CN105683591A - 构件连接系统以及用于连接两个构件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种构件连接系统1，包括：第一构件2，所述第一构件具有通孔，从该通孔的孔边缘朝向第一构件的第一侧面2a伸出至少一个夹紧元件2c、2c’；第二构件3，所述第二构件具有通孔，从该通孔的孔边缘朝向第二构件的第一侧面3a伸出至少一个夹紧元件3c、3c’；其中，两构件2、3以它们的背对第一侧面的侧面2b、3b彼此贴靠并且以具有至少两个球形或类似球形的元件4a、4b的连接元件4这样地延伸穿过两通孔，使得第一构件的所述至少一个夹紧元件贴靠在所述至少两个球形或类似球形的元件中的第一元件上并且第二构件的所述至少一个夹紧元件夹紧地贴靠在所述至少两个球形或类似球形的元件中的第二元件上。

Description

构件连接系统以及用于连接两个构件的方法
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的构件连接系统以及一种按照权利要求18的特征的方法。
背景技术
由DE102012206938B3已知一种构件连接系统，其中使用具有两个或更多个相互连接的球形或类似球形的元件的连接元件。
发明内容
本发明的任务是，给出一种方法以及一种相应的构件连接系统，借助该方法能够以简单方式将两个分别具有一个通孔的构件首先“浮动地”相互连接。
本发明的出发点是一种用于连接第一构件与第二构件的构件连接系统。第一构件具有通孔，从该通孔的“孔边缘”朝向第一构件的第一侧面伸出至少一个夹紧元件。所述至少一个夹紧元件可以通过第一构件的孔边缘的翻卷弯曲或翘起弯曲的边缘区段构成。所述至少一个夹紧元件可以例如通过一个环绕的夹紧凸缘或通过多个在圆周方向上分布设置的并且相互间隔开距离的夹紧凸缘区段构成。
第二构件同样具有通孔，从该通孔的“孔边缘”朝向第二构件的第一侧面伸出至少一个夹紧元件。第二构件的所述至少一个夹紧元件同样可以通过孔边缘的翻卷弯曲或翘起弯曲的边缘区段构成。所述至少一个夹紧元件在这里也可以通过一个环绕的夹紧凸缘或通过多个在圆周方向上相互间隔开距离的夹紧凸缘区段构成。
按照本发明，这两个构件这样地相互接合，使得这两个构件以它们的背对第一侧面的第二侧面相互贴靠。“贴靠”可以表示，它们直接地相互贴靠，即它们相互直接接触。但是这不是必须强制如此。原则上也可以在两个构件的第二侧面之间设置中间层、例如粘接剂层、通过第三构件形成的层等等。
本发明的一个重要元件通过连接元件形成。该连接元件具有至少两个球形或类似球形的元件。连接元件延伸穿过两个通孔，并且更确切地说这样穿过，使得第一构件的所述至少一个夹紧元件从外部夹紧地贴靠在所述至少两个球形或类似球形的元件中的第一元件上并且第二构件的所述至少一个夹紧元件夹紧地贴靠在所述至少两个球形或类似球形的元件中的第二元件上。
借助一个这样的连接元件能够将两个构件以简单的方式“浮动地”夹紧在一起。“浮动地”表示，两个相互夹紧的构件能够至少在一定范围内在夹紧在一起之后相对彼此移动。两个构件的这样浮动的预固定开启了多种应用可能性。这样的构件连接系统可以例如用于预固定车辆的两个要相互牢固连接的车身构件，用于将附件预固定在车辆的车身构件上等等。
可以规定，连接元件具有恰好两个相互连接的球形或类似球形的元件。尤其可以规定，连接元件通过恰好两个相互连接的球形成。两个球形或类似球形的元件或球可以尤其是材料锁合地相互连接，例如通过焊接相互连接。
按照本发明的一种扩展构型规定，第一和/或第二构件的夹紧元件中的至少一个、尤其是每个夹紧元件在位于球形或类似球形的元件的“赤道平面”之间的区域中从外部贴靠在连接元件上。如果假想通过各球形或类似球形的元件的中心的连接线，则各球形或类似球形的元件的赤道平面垂直于该连接线。如果夹紧元件在赤道平面之间的区域中从外部贴靠在球形或类似球形的元件上，则得到特别高的夹紧力或拉紧力。
如上已经表明，延伸通过各球形或类似球形的元件的中心的直线不必相对于第一和/或第二构件在所属通孔的区域中的切平面精确垂直，即不必相对于两个构件在通孔的区域中精确垂直。而是，延伸通过各球形或类似球形的元件的中心的直线也可以相对于此倾斜。因此，通过这样“浮动的支承”能够在一定范围内补偿加工误差。
如已经说明那样，可以规定，所述第一构件的所述至少一个夹紧元件和/或所述第二构件的所述至少一个夹紧元件一体地与所述第一或第二构件连接。所述第一构件的所述至少一个夹紧元件和/或所述第二构件的所述至少一个夹紧元件例如可以通过第一或第二构件的翻卷弯曲的孔边缘构成。
除了夹紧连接外，两个构件可以持久地牢固地或者以其它方式牢固地相互连接。在两个构件通过连接元件预固定之后，这两个构件例如可以相互焊接、螺纹连接、铆接、粘接或者以其它方式牢固地相互连接。
尤其是可以规定，除了夹紧连接之外，所述两个构件通过形状锁合的连接结构相对彼此对准。例如，第一构件可以具有凸起并且第二构件可以具有与该凸起互补的凹部，所述凸起形状锁合地嵌接到所述凹部中，或者反之亦然。
对此替代地或补充地，在两个构件中也可以设置对中孔，对中元件、例如对中销插入到所述对中孔中，所述对中元件使两个构件至少在对中孔的位置处一一对应地相对彼此定位。
此外可以规定，第一构件的夹紧元件与球形的第一元件焊接和/或第二构件的夹紧元件与球形的第二元件焊接。
只要夹紧元件中的一个通过一个环绕的夹紧凸缘构成，则环绕的夹紧凸缘可以环绕地与所属的球形或类似球形的元件焊接。
出于完整性考虑，本发明也应描述按照本发明的方法。具体地涉及一种用于连接具有通孔的第一构件与具有通孔的第二构件的方法，该方法包括以下步骤：
将所述两个构件这样地彼此贴靠，使得各所述通孔相互至少部分地重叠，
通过安置具有至少两个球形或类似球形的元件的连接元件这样夹紧连接所述两个构件，使得各所述球形或类似球形的元件中的第一元件在第一构件的第一侧面从第一构件的通孔突出，并且各所述球形或类似球形的元件中的第二元件在第二构件的背对第一构件第一侧面的第一侧面从第二构件的通孔突出。从第一构件的孔边缘伸出的夹紧元件夹紧地从外部贴靠在各球形或类似球形的元件中的第一元件上。从第二构件的孔边缘伸出的夹紧元件夹紧地从外部贴靠在各球形或类似球形的元件中的第二元件上。
夹紧元件与贴靠在该夹紧元件上的球形或类似球形的元件的焊接例如可以通过激光焊接进行，这具有如下优点，即，焊接装置可以布置成与构件连接系统间隔开距离。
研究已经表明，连接元件按照本发明所具有的球形或类似球形的元件可以非常好且精确地通过光学检测装置检测。连接元件的球形或类似球形的元件由此由于其设计构型形成在它们的相应位置方面可非常精确地检测的元件。由相应的检测装置产生的位置信号可以输送给焊接装置(例如激光焊接装置)。以该方式能够位置精确地制造在质量方面高品质的焊接连接。
附图说明
下面结合附图详细描述本发明。其示出：
图1示出按照本发明的一个实施例，其中连接元件垂直于两个构件；和
图2示出一个实施例，其中连接元件相对于两个构件倾斜。
具体实施方式
图1示出由一个第一构件2和一个第二构件3组成的构件连接系统1。一个或两个构件2或3例如可以是金属板材、塑料构件、尤其是纤维增强的塑料构件等等。第一构件2具有在下文也称为第一侧面的上侧2a和背对第一侧面的第二侧面2b。
第二构件3同样具有在此形成下侧的第一侧面3a和背对第一侧面3a的第二侧面3b。这两个构件2、3的两个第二侧面2b、3b相互贴靠。这两个构件2、3的两个第一侧面2a、3a相互背对。
第一构件2具有一个通孔，从该通孔的孔边缘朝向第一构件2的第一侧面2a伸出至少一个夹紧元件2c。夹紧元件2c通过孔边缘的略微向上翘起弯曲的边缘区段形成。例如可以规定，整个孔边缘略微向上翘起弯曲。在这种情况下，夹紧元件指的是唯一一个夹紧元件，即通过一个环绕的夹紧边缘(凸缘孔)构成。
对此替代地也可以设置多个在圆周方向上相互间隔开距离的夹紧元件2c、2c’。
第二构件3同样具有一个通孔，从该通孔的孔边缘朝向第二构件3的第一侧面3a伸出至少一个夹紧元件3c。在此也可以设置一个环绕的夹紧边缘。对此替代地，在此也可以设置多个在圆周方向上相互间隔开距离的略微向下翘起弯曲的夹紧元件3c、3c’。
如由图1可见，两个构件2、3这么深地相对彼此对准，使得两个通孔彼此至少部分地重叠。在图1中所示的布置中，两个通孔甚至基本上相对彼此对中地对准。一个连接元件4延伸穿过这两个通孔。连接元件4具有球形的第一元件4a和与该第一元件连接的球形的第二元件4b。两个球形的元件4a、4b在图1中所示的实施例中直接地相互连接，即它们直接地相互贴靠。但是这不是必须强制如此。连接元件例如也可以设计成哑铃状的，即在两个球形的元件4a、4b之间还可以设置一个连接区段。
两个球形的元件4a、4b例如可以相互焊接或者以其它方式材料锁合地相互连接。球形的元件4a、4b可以尤其是通过两个由金属制成的球、例如钢球、铝球等等构成。
如由图1可见，连接元件4这样地布置，即，两个球形的元件4a、4b至少大致从设置在两个构件2、3中的通孔突出。通过虚线表示两个球形的元件的赤道平面5a、5b。赤道平面5a、5b延伸通过两个球形的元件4a、4b的中心并且垂直于连接两个中心的直线6。直线6在此大致或精确地延伸通过设置在两个构件2、3中的通孔的中心。与此相应地，连接元件4在图1中垂直于在此基本上平整的构件2、3。
如由图1可见，第一构件2的夹紧元件2c、2c’和第二构件3的夹紧元件3c、3c’在两个赤道平面5a、5b之间的区域中从外部贴靠在相应所属的球形元件4a或4b上，由此得到特别高的夹紧力或拉紧力。即通过这样的构件连接系统能够将两个构件2、3已经相互牢固地相对彼此预固定或者说相对牢固地相互可拆卸地连接。
如由图1可见，第一构件2具有鼻状的凸起7并且第二构件3具有与该凸起基本上互补设计的凹槽状的凹部8。凸起7形状锁合地嵌接到凹部8中，由此两个构件2、3附加地相对彼此定位。
在图1中所示的构件连接系统能够实现两个构件2、3的“浮动的预固定”，这由图2可见。术语“浮动的预固定”应理解为，连接球形或类似球形的元件4a、4b的两个中心的直线6不是必须一定垂直于第一和/或第二构件在所属通孔的区域中的切平面，而是如在图2中所示也可以至少大致倾斜。通过连接元件4相互连接的构件2、3由此仍可以至少在一定的范围内相对彼此移动。

Claims (21)

1.构件连接系统(1)，包括：
第一构件(2)，所述第一构件具有通孔，从该通孔的孔边缘朝向第一构件(2)的第一侧面(2a)伸出至少一个夹紧元件(2c、2c’)，
第二构件(3)，所述第二构件具有通孔，从该通孔的孔边缘朝向第二构件(3)的第一侧面(3a)伸出至少一个夹紧元件(3c、3c’)，
其中，
两构件(2、3)以它们的背对第一侧面(2a、3a)的侧面(2b、3b)彼此贴靠并且
以具有至少两个球形或类似球形的元件(4a、4b)的连接元件(4)这样地延伸穿过两通孔，使得
所述第一构件(2)的所述至少一个夹紧元件(2c、2c’)贴靠在所述至少两个球形或类似球形的元件(4a、4b)中的第一元件上，并且
所述第二构件(3)的所述至少一个夹紧元件(3c、3c’)贴靠在所述至少两个球形或类似球形的元件(4a、4b)中的第二元件上。
2.根据权利要求1所述的构件连接系统，其特征在于，所述连接元件(4)具有恰好两个相互连接的球(4a、4b)或者通过恰好两个相互连接的球(4a、4b)构成。
3.根据权利要求2所述的构件连接系统，其特征在于，所述两个球相互材料锁合地连接。
4.根据权利要求2或3之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述两个球(4a、4b)相互焊接。
5.根据权利要求1至4之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述第一和/或第二构件(2、3)的夹紧元件(2c、2c’、3c、3c’)中的至少一个、尤其每个夹紧元件(2c、2c’、3c、3c’)在位于球形或类似球形的元件(4a、4b)的赤道平面(5a、5b)之间的区域内的区域中从外部贴靠在连接元件(4)上。
6.根据权利要求1至5之一所述的构件连接系统，其特征在于，延伸通过各球形或类似球形的元件的中心的直线相对于第一和/或第二构件在相应通孔的区域中的切平面不是精确垂直的、而是倾斜的。
7.根据权利要求1至6之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述第一构件(2)的所述至少一个夹紧元件(2c、2c’)和/或所述第二构件(3)的所述至少一个夹紧元件(3c、3c’)一体地与所述第一或第二构件(2、3)连接。
8.根据权利要求1至7之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述第一构件(2)的所述至少一个夹紧元件(2c、2c’)和/或所述第二构件的所述至少一个夹紧元件(3c、3c’)通过所述第一构件(2)或第二构件(3)的翻卷弯曲或翘起弯曲的孔边缘构成。
9.根据权利要求1至8之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述两构件(2、3)除了夹紧连接外持久地牢固地相互连接。
10.根据权利要求1至9之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述两构件(2、3)焊接或螺纹连接或铆接或粘接。
11.根据权利要求1至10之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述两构件(2、3)除了夹紧连接外通过形状锁合的连接结构(7、8)相对彼此对准。
12.根据权利要求1至11之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述第一构件(2)具有凸起(7)并且所述第二构件具有凹部，所述凸起形状锁合地嵌接到所述凹部中，或者反之亦然。
13.根据权利要求1至12之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述两构件(2、3)具有彼此对准的对中孔，对中元件、尤其是对中销插入到所述对中孔中。
14.根据权利要求1至13之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述第一构件(2)的所述至少一个夹紧元件(2c、2c’)与球形的第一元件(4a)焊接和/或所述第二构件(3)的所述至少一个夹紧元件(3c、3c’)与球形的第二元件(4b)焊接。
15.根据权利要求1至14之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述第一构件(2)的所述至少一个夹紧元件(2c、2c’)和/或所述第二构件(3)的所述至少一个夹紧元件(3c、3c’)通过环绕的夹紧凸缘构成。
16.根据权利要求15所述的构件连接系统，其特征在于，所述第一构件(2)的环绕的夹紧凸缘或所述第二构件(3)的环绕的夹紧凸缘通过环绕的焊缝与所属的球形或类似球形的元件(4a、4b)焊接。
17.根据权利要求1至16之一所述的构件连接系统，其特征在于，所述两构件(2、3)在连接元件(4)的区域中相互焊接。
18.用于连接具有通孔的第一构件(2)与具有通孔的第二构件的方法，包括以下步骤：
将所述两构件(2、3)彼此贴靠，使得各所述通孔相互至少部分地重叠，
通过安置具有至少两个球形或类似球形的元件(4a、4b)的连接元件(4)夹紧连接所述两构件(2、3)，使得
所述球形或类似球形的元件中的第一元件(4a)在第一构件(2)的第一侧面(2a)从第一构件(2)的通孔突出，并且
所述球形或类似球形的元件中的第二元件(4b)在第二构件(3)的背对第一构件第一侧面的第一侧面(3a)从第二构件(3)的通孔突出，其中，
从第一构件(2)的孔边缘伸出的夹紧元件(2c、2c’)夹紧地从外部贴靠在所述球形或类似球形的元件中的第一元件(4a)上，并且
从第二构件(3)的孔边缘伸出的夹紧元件(3c、3c’)夹紧地从外部贴靠在球形或类似球形的第二元件(4b)上。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，将所述两构件(2、3)通过连接元件(4)夹紧地相互连接并且相对彼此预固定并且接着持久地牢固地相互连接。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，将所述两构件(2、3)相互靠置，使得各所述通孔相对彼此偏心。
21.根据权利要求18、19或20之一所述的方法，其特征在于，将所述两构件(2、3)直接地或者间接地通过连接元件(4)相互焊接，尤其是通过激光焊接相互焊接。
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