹具50例如可形成为安装头。此安装头在与板金属部件一起使用的紧固元件领域是非常公知的，且此处不需要进一步解释。

可以看到，安装头的夹具50具有下端表面52以及对应于功能元件10的外部形状的切口54，其中切口的尺寸被设定为使功能元件10的接触面40与夹具50的下侧52位于一平面内。在功能元件10的下方设有支撑在模扣60上的塑料构件。在塑料构件56内存在有孔58，其中孔的边缘限定的内部直径对应于模扣60的中心凸出部分62的外部直径。此直径也对应于功能元件10的对中部分16的外部直径D2。从图2A中可进一步看到，模扣的中心凸出部分62、塑料构件56内的孔以及功能元件10的对中部分16具有共同的中心纵向轴线64。因而塑料构件56也位于与功能元件的对中部分16同中心的此平台内。另外，从图2A中可以看到，模扣的中心凸出部分62在中心凸出部分62的下部区域66内用于塑料构件56的对中，且在上部区域中用于功能元件10的对中。在此下部环状区域66的上方，设有中心杆62的环状切口68，其具有略微偏离于对中部分16的下部区域70的形状的形式，以使当夹具或安装头50以箭头F的方向压靠在功能元件10的环状驱动表面20上时对中部分16的此区域被轻微地压缩、轻微地再成形且部分地膨胀。可以想象根据图2A的设置，使得当夹具50或安装头被设置在压力机的中间板内(如果存在)或者压力机的上部工具内时模扣60在压力机的下部工具内被对中。由于压力机的闭合，因而夹具50朝塑料构件56和模扣60移动，同时在围绕孔58的区域内塑料构件的上侧72被压靠在粘性环上，且孔58的内部边缘从对中部分16刮掉粘合剂并据此使粘性环30受到压力，以使粘合剂的组分一起反应并在压力下凝固，且粘合剂固化。当使用具有微包裹型和/或纳米包裹型组分的粘合剂时，胶囊在施加的压力下破裂，并容许对应的组分开始彼此密切地混合，由此引起化学固化反应。

由此，对中部分16的外表面和开口的孔的边缘或塑料构件的孔58的精确配合的形状确保没有粘合剂或者仅有非常少量的粘合剂经过对中部分16，即此区域被很好地密封以使粘合剂在压力下凝固于塑料构件的上侧和功能元件10的附接面38之间的当前矩形的空间74内并固化于此，如图2B和2C所示。在这方面，过量的粘合剂进入围绕附接面38的环形凹进部分38。进一步从图2B和2C可以看到，功能元件10的接触面40也密封地置靠在塑料构件56的表面70上，然而没有压入于此或者只压入小的程度。因而根据图1B的轴向高度h也决定了填充矩形空间(横截面上)74的粘合剂76的硬化或固化量的轴向厚度。

从图2B和图2C可进一步看到，结果轻微再成形的对中部分16的端面近似位于塑料构件的中心，且在任何情形下没有凸出超过塑料构件的下侧78。因而，平坦的附接面78在塑料构件56的远离凸缘14的一侧呈现在塑料构件的下方。由于此处对中部分16形成为环状对中部分，所以螺钉可直接地旋入来自图2B下方的螺母元件的螺纹22内，且据此其他的构件可压靠在平坦的附接面上。同时，功能元件的接触面40压靠在塑料构件的上侧72上，以使具有所需的直接夹紧的高质量附接状态被实现。由于粘合剂在粘性接合部74固化，所以螺纹连接的轴向加载的一部分通过粘性接合部74内的粘合剂传递至附接面12。

图3A至3C显示了非常类似于图2A-2C实施方式的实施方式，这是为什么同样的参考数字用在对应的附图中的原因。将理解，之前的说明也用于图3A-3C中具有同样参考数字的构件。此惯例也用于其他附图。现将描述根据图3A至3C的实施方式与图2A-2C的实施方式之间重要的不同。

不同限于围绕模扣60的中心突出部分62的环形的凸起部分80。从图3A可以看出，塑料构件现置于环状台阶80的上侧，因而稍微位于模扣的围绕环形的凸起部分80的环形表面82的上方。夹具50上的状态相对于根据图2A-2C的之前实施方式没有改变。

由于压力机或者用于使功能元件10压靠在塑料构件和模扣60上的另一设备的闭合，模扣的环形的凸起部分80在塑料构件的下侧78内形成环形凹进部分84，且同时，从图3C中能最佳地看到，在塑料构件的表面上形成了对应的凸起部分86，由此粘合剂与粘性接合部74的轴向高度相对于图2B和2C中的实施方式减小。这可能是有利的，因为通常粘合剂的粘着力随着粘结层厚度的减小而增加，所以使此层仍具有恰当的厚度。凸起部分80相对于表面82的轴向高度可在0.2和0.5mm之间的范围内有利地选定。

接触面40和附接面12的轴向高度差被选定为以使如果考虑到近似等于凹进部分84的轴向高度或者环形表面80相对于表面82的轴向高度的凸起部分86的轴向高度，则区域74内粘结层的轴向高度等于大约0.1mm。

在很多塑料材料中，通过模扣60的环形台阶80产生如此永久性的变形是可能的。

在此不成功或者必须担心塑料构件的材料会据此以不允许的方式被损伤的情形下，在塑料构件的设计上，还可提供塑料构件上环形的凸起部分，例如图4A和4B中所示。此实施方式还具有这样的优点，即塑料构件的增强物呈现在孔58周围的区域内，由此螺纹连接的加载或者操作中发生的加载能更好地供入塑料构件56内。

即使不使用此类型的环形凸起部分来操作，可在任何情形下精确地确定此处形成的粘性接合部和粘结层的轴向高度，其中轴向高度h(图1B)被精确地确定，即附接面12相对于接触面40的缩回程度被正确地选定。

此处应该指出，可以利用根据图2A或3A的夹具50的中空设计，以使通过通道40内纵向可位移的柱塞，按顺序呈现中心纵向通道90，以在构件组件完成后，将完成的构件组件压出而远离夹具50。

图5现显示单个的功能元件10如何能够插入载体带102的对应开口100内，以使功能元件一个接一个设置成排。如果需要，可在载体带内设置多排开口100，以使多排的功能元件也是可能的。如图5中示意性所示，通过将载体带折回其自身上，如以104所示的，例如在未阐示的轴上，当载体带102在箭头方向B上运动时，功能元件10一个接一个地被扣出载体带，且然后其可通过直接接收功能元件的夹具或者可移动的指状物(均未示出)移入安装头的供给通道内或者移动至模扣60上方的位置。然而，图5显示塑料构件56附接之后的状态。

对于各种构件的连接大量不同类型的粘合剂是已知的。不同类型的粘合剂一方面可通过它们的化学基，且另一方面可通过它们的固结机制分类。对于化学硬化的粘合剂，也经常被称为反应粘合剂，粘合剂的各个化学组分以恰当的比率引入粘性接合部。固结通过组分之间的化学反应实现。基本上，将反应粘合剂区分为两(或多)组分系统和单组分系统。在本申请中，任何种类的反应粘合剂可被使用，且为了简化，以下被称为粘合剂。

对于两组分粘合剂，两种通常空间分离的配剂被使用。在这些配剂中存在单体，即反应过程中产生的聚合体的基本构成基石。两种配剂中的一种包含树脂单体(粘结剂)，而另一种包含硬化剂。配剂中还可以存在其他含量的材料，比如稳定剂、触变剂、加速剂、其他添加物、染料或者填充料。在施用之前两种组分必须典型地以恰当的比例彼此混合。在粘结剂和硬化剂接触时，开始了形成粘性聚合物的化学反应。这意味着两组分粘合剂只能在确定的处理时间内被处理。通过渐进反应，混合物的粘性继续增加并且在超过处理时间之后如果这些表面还没有连接在一起则混合物的粘性最终不再使待接合的两个表面相互接合。在所述表面通过粘合剂连接之后，紧接着是固化时间，其中粘着键的最终强度建立。此固化时间极大地受到外部作用的影响，尤其是温度。温度的增加引起加速的固化且经常也引起较高的强度。与此相比，较低的温度延长了固化时间。三组分或多组分粘合剂也能根据使用需要而被制造。

两(或多)组分和单组分系统的典型类型是氰基丙烯酸酯粘合剂、甲基丙烯酸甲酯粘合剂、厌氧固化粘合剂、辐射固化粘合剂、酚醛树脂粘合剂、环氧树脂粘合剂和聚氨酯粘合剂。

根据放置在功能元件上的特定需求，在功能元件上提供非固化形式的粘合剂成分是重要的，且实际上使得具有非固化粘合剂的功能元件可储藏几天，几个月直到几年的较长期的时间，而粘合剂不会固化。粘合剂系统也是已知的，其中各种组分存在于微胶囊或者纳米胶囊内。以下类型的系统是可能的：

(a)粘合剂的一种组分，第一组分，在微胶囊或者纳米胶囊内引入第二组分，第二组分被设计以使其相互结合微胶囊和纳米胶囊并将其结合至功能元件。然而，第一组分在不与第二组分接触的情况下不会硬化(或固化)，相反第二组分用作弱粘合剂，类似于粘结布告中的粘合剂(“贴上它”)。仅仅当微或纳米胶囊破裂时，第一组分释放进入第二组分，以使两种组分开始接触并固化，并形成高粘合力。

(b)两组分粘合剂的两种组分各自容纳在微或纳米胶囊内，且它们然后与第三组分混合，第三组分具有将第一包裹型组分和第二包裹型组分保持在一起并将其结合在功能元件上的任务。只使用少量的第三组分，甚至于就是实现上面设定功能所必须的，但并不至于多到使第三组分的存在防止由于第一化合物和第二化合物之间的反应引起的大量粘着键直至胶囊在压力下破裂。

(c)还可使用多组分粘合剂，其每个各自容纳在微胶囊或纳米胶囊内，并且然后当胶囊(如上述示例中)由于压力的作用而导致破裂时，其彼此反应。还必须为此种多组分粘合剂提供粘结剂，该粘结剂将单个胶囊以混合的形式保持在一起并将其粘结至各自的功能元件。

三组分粘合剂的示例可以是环氧树脂为第一组分，环氧树脂聚合化合物物为第二组分，而例如以过氧化物形式的硬化剂为第三组分。

Claims (13)

1.一种由金属制成的功能元件(10)，具有形成附接面(12)的较大直径(D1)的凸缘和设置在所述附接面(12)内侧并从所述凸缘延伸离开的对中部分(16)，其中在所述对中部分(16)周围并邻近所述附接面(12)设置了在压力下硬化的粘合剂(30)，其特征在于：

在所述凸缘(14)和/或所述对中部分(16)中形成有容纳过量粘合剂的至少一个凹进部分(38)，且所述凹进部分(38)是环形凹进部分，所述环形凹进部分设置在所述附接面的径向内侧，作为所述凸缘(14)内的轴向凹槽和/或作为所述对中部分(16)内的径向凹槽，或者所述环形凹进部分设置在所述附接面(12)的径向外侧或者断开所述附接面(12)，且所述附接面(12)设置在接触面(40)的径向内侧，并相对于所述接触面(40)在所述对中部分(16)的纵向轴线(64)方向上缩回。

2.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于：

所述粘合剂(30)是由至少两种组分组成的微包裹型和/或纳米包裹型粘合剂，所述至少两种组分分别容纳在微胶囊和/或纳米胶囊内并相互混合，其中所述微胶囊和/或所述纳米胶囊能够在压力加载下裂开，由此所述至少两种组分开始接触并形成硬化的粘结层。

3.根据权利要求1或2所述的功能元件，其特征在于：

所述粘合剂(30)以环的形式呈现。

4.根据权利要求3所述的功能元件，其特征在于：

当在包括所述功能元件的纵向轴线(64)的纵向平面内剖开时，所述环为大体三角形。

5.根据权利要求4所述的功能元件，其特征在于：

所述环具有邻近所述附接面(12)设置的较长肢(32)和邻近所述对中部分(16)的较短肢(34)，其中所述较长肢(32)和所述较短肢(34)在其间形成直角。

6.根据权利要求1或2所述的功能元件，其特征在于：

所述粘合剂以堆积在所述对中部分(16)周围的单独的粘着沉积物附到所述凸缘的所述附接面(12)。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的功能元件，其特征在于：

所述对中部分(16)的横截面是圆形、环形或者多边形或者具有开槽或有肋的形式。

8.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于：

所述接触面(40)形成外环表面且所述附接面(12)形成内环表面，其中在所述接触面(40)和所述附接面(12)之间设置了容纳过量粘合剂的环形凹进部分(38)。

9.根据权利要求1或权利要求2所述的功能元件，其特征在于：

所述功能元件是螺栓元件或中空元件或具有用于容纳轴或夹子或轴承套筒的圆柱形凸出部分的元件。

10.根据权利要求1或2所述的功能元件，其特征在于：所述功能元件为螺母元件。

11.一种构件组件，包括根据权利要求1或权利要求2所述的功能元件(10)和由塑料构成的构件(56)，其特征在于：

所述对中部分(16)延伸进入所述构件(56)的孔(58)内，且所述粘合剂(30)在所述附接面(12)和所述构件(56)的与所述附接面(12)相对设置的表面之间形成粘性连接，且所述凹进部分(38)部分地填充有过量的粘合剂。

12.根据权利要求11所述的构件组件，其中所述接触面(40)直接位于所述构件(56)的表面上。

13.根据权利要求12所述的构件组件，其中所述构件的面对所述附接面(12)的表面具有环形台阶(86)，所述环形台阶(86)的高度小于所述附接面相对于所述接触面缩回的量。