CN107107476A - 将物体结合在一起 - Google Patents

Abstract

一种将第二物体(2)结合到第一物体(1)的方法，所述方法包括以下步骤：‑提供所述第一物体(1)，所述第一物体(1)包括固态的热塑性可液化材料；‑提供所述第二物体(2)，所述第二物体(2)包括具有带底切(5)的接合结构(4,5)的表面部分，由此所述第二物体(2)能够与所述第一物体(1)进行形状配合连接；‑通过工具(7)将所述第二物体(2)按压所述第一物体(1)，所述工具与所述第二物体(2)的耦合输入结构(6)物理接触，此时机械振动被耦合到所述工具(7)中，‑继续按压和将振动耦合到工具(7)中的步骤，直到第一物体(1)的热塑性材料的流动部分液化并且流入第二物体(2)的接合结构，‑使第一物体(1)的热塑性材料再凝固，以通过液化和再凝固的流动部分互相渗透接合结构(4,5)产生在第一物体(1)与第二物体(2)之间的形状配合连接。

Description

将物体结合在一起

技术领域

本发明涉及机械工程和构造领域，尤其是机械构造如汽车工程、飞行器构造、造船、机器构造、玩具构造等。

背景技术

在汽车、航空和其它行业，倾向于抛弃钢结构而使用轻质材料如铝或镁金属片或聚合物，如碳纤维增强聚合物或玻璃纤维增强聚合物或没有加强材料的聚合物，例如聚酯、聚碳酸酯等。

这些新材料在结合这些材料的元件、特别是在将平坦物体结合到另一个物体方面引起了新的挑战。

为了应对这些挑战，汽车、航空和其它行业已经开始大量使用粘合剂结合。粘合剂结合可以轻而坚固，但是存在不能长期控制可靠性的缺点，因为几乎不可能在没有完全破坏该结合的情况下检测到例如由于脆化的粘合剂而导致的弱化的粘合剂结合，。

FR1519111教导了一种通过向热塑性体施加高频振动来移位热塑性物质并使其在固定元件的内腔中流动以将螺钉或类似的固定元件紧固到热塑性体的方法。US5,271,785、FR2,112,523、US3,184,353、US3,654,688和GB1,180,383教导了将金属体固定到热塑性体上，即通过使金属体和热塑性体接触并使金属体受到机械振动，直到热塑性体的热塑性材料液化，金属体基本上完全包裹在热塑性体中，并且热塑性材料流动进入金属体的凹部中。所有这些方法仅适用于将金属部件锚固在深的热塑性物体中，并且所需的能量输入和对待连接的部件的相应影响是相当大的。

US2010/0079910教导了制造具有塑料壳体部件和金属壳体部件的电子装置，其中塑料壳体部件通过超声波结合附接到金属壳体部件。US2010/0079910所教导的概念的应用是受限的。

现有技术方法的其它概念包括将热塑性本体成形为包括凸缘状突出部，紧固元件(如螺母)被按压到该凸缘状突出部中。然而，这个概念具有更复杂的缺点，因为成形塑料部件可能具有简单的例如具有凸缘的片状形式，取决于应用这需要具有精确限定的定位，这可能会大大增加制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种将两个物体结合在一起的方法，该方法克服现有技术方法的缺点，并且特别适用于将第二物体结合到聚合物基材料的第一物体上。另一个目的是提供用于实施该方法的设备。

根据本发明的一个方面，一种将第二物体结合到第一物体的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供第一物体，该第一物体包括处于固态的热塑性可液化材料；

-提供第二物体，该第二物体包括具有带底切的接合结构的表面部分，和/或其中第二物体，如下文所述地表面部分能够变形以包括带底切的这种接合结构，由此第二物体能够与第一物体进行形状配合连接；

-通过工具将第二物体压靠到第一物体，该工具与第二物体的耦合输入结构物理接触，此时机械振动被耦合到该工具中，

-继续按压和将振动耦合到工具中的步骤，直到第一物体的热塑性材料的流动部分液化并且流入第二物体的接合结构，

-使第一物体的热塑性材料再凝固，以通过液化和再凝固的流动部分与接合结构相互渗透的流动部分产生第一与第二物体之间的形状配合连接。

流动部分的液化在此主要由振动的第二物体与第一物体的表面之间的摩擦引起，该摩擦使第一物体表层发热。

因此，根据本发明的许多实施例的方法的特殊性质也在于在第一与第二物体之间的接触区域中已产生的流动部分可以立即流入第二物体的既有空腔，并且因此受过程中产生热量影响的区域仍然很小，例如基本上限于混合区。

流动部分的流动行为将受到以下事实的影响：由于根据本发明的方法，产生朝向不可液化材料的表面的材料流(即第二物体；汇流)，通过振动和摩擦，连续供给热量至该表面。因此，通常几乎没有热量流走。因此，即使在短的加工时间之后，可以实现热塑性材料进入接合结构的大的渗透深度，流动没有因为与冷部位接触的液化材料的热损失而停止。这与例如在WO98/42988中描述的“木材熔接(Woodwelding)”过程形成对比，在WO98/42988中存在由于液化材料从界面区域流走并且因此将热量输送到已经保持冷的结构中的分流。

第一和第二物体是广义意义上的结构部件(结构件)，例如在机械工程和构造领域(例如汽车工程、飞行器构造、造船、机器构造、玩具构造等)中使用的部件。通常，第一和第二物体都将是人造的、人工的物体，并且至少第一物体将包括人造材料；不排除在第一和/或第二物体中额外使用天然生长(非生物物质)材料，例如木质材料。

第一物体和第二物体的材料可以是均匀的或不均匀的。例如，第一个物体可以具有热塑性材料，另外还包括其它不可液化的材料，和/或第一物体可以具有不同组成的多层热塑性材料。类似地，第二物体可以包括不同材料的不同部分，如下文更详细说明。另外地或作为替代地，在实施例中，可以使第二物体渗透多个物体(第一物体加上至少一个另一物体)，以将多个物体彼此固定，也如下文更详细说明。

耦合输入结构可以是特别是由最近侧面构成的耦合输入面，具有或不具有用于充当工具的单独超声波发生器的引导结构(例如用于工具的相应突出部的引导孔)。在替代实施例中，耦合输入结构可以包括将第二物体直接联接到振动产生装置的耦合件，该振动产生装置然后充当工具。这种耦合可以例如是通过螺纹或卡口耦合或类似。因此，在这些实施例中，第二物体同时是耦合到振动发生装置的超声波发生器。

在其它实施例中，该工具是紧固到振动产生装置的超声波发生器。这种超声波发生器例如在超声波焊接中是已知的。

在另外的实施例中，工具可以是(不同于第一物体的)中间件，超声波发生器被压靠该中间件，并且该中间件的材料在过程中在施加的条件下不会液化。通常，根据本发明的方面的方法排除仅经由第一物体将振动耦合到第二物体中；而是需要第二物体与振动工具之间的物理接触。

热塑性材料的流动部分是热塑性材料的部分，该部分在该过程中并且由于机械振动的影响从而被液化且流动。

第二物体的接合结构是不可液化的材料。如下文更详细说明，该定义包括材料在比第一物体的材料显著更高的温度下是可液化的可能性，例如高至少50°的温度。另外地或作为替代地，该条件可以保持是在第一物体的热塑性材料可流动的温度下，第二物体的材料的粘度比第一物体的热塑性材料的粘度高几个数量级，例如在至少10³和10⁵之间的系数。另外地或作为替代地，包括具有不同液化温度和/或不同玻璃化转变温度的不同可液化基质材料，这也可以通过例如纤维填料的较高填充级别来实现。

接合结构可以包括连续的径向突出部和凹陷(例如肋/凹槽)、开放多孔泡沫状结构、开向远侧的开口，该开口通过朝向近侧加宽至少一个横向方向等限定出底切。限定出相对于轴向方向的底切的任何结构都是合适的。

在包括连续的径向突出部和凹陷(例如围绕第二物体的一部分的外表面或沿着第二物体的内表面)的接合结构中，混合区的深度可以被限定为流动部分从最外面的突出部开始渗透的径向深度。在包括开放多孔结构的接合结构中，混合区的深度可以被限定为热塑性材料的深度从开放多孔结构的表面开始渗入开放多孔结构的深度，该深度是垂直于开放多孔结构的表面测量的。类似地，在包括开向远侧的开口的接合结构中，混合区的深度可以被限定为热塑性材料从朝向远侧的表面开始渗入的深度。

特别地，在实施例中，第二物体的机械振动传递部件由在整个过程中保持低于其玻璃化转变温度的金属和/或其它硬质材料(玻璃、陶瓷等)和/或热固性塑料和/或热塑性塑料组成。

在特殊组实施例中，第二物体包括第二热塑性材料，其液化温度明显高于第一物体的热塑性材料的液化温度。然后，在使第一物体的热塑性材料的流动部分液化的步骤之后，第二物体可以被压靠到支撑件或第一物体的不可液化部分上，同时将振动连续地耦合到第二物体中(具有与初始相同或更高或甚至更低的强度)，直到第二热塑性材料的第二流动部分被液化并导致第二物体变形。特别地，进一步的方法步骤可以如WO2015/117253中所描述的进行，其通过引用并入本文，直到产生第二物体的脚部和/或头部，以便通过附加铆钉效应将第一和第二物体结合在一起。

虽然该特殊组实施例的实施例包括在结合过程之后穿过第一个物体到达远侧的第二个物体，但是在替代的一组实施例中，远侧是保持完整无损的，即，包括第一和第二物体的部分的混合区未到达远侧。

在实施例中，通过向第二物体提供锚固部分而以深度有效的方式锚固第二物体，其中该锚固部分沿锚固轴线延伸，可选地提供布置在第二物体的外周表面上和/或沿着第二物体的轴向延伸部分的内表面布置的结构件。

在实施例中，特别是第二物体渗透进入第一物体的渗透深度，即渗透进入第一物体的第二物体的那些部分的轴向延伸，大于(例如明显大于)混合区的深度，即在结合过程之后存在第一和第二物体的两部分的区域。换句话说，在包括深度有效锚固的这些实施例中，在至少一个横向尺寸上以及通常在两个横向尺寸上渗透进入第一物体的第二物体的一部分的宽度小于第二物体渗透进入第一物体的渗透深度。混合区的深度接着被限定为外周表面上的结构元件的特征深度，即垂直于锚固轴线测量的深度。

另外或替代包括深度有效锚固地，一组实施例包括具有多个结构元件的结合表面，所述多个结构元件彼此横向间隔开和/或可能形成延伸的例如圆周的槽，该结合表面符合第一物体的表面部分。例如，如果第一物体是平面的，则结构元件将沿着平面延伸。

实施例，例如包括深度有效锚固的实施例，可以包括在按压步骤之前在第一物体中提供孔，并且在按压步骤中，将第二物体的一部分压入孔中。在此，孔直径优选被选择为小于压入该孔中的部分的外径。这样的孔可以是盲孔或通孔。也可以锚固在诸如凹槽等的其它凹陷中。

在第二物体相当薄、例如是热塑性片的实施例中，通孔也可能是有利的。将第二物体结合到第一物体的方法接着可以包括用第二物体来内衬通孔，例如为了将另外的物体紧固其上的目的，以用作导孔、用作仅在预定条件下可交叉的屏障(如隔垫的情况或具有可拆卸盖或类似物的第二物体的情况)或具有其它目的。在该特殊类别的实施例中，第一物体的厚度可以对应于相互渗透深度(混合区的深度)的2-40倍或2-20倍，特别是在3倍到10倍之间。

根据另一组实施例，以“平面结合”或“平坦结合”的方式进行结合，其具有相当小的渗透深度。该组实施例可能特别适合于将第二物体结合到相对薄的或对损伤敏感的第一物体上，或者具有以下高要求的第一物体上：使除第二物体结合的表面外的其它表面完整无损。

在该组实施例中，第二物体包括用于液化材料流入的多个结构件，其中多个结构件彼此横向隔开，即沿着平面延伸，该平面在锚固过程中平行于第一物体的表面平面，或者根据情况可以沿第一物体的另一个非平面表面延伸。特别地，第一和第二物体之间的结合可以是平面结合，其中第一和第二物体之间的界面区域基本上平行于第一物体的表面平面，并且至少在一个尺寸上，优选在两个平面内的尺寸上明显大于渗透深度，例如大于至少2倍或3倍、至少5倍或至少10倍。在此，该渗透深度可以等于混合区的深度或者可以小于混合区的深度。

包括与混合区的深度相比具有小的渗透深度的结合的实施例，还可以包括将第二物体结合到第一物体的非平面的表面部分。例如，第一物体可以具有一定的面向近侧的表面轮廓，并且第二物体可以具有符合该轮廓的整体形状，或者可变形来这样做。

替代地，第一物体可以具有埋头孔或开口或沿着其周边设置有另一结构的开口，其中第二物体具有相应地适合的(例如，如果开口是埋头孔，则是圆锥形的)形状。在第一物体相当薄并且对远侧表面有要求的实施例中，第二物体的结构元件可以在这种实施例中适应于深度。特别地，结构元件的相对尺寸可以朝向远侧减小，使得它们容纳可流动材料的能力朝向远侧减小，并且热冲击也相应如此。

在实施例中，设计标准是液化材料能够流入的结构元件(例如凹陷或孔)的体积大于移位体积。这导致本发明的实施例的标准，根据该标准，沿着包括接合结构的表面部分，孔隙率在一定深度上至少为50％。这里的孔隙率定义为从外部凸包测量到一定深度(对应于在轴向上测量的混合区的深度)的空的空间占总体积的部分；它也可能适用于不一定被视为“孔”的宏观结构。如果满足这个可选的设计标准，则不必将体积移位到表面或侧面或类似物上。

更一般地，在实施例中，该方法可以包括使流动部分流入凹陷和/或孔，并防止流动部分流向第二物体的侧向区域。

为此，视情况，除了提供满足上述条件的凹陷/孔体积之外，该方法还可以包括将(非振动)保持装置压靠在第二物体附近的第一物体的近侧表面上，例如围绕第一和第二物体之间的界面。这种保持装置可以防止在第二物体被锚固在第一物体中的位置周围的凸起等。

在这组“平面结合”或其它“平坦结合”锚固的实施例中，除了腔(凹陷/孔)之外，第二个物体包括可以例如用作能量导向件的远侧突出结构。特别地，这样的远侧突出结构可以具有带有朝向远侧渐缩部分的形状，例如终止于尖部或边缘或圆形远端。在这种情况下，远侧突出结构和容纳流动部分的腔之间的横向距离可能是最小的。特别地，可以避免这种远侧突出结构和腔之间的任何间隔，使得第二物体在远侧表面处的整体形状在远侧突出部和腔之间起伏。

在上文所述的所有组的实施例中，包括相对于轴向(近远)方向的底切并且从而使得形状配合连接成为可能的接合结构是第二物体的预制性能。

另外地或替代地，第二物体可以包括可变形部分，并且该方法可以包括在将第二物体压靠至第一物体的过程中形成用于形状配合连接的结构，同时机械振动被耦合到第二物体。

例如，第二物体可以包括多个可变形的腿部或可变形的凸缘，该可变形的凸缘作为可变形结构在大体轴向方向上延伸。在该过程中，该可变形结构远离轴向弯曲，使得在再凝固后形成底切。

使用这种变形原则的实施例可能具有的优点在于，有效锚固区域可由于变形而大于由第二物体渗透的第一物体的表面区域部分，即与没有变形的实施例相比，区域可能增大。

另一个可能的优点在于，例如轻质可变形材料可以用于可变形部分。特别地，可以使用可在该过程发生的温度下变形，但是在室温(或更一般地，组件将被使用的温度)下显示出明显刚度的材料。例如，可变形部分可以是热塑性材料，其玻璃化转变温度明显高于形成流动部分的第一物体热塑性材料的玻璃化转变温度。

在具有这种原则的具体实施例中，PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)被用作为第一物体热塑性材料，该材料在约180℃的温度下变得可流动，并且PEEK被用作为第二物体的包括可变形部分的那部分的材料。PEEK在180℃下不是液体/可流动的，但180℃高于其玻璃化转变温度(约140℃)。

更一般地，在可变形部分包括热塑性材料的实施例中，如果可变形部分的玻璃化转变温度在第一物体热塑性材料的玻璃化转变温度和热塑性材料变得充分可流动的温度之间可能是有利的。

在本文中，液化温度或热塑性材料变得可流动的温度被认为是结晶聚合物的熔融温度，而对于非晶态热塑性塑料，有时将高于玻璃化转变温度的非晶态热塑性塑料变得充分可流动的温度称为“流动温度”(有时被定义为可能进行挤出的最低温度)，例如粘度降至低于10⁴pa*s的温度(在实施例中，特别是基本上不含纤维增强的聚合物，低于10³pa*s)。

为了施加对按压力的反作用力，第一物体可以抵靠支撑件例如非振动的支撑件放置。根据第一选择，这样的支撑件可以与第一物体被压靠到的部位对面对的支承表面，即部位的远侧。该第一选择可能是有利的，因为即使第一物体本身不具有足够的稳定性来承受按压力，也可以进行结合，而没有实质的变形甚至缺陷。

在包括在将第二物体压靠至第一物体的过程中使第二物体变形的实施例中，支撑件可以包括辅助变形过程的成形特征。例如，支撑件可以被成形为具有成形突出部或成形凹陷，以分别引起可变形结构的向外弯曲或向内弯曲。

还有可能的是，该方法使用第一物体的热塑性材料上的支撑件的冷却效果，由此第一物体的热塑性材料保持在较冷的温度，因此在朝支撑件的界面处保持更坚固。因此，可变形结构将变形，从而不会太靠近支撑件的界面。

根据第二选择，可例如通过沿侧面或类似物保持第一物体而露出第一物体的远侧。该第二选择具有如下优点：远侧表面将不受载，并且如果第二物体没有到达远侧，则远侧表面将保持不受影响。

在实施例中，第一物体靠着支撑件放置，而在支撑件和第一物体之间没有弹性或屈服元件，使得支撑件刚性地支撑第一物体。

在一组实施例中，第二物体包括内部部分和外部部分，其间具有间隙。然后，第二物体的接合结构可以包括内部部分的外部结构和/或外部部分的内部结构和/或外部部分的外部结构，并且引起流动部分流动的步骤包括使流动进入该间隙。

根据选择，内部部分和外部部分可以一起成为一体件。

在一组实施例中，第二物体包括第一材料的第一部分和第二材料的第二部分。这组实施例例如有可能节省成本，如果第一部分包括临界部段(例如用于将另一元件连接到第一和第二物体的组装件的螺纹或其它结构)，其由高质量建筑材料制成，例如不锈钢、钛、铝、铜等，而第二部分可以包括较低成本的材料，并且主要用于相对于第一物体稳定第二物体。

特别地，如果第二物体包括内部部分和外部部分，则内部部分可以是第一材料，而外部部分可以是第二材料。因此，通过将流动部分流入间隙，除了结合到第一物体之外，第二物体本身也被稳定。

包括第一材料的第一部分和第二材料的第二部分的实施例可以例如包括具有可变形部分的上述组的实施例。在这些实施例中，可变形部分例如可属于第二材料的第二部分，并且用于将另外的物体安装到第一物体或用于其它功能的安装结构可以是其它的不可变形的材料，例如硬质合金。

具有第一和第二材料的实施例的另一个优点(除了可选地包括具有上述优点的可变形部分之外)是它们提供使用轻质和/或低成本材料用于第二物体的耗尽许多空间(例如，在上述意义上产生足够大的区域)的那些部分的可能性，同时保持具有足够稳定/刚性的功能件的可能性，该功能件例如具有由第一部分构成的螺纹或其它功能结构。

如果第二材料本身能够变形并且可能能够在第一物体材料的液化温度以上的温度下流动，则该方法可具有另外的优点，即第一和第二部分可以任选地在现场组装，如果它们最初没有彼此连接或只是松散连接。例如，第二材料可以相对于第一材料流动以例如以形状配合的方式使第一部分的一部分嵌入。

在一组实施例中，第二物体可以构成用于将另外的物体安装到第一物体的安装件(安装支柱、安装插头等)。特别地，上述种类的内部部分可以包括诸如螺纹或卡口装配结构或引导衬套或卡扣结构等的安装结构。外部部分可以用作用于紧固安装结构的紧固凸缘。与现有技术的紧固凸缘相比，该方法具有很大的优点：

-代替提供紧固凸缘并将紧固元件安装到紧固凸缘的两个单独步骤，整个结构可以在一个单一步骤中被附接。

-安装件的定位可以可选地直接在另外完成的第一物体上进行，例如在后者已经相对于其它部分放置之后和/或例如在另外的物体的存在时进行。因此，在第一物体本身的制造期间，不需要精确的对准步骤。因此，相对于最终产品的定位的精度可能会急剧增加。

-由于根据本发明的方法，安装结构的锚固在第一物体相当薄的情况下和/或第一物体的另一个远侧表面需要保持不受影响的情况下也是有效的。这与上述现有技术的方法形成对比，其中包括将金属体(螺纹衬套等)插入热塑性物体中。

特别是，在实施例中，第二物体包括近侧主体，并且在其远侧处具有在按压步骤中被压入第一物体中的多个远侧延伸部。特别地，远侧延伸部可以包括至少一个外部延伸部和至少一个内部延伸部。

例如，近侧主体可包括上述第二材料上的一部分，并且在其中嵌入第一材料的一部分，在使热塑性材料再凝固的步骤之后第一材料的该部分也可以从近侧接近，并且可以具有安装结构。第一材料的该部分可以向远侧延伸以形成至少一个远侧延伸部(例如中心突出部)或者可以限制在近侧。

在一组实施例中，第一物体是平坦物体如聚合物板，例如聚合物盖。

第二物体与第一物体之间的结合可以具有两个物体之间的结合的任何目的。例如，在汽车或航空工业中，该结合可以是塑料的结构元件(第一物体)和金属或复合材料结构元件之间的结合。

在一组实施例中，第二物体可以是第一物体中的用于将另外的元件紧固到其上的锚固件。

在另一组实施例中，第二物体可以是通过本文所述的方法将另外的第三物体结合到第一物体的连接件。因此，这些实施例涉及：

一种通过将第二物体结合到第一物体并由此将第三物体固定到第一物体而将第三物体连接到第一物体的方法，该方法包括以下步骤：

-提供第一物体，第一物体包括固态的热塑性液化材料；

-提供第三物体；

-提供第二物体，第二物体包括表面部分，所述表面部分具有带底切的接合结构和/或能够被变形以包括带底切的这种接合结构，由此第二物体能够形成与第一个物体的形状配合连接；

-相对于第一物体排列第三物体，

-通过工具将第二物体压靠在第一物体上，该工具与第二物体的耦合输入结构物理接触，同时机械振动被耦合到该工具中，

-继续按压和将振动耦合到工具中的步骤，直到第一物体的热塑性材料的流动部分液化并流入第二物体的接合结构，

-使第一物体的热塑性材料再凝固，以通过液化和再凝固的流动部分与接合结构相互渗透以产生第一和第二物体之间的形状配合连接，

-其中执行将所述第二物体压靠所述第一物体的步骤，直到所述第二物体与所述第三物体物理接触并将所述第三物体固定到所述第一物体。

特别地，在相对于第一物体布置第三物体的步骤中，第三物体可以放置在第一物体的近侧，并且在布置的步骤之后，可以使第二物体渗透第三物体直到其远侧部分到达第一物体以使第二物体被压靠在第一物体上。

例如，为此，第三物体可以是可液化的热塑性材料或者其它可渗透的材料，以使第二物体渗透穿过第三物体直到其远侧部分到达第一物体。

此外，除了与第一物体的连接之外，还可能以与第三物体形成形状配合连接的方式来布置第二物体的接合结构。

另外地或替代地，第三物体可以包括孔，第三物体的远侧部分通过该孔被引导到达第一物体。

为了将第三物体固定在第一物体上，第二物体可以包括头部或者桥部，该头部或者桥部靠在第三物体的面向近侧的表面部分上，而第二物体的远侧部分被锚固在第一物体中。

另外地或替代地，如果第三物体包括热塑性材料，除了与接合结构相互渗透的第一物体的材料之外，第二物体和第三物体之间的形状配合连接还可以由第三物体的材料渗透进入第二物体的结构造成。

另外或替代地，第三物体的热塑性材料可以通过第二物体被压入第三物体和第一物体的组装件的作用而被焊接到第一物体的热塑性材料上，或者第三物体的热塑性材料可以以不混合的方式与第一物体的可流动材料互相渗透以在再凝固之后产生机械和/或粘合连接。

甚至可以选择使结合到第一物体上的第三物体的材料包括弹性体材料或其它材料，即使这样的材料不可液化，并且即使没有预先制造的开口。特别地，第二物体的切割部分可以刺穿第三物体的一部分，直到与其远侧放置的第一物体接触。

以这种方式(将不可熔或可熔化的软材料结合到热塑性第一物体上)，硬质和软质材料(例如不能在硬/软注射成型中一起加工)之间的连接变得可能。一个例子是将阻尼垫(第三物体)与诸如热塑性片材的热塑性第一物体的结合。

在一组实施例中，第二物体在表面处包括在按压和振动期间与第一物体直接接触的结构，其作为能量导向件，例如边缘或尖部。对于超声波焊接以及WO98/42988或WO2008/080 238中描述的“木材熔接(Woodwelding)”工艺而言，能量导向件是已知的，它们通常存在于待液化的材料的物体上。然而，本发明的实施例通过在不液化但通过液化材料相互穿透的材料上提供能量导向件来反转这一点。

本发明还涉及一种用于在本文中描述的方法中用于固定至包括热塑性材料的第一物体的连接元件。更具体地，参考该方法描述和/或要求保护的第二物体的任何性能可以是连接元件的性能，反之亦然。

在本文中，表述“能够例如通过机械振动使其流动的热塑性材料”或简称“可液化的热塑性材料”或“可液化材料”或“热塑性材料”被用于描述包括至少一种热塑性组分的材料，当加热时，特别是当通过摩擦加热时，即当布置在彼此相互接触并相对于彼此振动地移动的一对表面(接触面)中的其中一个表面时，该材料变成液体(可流动的)，其中振动的频率具有上文所述的特性。在某些情况下，例如如果第一物体本身必须携带大量的负载，那么材料的弹性系数大于0.5GPa可能是有利的。在其它实施例中，弹性系数可以低于该值，因为第一物体热塑性材料的振动传导性能在该过程中不起作用，因为机械振动通过工具直接传递到第二物体。

热塑性材料在汽车和航空工业中是众所周知的。为了根据本发明的方法，可以使用特别适用于这些行业中已知的热塑性材料。

适用于根据本发明的方法的热塑性材料在室温下(或在该方法进行的温度下)是固体的。它优选地包括聚合相(特别是基于C、P、S或Si链)，其从固体转化为液体或在临界温度范围以上是可流动的，例如通过熔融，并且当再次冷却到临界温度范围之下时，例如通过结晶，其中固相的粘度比液相高几个数量级(至少三个数量级)。热塑性材料通常将包括不交联共价地或交联的聚合物组分，在加热至或高于熔融温度范围时交联结合可逆地开启。聚合物材料还可以包括填料，例如纤维或材料颗粒，其不具有热塑性能或具有包括显着高于碱性聚合物的熔融温度范围的熔融温度范围的热塑性能。

在本文中，通常“非液化”材料是在过程中达到的温度下不会液化的材料，特别是在第一物体的热塑性材料液化的温度下。这并不排除非液化材料能够在过程中未达到的温度下能够液化的可能性，通常该未达到的温度高于热塑性材料的液化温度或在过程中热塑性材料被液化的温度(例如至少80℃)。液化温度是结晶聚合物的熔融温度。对于非晶态热塑性塑料，液化温度(本文中也称为“熔融温度”)是高于玻璃化转变温度的温度，在该温度下，其变得充分可流动，有时称为“流动温度”(有时称为最低温度，挤出该温度下是可能的)，例如，热塑性材料的粘度降至低于10⁴Pa*s(在实施例中，特别是基本上不含纤维增强的聚合物，低于10³Pa*s)的温度。

例如，非液化材料可以是金属例如铝或钢，或木材，或硬塑料，例如增强或不增强的热固性聚合物，或具有熔融温度(和/或玻璃化转变温度)显着高于可液化部分的熔融温度/玻璃化转变温度的增强或不增强的热塑性塑料，例如熔融温度和/或玻璃化转变温度高至少50℃或80℃。

热塑性材料的具体实施例是：聚醚酮(PEEK)，聚酯，例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚醚酰亚胺，聚酰胺，例如聚酰胺12，聚酰胺11，聚酰胺6或聚酰胺66，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚甲醛或聚碳酸酯聚氨酯，聚碳酸酯或聚酯碳酸酯，或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈(ASA)，苯乙烯-丙烯腈，聚氯乙烯，聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯或共聚物或这些的混合物。

在其中第一和第二物体都包括热塑性材料的实施例中，这样选择材料使得第二物体材料的熔融温度显著高于第一物体材料的熔融温度，例如高至少50°。合适的材料配对例如是用于第一物体的聚碳酸酯或PBT，以及用于第二物体的PEEK。

除了热塑性聚合物之外，热塑性材料还可以包含合适的填料，例如增强纤维，例如玻璃和/或碳纤维。纤维可以是短纤维。长纤维或连续纤维可以特别用于在过程中不液化的第一和/或第二物体的部分。

纤维材料(如果有)可以是已知的用于纤维增强的材料，特别是碳、玻璃、凯夫拉、陶瓷等、莫来石、碳化硅或氮化硅、高强度聚乙烯(Dyneema)等。

不具有纤维形状的其它填料也是可能的，例如粉末颗粒。

适用于根据本发明的方法的机械振动或振荡优选地具有2至200kHz(甚至更优选10至100kHz，或20至40kHz)之间的频率，并且每平方毫米的活性表面0.2至20W的振动能量。振动工具(例如超声波发生器)例如被设计成使得其接触面主要在工具轴线(纵向振动)的方向上振荡，并且振幅在1和100μm之间，优选地在30至60μm的范围内。这种优选的振动是例如由比如超声波焊接已知的超声波装置产生的。

在本文中，术语“近侧”和“远侧”用于表示方向和位置，即“近侧”是操作者或机器应用机械振动以结合的那侧，而远侧是相反侧。在本文中，近侧的连接件的扩展部被称为“头部”，而在远侧的扩展部是“脚部”。“轴”是在按压步骤中沿其施加压力的近远锚固轴线。在许多实施例中，机械振动是相对于轴线的纵向振动。

附图说明

以下，参照附图描述实施本发明的方式和实施例。这些附图是示意性的。在附图中，相同的附图标记表示相同或类似的元件。除非另有说明，附图示出了沿着平行于锚定轴的平面的横截面(“垂直”横截面)的视图。附图显示了：

图1a-1d示出了根据本发明的第一实施例的结合过程；

图2是与第一实施例的过程类似的用于结合工程的替代配置；

图3a和3b是具有替代的第二物体的结合过程；

图4a是从第二物体远侧观看的视图；

图4b是类似于图4a的第二物体的横截面；

图4c示出了图4b的第二物体锚固在第一个物体中；

图4d是第二物体的另一变型；

图5a和5b是具有替代的第一和第二物体的结合过程；

图6a-6d是根据又一个实施例的结合过程；

图7a是用于图6a-6d的过程的混合第二物体；

图7b是另一混合第二物体的局部横截面；

图7c是过程之后图7c的第二物体的又一个局部横截面；

图7d是另一种混合的第二物体，可用于没有任何脚部形成的结合过程；

图8和9是第二物体的另外的实施例；

图10是具有替代的第二物体的另一结合过程；

图11-16是用于将第二物体结合到平坦的第一物体的另外的实施例；

图17a-17b是具有可变形部分的第一物体与第一物体的结合过程；

图18-20是这种过程的变型；

图21a和21b示出通过第二物体将第三物体结合到第一物体；

图22和23是用于这种结合过程的替代的第二物体；

图24a和24b是用于形成又一个第二物体的半成品的俯视图，以及通过其形成的第二物体的截面图；

图25和26是又一个另外的第二个物体的视图；

图27是穿过另外的第二物体的示意性水平截面；

图28是这种第二物体的帽元件的仰视图；

图29a和29b是将泡沫材料结合到热塑性第一物体上的过程；

图30是用于将第二物体结合到第一物体的另外的布置；

图31是第二物体的变型；

图32是将第二物体结合到第一物体的更进一步的过程；

图33、34和35是该过程的变型；

图36是用于结合到第一物体的其它第二物体；和

图37是用于结合到第一物体的另外的第二物体。

具体实施方式

图1a描绘了本发明的实施例的基本设置。第一物体1由热塑性材料组成，例如致密的或发泡的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，或聚碳酸酯或丙烯腈丁二烯苯乙烯或任何其它在室温下为固体的热塑性聚合物并且例如具有小于250℃的熔融温度。

第二物体例如是金属或塑料(热固性或热塑性)。如果第二物体是可液化的，其液化温度使得其在第一热塑性材料可流动的温度下不可流动。例如，第二物体材料的熔融温度比第一材料的熔融温度高至少50℃或至少80℃。

第二物体具有能够在第一物体流动之后与第一物体的材料进行形状配合连接的结构。更具体地，第二物体具有相对于轴向(轴线10)带有底切的表面部分。例如，表面结构包括在非轴向方向上延伸的至少一个肋4或至少一个隆起。在所描绘的实施例中，第二物体被假设为围绕轴线10旋转对称，并且包括在其间形成有槽5的多个周向肋4。

在远端，第二物体具有尖部3，并且在近侧处，头部6形成用于机械振动的面向近侧的耦合面。

超声波发生器7用于将第二物体压靠至第一物体，同时将机械振动耦合入第二物体。如图1b所示，第一物体的材料的液化从尖部3的界面开始。将第二物体持续按压入第一物体将导致第二物体相对于第一物体在空心箭头的方向上移动。出现第一物体的已液化的热塑性材料的流动11。

图1c显示了过程结束时的配置。因为第一物体只在第二物体的表面附近被液化，而将在其它地方保持固态并因此显示出一定的刚度，已液化的材料不能任意扩散，将第二物体按压入第一物体将在第一物体上产生一定的流体静压力，并且这将导致流动11立即填充诸如槽5的底切结构。

在振动停止之后，已液化的热塑性材料将再次凝固，使第二物体牢固地锚固在第一物体中(图1d)。

图1d还示出了渗透深度d_p和混合区的深度d_i(相互渗透深度)，后者是流动部分从第二物体的最外表面开始渗入的深度，这里混合区的深度d_i对应于槽5的深度。从图1d可以看出，在具有深度有效锚固的这些实施例中，渗透深度基本上大于混合区的深度。

图1d还示出了渗入第一物体的第二物体的部分的宽度w。显然，该宽度小于渗透深度，这也是深度有效锚固的实施例的另外可能的特征。

在此和在本文中所描述的其它实施例中的第二物体可以具有用作连接件、(螺母、螺栓等的)导孔、衬套、其它连接器等的功能。

在图1a-1d中，假设第二物体2被推动穿过第一物体1的表面(如果在第一物体的顶部放置另外的第三物体，则适用于类似的考虑，如下文更详细讨论，例如参考图21a/21b；图29a/29b，图30)。在该过程中，对应于第二物体的锚固部分(这里：轴，即不带头部6的第二物体)的体积被例如朝向近侧方向被移位和/或引入第二物体导致整个第一物体的轻微变形。

在以下情况下：

-这种移位和/或变形是不期望的并且被保持在最低限度，和/或

-由于第二物体的形状/尺寸和/或第一物体的阻力，难以将第二物体推动穿过第一物体的表面，和/或

-引入期间仅通过超声波发生器和/或外部机构引导第二物体是困难的，

可以选择，在将第二物体压靠至第一物体的步骤之前，提供具有孔20的第一物体。这在图2中又示意性地示出。

对于孔的直径d_h，可以进行以下考虑(不仅对于如图2所示的形状，而且通常对于第二物体的在过程中被压入孔中的那部分)：

-孔的直径d_h应小于第二物体的锚固部分的突出结构(所示实施例中的肋5)的外径d₂。这种原理的例外可以想到是非圆周对称的形状。

-在大多数实施例中，应该这样选择孔的直径d_h，使得孔的体积等于或小于由锚固部分占据的体积。换句话说，应当这样选择这些实施例中的孔直径，使得第一物体热塑性材料的被移位部分的体积大致等于或大于移位体积可以流动进入的结构的体积。然而，特别是在其中接合结构由第二物体的开放多孔结构限定的实施例中，可流动材料克服某些阻力流入其中，这不一定是必须的。

-根据要求和材料性质，孔的直径d_h可以选择为大致对应于锚固部分的较小直径d₁(如果限定的话，这里较小的直径对应于槽的轴向位置处的直径)或小于后者，或大于后者(但不大于外径d₂)。

在本文描述的不同实施例中，远侧尖部3或边缘以及接合结构的肋或其它突出特征的边缘用作用于液化热塑性材料的能量导向件。

本文描述的实施例示出了作为单独的零件的超声波发生器7(或“喇叭”)，其被压靠在第二物体的面向近侧的耦合面上。

然而，特别是在第二物体是金属的实施例中，第二物体可以是直接耦合到振动产生装置的超声波发生器。例如可以设置有近侧螺纹或卡口接合结构或用于紧固到振动产生装置的相应耦合面的类似物。

尽管图1a-2的实施例被假定成具有关于轴线10的旋转对称性，这不是必要条件。相反，甚至有利的是特别提供使锚固部分具有偏离圆周对称性的结构，如下所述。

图3a和3b还示出了其中第二物体2具有内部部分21和外部部分22且其间具有间隙23的实施例。接合结构沿着内部部分的外部表面和/或外部部分的内部表面和/或外部部分的外部表面限定。在所示的实施例中，接合结构(在它们之间限定凹槽的多个周向延伸的肋)仅沿内部部分的外部表面存在。

当第二物体被压入第一物体且第一物体的热塑性材料被液化时，部分已液化的材料流入间隙(如图3b中的流动11)。除了将第二物体锚固在第一物体之外，在完成该过程之后，该材料还将使内部部分和外部部分相对于彼此被稳定。

以下选项适用：

-内部部分和外部部分可以一起成为一体件，或者它们可以由分立件构成，如图3a和3b所示。

ο在后一种情况下，它们可以可选地由不同的材料制成。例如，如果第二物体是用于将某物紧固到第一物体上的紧固件，则内部部分可以是金属，而外部部分可以是较轻的、稍软的材料，例如具有比第一物体材料更高的熔融温度(液化温度)的塑性材料。这包括外部部分的材料是第一物体材料的液化温度高于其玻璃化转变温度的材料的可能性，使得其可变形，该变形有助于锚固，如上所述和在下文中参考图17A-20更详细地解释的。

ο如果内部部分和外部部分是分立件，则它们都可以到达面向近侧的耦合面，或者如所示的实施例中它们中仅一个到达耦合面。在所描绘的实施例中，振动经由外部部分耦合到内部部分。

-类似于图2，在将第二物体压靠至第一物体的步骤之前，可以在第一物体中制造孔。这样的孔可以例如仅用于内部部分。或者，也有可能为第二物体的相应部分制造带有内孔部分和例如圆柱形外孔部分的孔。

-内部部分21和/或外部部分22可以围绕轴线(插入轴线/锚固轴线)旋转对称，或者其结构可能偏离这种对称性。

-图3a和图3b的实施例也可以在第一物体中具有孔，类似于图2所示的孔20。根据之前图2的讨论，孔直径可以选择为适合于芯部21的尺寸。

尽管图3a/3b的实施例中的第一和第二部分21、22被示出为预组装的，通常在两部分不是一体的实施例中，这些部分可以在现场组装，例如通过连接这些部分的第一物体的材料和/或在过程中已经变得可变形的第二部分的材料或通过其它特征。

在图3a/3b中，这些部分在被锚固之前被组装，并且流动部分填充它们之间的间隙23，具有在部分21、22之间产生附加的结合稳定性的作用。

对于内部部分21和外部部分22之间的间隙，应当存在0.1mm的最小宽度以使热塑性材料能够流入。

图4a示出了其中第二物体具有例如钢的金属内部部分21和塑料的外部部分22(例如PEEK)的实施例的视图。图4a的实施例具有可以一起存在但也可以单独或组合地实现的以下特征：

-中心部分具有自远端延伸的管部段(这包括其完全为管状的可能性)。

ο中心部分包括内螺纹26或其它结构。如果管部段延伸到近端，则内螺纹还可以延伸到近端，并且可以在锚固之后用于将另外的物体安装到第二物体。

-内部部分的接合结构不是旋转对称的，而是包括可引导材料流动的轴向通道24。

ο在实施例中，这种轴向通道24比引起形状配合连接的周向槽5更深，以作为材料分配通道。

-外部部分22不是圆形对称的，而是包括远侧终止在边缘或尖部的多个外部轴向突出部。

图4a的实施例是其中第二物体形成近侧体(或头部)29的实施例的例子，其中远侧突出部自其延伸。所示实施例中的远侧突出部由腿状延伸部28(外部突出部)和第一部分21的远侧部分(内部突出部)形成；周向延伸的构造，例如裙状外部突出部也是可能的。

在上述实施例中，通过使第二物体设置有沿着锚固轴线延伸的锚固部分，并且在一些实施例中借助于第一物体中的孔，第二物体以深度有效的方式被锚固。这些实施例可以具有第一物体的已液化的材料可以流入的多个结构元件(例如槽5)，该结构元件彼此轴向间隔开，例如沿轴杆和/或管或类似物布置。

在图4b的变型中，预组装金属内部部分21与塑料外部部分22。为了增加该预组装件的稳定性，内部部分21的结构4向近侧延伸入近侧主体29的区域并被铸入外部部分22的材料。

在将第二物体2结合到第一物体1的过程之后，近侧主体29的有效高度h高于其初始物理轴向延伸，因为热塑性材料的流动部分已经填充了内部部分和外部部分(回流)之间的间隙23(图4c)。如果所示的这样使中心开口向远侧开放，则一定的回流也将发生在内部部分21的中心开口中。如果要防止这种回流，则可以例如通过尖状的端部元件在远侧封闭开口。

如图4c所示的过程后的状态很好地示出了外部部分21如何用作另外的物体的安装件，其中外部部分22代替现有技术的安装凸缘，其中外部部分可以是轻质的、低成本的材料，并且还对连接增加了相当大的机械稳定性，特别是相对于紧固在内部部分21(螺纹26上)的物体上的角运动。

如果需要，如果外部部分设置有由热塑性材料的流动部分嵌入以产生另一个形状配合连接的内部结构(槽或类似物)，则可以提供关于轴向力的额外稳定性。

在图4b和图4c所示的构型中，内部部分21的远侧和外部部分22的突出部28的远端被描绘为延伸到大致相同的轴向深度(底线被示出为处于相等高度)。这不是必要条件。相反，根据要求，通常可以彼此独立地选择由内部部分21形成的内部突出部的轴向延伸和一个/多个外部突出部的轴向延伸。例如，内部部分21可以比外部部分的一个或多个突出部28延伸得更远，或者它可以延伸得不如后者远。

在特定实施例中，它甚至未延伸到由在组装状态下的近侧表面所限定的平面(图4c，到达箭头h的底部的平面)，以使其不被压入第一物体，而是仅嵌入在由于按压力(流动部分的回流)已经朝向近侧流动的可流动热塑性材料中。

图4d还示出了第一(内部)部分221未到达第二物体的远端的变型。相反，塑料材料的第二部分222包括(两个)至少一个远侧突出部28和至少一个内部(中心)远侧突出部27。如前述实施例中，第二物体可以相对于围绕轴线10的旋转圆周对称，或者可以具有分立的多个远侧突出部(如图4a所示)。

相比之下，如果第一物体是平坦的，图5a和5b的实施例也适用于相对于第一物体锚固第二物体。为此，第二物体包括用于已液化的材料流入的多个结构元件，该结构元件彼此横向间隔开，即沿着平面延伸，该平面在锚固期间平行于第一物体的表面平面。至少一些结构元件限定出底切。

具体地说，在图5a和图5b的实施例中，第二物体包括多个凹陷35，其在横截面中具有中心角大于180°的圆形段的形状，从而产生底切。凹陷35可以如槽那样沿着垂直于绘图平面的平面延伸，或者它们可以以其它形状和构造存在。

如图5b所示，按压和将振动耦合到工具中的步骤将导致液化在第一和第二物体之间的界面处表层地开始，此后已液化的热塑性材料将流入凹陷，从而由于底切而在再凝固之后将第二物体紧固至第一物体。

图5b中示意性地示出了本实施例和本发明的其它实施例的另一个可选特征。当第二物体被压靠在第一物体上时，反作用力会作用在第一物体上。在许多实施例中，该反作用力将由其上放置有第二物体的非振动支撑件施加，例如通过工作台或地板或专用支撑件施加。在一些情况下，这种非振动的支撑件将被布置成使得第一物体的处于第二物体正下方的部分(更一般地，使得第一物体的从第一和第二物体之间的界面向远侧延伸的部分)被支撑。但这不一定是必须的。在图5b中，支撑结构41这样位于第二物体的正下方使得不存在对第一物体的支撑，即露出第一物体的远侧。这在第一物体的远侧表面具有明确限定的形状或必须不受结合过程影响的其它性能的情况下可能是有利的。

露出第一物体的自与第二物体的界面处向外侧的远侧表面的特征与参照图5b描述的其它特征无关，即也可以在其它实施例中实现，并且图5a和5b的实施例也可以在远侧表面被支撑的布置中被执行。

在图5a和5b的实施例中，作为平面结合的示例，混合区的深度d_i大于第二物体渗入第一物体的渗透深度d_p。这很好地示出了这些实施例尤其适合于将第二物体结合到平坦的第一物体或不能深度有效锚固的其它物体上的事实。然而，这些实施例也不具有上述粘合剂结合的缺点。

在至少一个横向尺寸上并且通常在两个横向尺寸上的平面结合的实施例中的混合区的结合的宽度w明显大于渗透深度，这是平面结合的另外的可能特征。

关于图6a-6d，还描述了组合的结合过程。假设第二物体2具有与参考图1a-2所述的形状相似的形状，其中锚固部分包括多个突出部和突出部之间的凹陷。第二物体包括热塑性材料，其液化温度明显高于第一物体的液化温度。例如，第二物体可由PEEK制成，而第一物体由PBT或聚碳酸酯制成。

第一物体包括第二物体被锚固在其中的通孔20。

为此，在图6b所示的第一阶段中，第二物体被压靠在第一物体上，同时机械振动被耦合到其中，直到第一物体的热塑性材料开始液化，使得第二物体朝向远侧方向前进，同时第一物体的热塑性材料的流动11进入第二个元件的凹陷5。

在该实施例中，第一物体抵靠放置的支撑件42包括当第一物体紧靠该支撑件时形成空腔44的模具部分。第二物体具有多余的长度，使得在该过程的某个阶段，在头部6的朝向远侧的止挡面紧靠第一物体之前，锚固部分的远端紧靠支撑件42。此后，进一步施加按压力和机械振动并且可能加强，直到第二物体2的热塑性材料也变得可流动(图6c中的流动51)并填充空腔。这将导致第二物体通过另外的铆钉效应(图6d)借助头部6和脚部52被结合到第一物体。

除了有助于锚固之外，第一物体的热塑性材料已经流入第二物体的结构的事实也导致密封效果。

而在图6a-6d的实施例中以及在其它实施例中，假设第一和第二物体基本上是均匀的，这不是必须的。相反，第一和/或第二物体可以是不同材料的混合组成部分。为了说明的目的，图7a描绘了一个实施例，其中第二物体2例如在参照图6a-6d所示过程中被结合到第一物体，该第二物体包括金属部分61和远侧塑料部分62例如PEEK。

在图7b所示的变型中，远侧塑料部分62是以形状配合方式连接到金属部分61的鞘元件。图7c示出了过程之后的情况，塑料部分62的变形部分形成脚部52，如上所述。

具有附加铆钉效应的组合结合过程的实施例也特别适用于将另一物体结合到第一物体上，由第二物体构成的铆钉状连接件将第一和另外的物体彼此固定，如参考其它实施例在下文中更详细地解释。

图7d还示出了具有金属部分61和塑料部分62的混合第二物体2，其也可以适合作为在上述类型的过程中的连接件，例如参考图1a-1d或2。

图8示出了第二物体2的另外的实施例。类似于如图3a和3b两件式的实施例，它包括内部部分21和外部部分22，第一物体的热塑性材料可以在其之间流动。更特别地，内部部分21是轴状的，其具有相对于轴向方向形成底切的外部结构4、5。另外地或替代地，外部部分21具有面向内的结构，例如形成底切的所示槽71。

在所描绘的实施例中，第二物体是形成内部部分21和外部部分22的一体件。在如图4a、4b、4、8中的实施例的间隙23可以被看作是开向包围中心突出部21远侧的开口。

与仅具有一个销状轴的实施例相比，由于内部部分和外部部分之间的相互作用，具有内部部分和外部部分的实施例带来额外的锚固稳定性，特别是如果第一物体的热塑性材料相当软或薄或脆。

在图9的实施例中，第二物体2包括例如固体金属材料的主体73和诸如金属泡沫或金属网的开放多孔材料的相互渗透件74。该相互渗透件被固定到固体金属材料。主体73形成面向近侧的耦合输入面的至少一部分，并且相互渗透件74形成与第一物体接触的表面部分的至少一部分。由于机械振动和按压力的作用，热塑性材料渗透入相互渗透件74，并且由于其开放的多孔结构这形成底切，从而形成接合结构。

图10的实施例是具有面向内的接合结构的实施例的例子。更具体地，第二物体2具有热塑性材料渗透进入的底切凹陷35。外部远侧尖部或边缘3用作能量导向件。由于远侧边缘3向外弯曲，第二物体的外表面75也与底切相对于轴向方向形成了接合结构。图10的实施例是参照图5a和5b描述的原理的例子，其中混合区的深度超过被施加到用于点连接而不是平坦连接的元件的渗透深度。

图11示出平坦连接的替代实施例，其中混合区的深度超过渗透深度。该实施例是优化与第一物体的平坦连接的实施例的例子，其中连接的影响被最小化，例如由于第二物体2未直接附接到的表面部分(远侧表面部分和/或围绕第二物体的面向近侧的表面部分)需要保持一定的质量。类似于图5a/5b结合原理是基于底切凹陷35。在图11的实施例中实现了以下措施：

-第二物体2包括具有远侧边缘或尖部3的突出结构36，其用作能量导向件，并且引起突出结构周围液化的迅速开始。

-突出结构的体积V1小于或等于热塑性材料可以流入的凹陷(参见图12)的体积V2。这里的体积V1、V2(图12中的虚线)之间的分离深度被定义为对应于第二物体被插入到第一物体中的深度，即，该虚线对应于由第一物体的面向近侧的表面限定出的水平。通过这种措施，可以确保对于被突出部分移位的热塑性材料的所有部分，附近有可以流入的空间。因此，该方法具有最小的材料移位和因此最小的热流。

-凹陷和突出部紧邻彼此布置。即，在突出部36和凹陷36之间没有间隔e(图13)，或者这样的间隔是最小的。此外，通过这种措施，材料流动并因此热流最小化。

在图11的实施例中，所示结构可以垂直于绘图平面圆柱形地延伸。或者，凹陷或突出部可以是圆形的或具有在两个侧向尺寸上受限的其它形状，并且被布置为表面的图案形式。例如，第二物体可以具有圆顶形(特别是球形的圆顶形)凹陷的规则布置，每个都由脊形突出部围绕。或者山形突出部可以形成图案，它们之间有槽状的凹陷。还可能进行分段和其它安排。

图11还示出了混合区的深度大于渗透深度，在与第二物体的结合区域中，与物体的实际物理厚度d相比，增大了有效厚度d_eff。

在图11的实施例中，由于尖部或边缘形状的突出部，锚固需要相对较大的深度。在替代配置中，可以进行边缘或尖部的能量导向作用和较小深度的要求之间的折中，例如通过使用如图14所示的圆形突出部36。

其它横截面形状也是可行的，包括如图15所示的更尖锐的形状。根据所选择的制造方法，这种形状可能更易于通过诸如切割或铣削的方法被制造。更一般地，第一物体的制造可以包括材料去除方法以及铸造方法，或者如上所述，使用开放的多孔结构。

与例如图11所示类型的第二物体2相比，对于如图5a或还如图16所示的具有大致平坦的远端面81的第二物体，能量冲击和所需压力更高。这类物体特别适用于锚固在非常薄的第一物体(如有机金属片材料)中。该结合被优化以最大化每穿透深度的强度，而通常第一物体的结合过程的影响高于图11和其它实施例。

在上述实施例中，包括相对于轴向(近远)方向的底切并从而使形成形状配合连接成为可能的接合结构是第二物体的预制性能。在下文中，描述了在该过程中通过变形形成这样形式锁定结构的实施例。

图17a描绘了该原理的基本实施例。第二物体2包括主要部分90和自该主要部分90向远侧延伸的多个可变形的腿部。第二物体的材料可以是这样的，使腿部的塑性变形和/或腿部的弹性变形是可能的。在实施例中，第二物体由金属制成，其中腿部是厚度足够薄的片部分，以便在结合过程中施加的条件下可能进行变形。或者，第二物体可以是具有适当选择含量的增强物的聚合物基材料，或任何其它合适的材料或附聚物。

图17b描绘了锚固在第一物体1中的第二物体2。在机械能的冲击和按压力下插入时的腿91被变形以向外扩展，从而在再凝固之后产生接合结构。

图18示出了组合图3a/b和17a/b的实施例的原理的实施例。除了包括具有可变形部分91(可变形腿部或其它可变形结构)的外部部分22之外，第二物体还包括在所示实施例中不可变形的内部部分。

图18还示出可独立于图18的构型实施的另外两个原理。

首先，实施例中的方法还包括将保持装置93压靠在处于第二物体附近的第一物体的近侧面上，而第二物体结合到第一物体上(在图18中，保持装置仅显示在左手侧，但其也可以完全围绕第二物体)。由此，避免了由将第二物体压入第一物体中引起的凸起等(参考图1b/1c)。

其次，类似于图5、图10、图11等的实施例，该过程可以被执行以引起材料回流到第二物体的内部空间，这里是内部部分和外部部分之间的空间。因此，在该过程中已经流动的热塑性材料的最近部分在初始近端面的近侧。如上所述，该回流增强了有效的锚固深度。在实施例中，所述类型的保持装置90可以协助该过程，因为其在第二物体周围保持压力，从而使得回流在内部空间/空腔内，而不是在其周围。图中所示的数量Δh显出了已流入的材料相对于第二物体周围的近端面的差值，并且该数量Δh也可对应于增大的有效锚固深度。

图19示出了一个实施例的例子，在该实施例中通过超声波发生器7将第一和第二物体的组装件压靠到的支撑件42具有帮助第二物体2的可变形部分变形的成形特征。更特别地，在图19所示的实施例中，支撑件42具有与第一物体1的对应凹陷配合的成形突出部。成形突出部由不可液化并且在该过程中不软化的材料制成。此外，包括突出部46或其它成形特征的支撑件可能可以具有例如由于被主动冷却的冷却作用，使得第一物体材料在与其的界面处保持坚硬。因此，可变形部分在变形过程中被引导以从成形特征中突出，如图19所示。更特别地，引起构成可变形部分的可变形腿部远离成形突出部46向外弯曲。

图20示出了其中成形特征包括成形凹陷44的替代实施例，使得可变形腿部被向内弯曲成图20所示的构造。各种其它替代是可能的。

通常，第二物体可以具有作为待附接到第一物体的另一物体的锚固件的目的，或者它本身是这样的第二物体，在上图中，所示出的第一物体没有出于此目的的任何功能结构，然而任何这样的结构例如紧固结构或其它功能结构是可能的。

在下文中描述了这样的实施例，其中通过将第二物体结合到该另一物体而在该结合过程中将该另一物体(“第三物体”)结合到第一物体。

图21a描绘了基本构型。在将第一物体接合到另一个第三物体的实施例中用作连接件的第二物体2被描绘为与图1a的连接件相似，而没有头部。或者，其它形状的第二物体也是可能的；特别是可以使用本文中描述的适用于深度有效锚固的所有物体、包括具有头部的第二物体。第三物体100被示出为热塑性体，类似于第一物体1。它抵靠第一物体1的近侧面。为了结合，第二物体2被驱动通过第三物体100和第一物体两者以被锚固在第一和第三物体两者中，如图21b所示。

第三物体可以包括能够焊接到第一物体1的热塑性材料的热塑性材料。例如，它可以是具有相同聚合物基体的热塑性材料。在第二物体周围的区域中，由于在该过程中引起的液化，可能导致焊接，如圆圈101所示。更一般地，该过程中的第三物体的材料被压入第一物体，以在再凝固之后有助于连接。如果因为第一和第三物体的材料不能在液态下混合而不能焊接，则仍能保持。

另外地或作为被驱动通过第三物体的材料的替代方案，第二物体(连接件)也可以被驱动通过第三物体的预制开口，以使其远侧部分被锚固在第一物体中。这样的预制开口可以具有允许第二物体基本上没有阻力地穿过的直径(参见下文描述的实施例)，或者在那里可以遇到相当大的阻力以使机械能被吸收。

图22示出了第二物体2的变型。该变型与先前描述的实施例不同之处在于它具有由面向远侧的凹部111引起的压缩结构。该部分将使第三物体100的热塑性材料被压入第一物体1中，从而产生更明显的混合以及，如果可适用的话，在第三物体和第一物体的材料之间产生焊接。

图23示出了适于作为所述意义上的连接件的第二物体2的另一例子。特别地，根据图23的第二物体2特别容易制造并且可以作为低成本制品生产。更具体地，第二物体包括例如金属的片部分。片部分形成具有倒钩113的多个腿部112，所有腿部从桥部114延伸并与之成一体。第二物体可以仅通过弯曲腿部远离桥部114并且弯曲腿部112以具有倒钩113来由冲压金属片制成。

类似地，图24a和24b的实施例具有头部114(或桥部)，其具有从其延伸出的多个腿部。图24a示出了作为中间件的冲压金属片，并且图24b示出了通过弯曲使该中间件变形而获得的第二物体2。腿部可以设置有珠缘或槽(与图23相同)，以获得额外的稳定性。

在该实施例中，代替倒钩，腿部112具有远侧箭头部分115。组合也是可能的。

进一步地，不依赖于腿部的可选特征由中心孔116构成，该中心孔116可以用于在组装过程期间导向，例如与凸缘117一起。这种孔和/或凸缘的其它用途是可能的，包括将另一物体紧固到第二物体上。

图25示出了由多孔金属中空圆柱121形成的第二物体。金属圆柱的穿孔122可以在过程中被热塑性材料相互渗透，从而确保形状配合锚固。为了最小化近侧加热，穿孔的体积部分可有利地接近于或高于50％。

图26的第二物体包括也形成中空圆柱的金属网125。其功能原理类似于中空圆柱的功能原理，其中网用于热塑性材料的相互渗透。

代替形成中空圆柱，穿孔金属板或网可以形成用于构成所述类型的连接件的其它形状。图27非常示意性地示出了作为选项的螺旋形状。

除了圆柱形(图25和26)以及其中材料是稳定的螺旋形的另外选择是波形的，例如沿着长度尺寸延伸。这种波的振幅可以是片或网的厚度的至少5-10倍。

更进一步的变型是方形(垂直于轴向的横截面)或其它具有弯曲或屈曲的封闭或开放形状。

具有参考图22-27以及下文参考图37所述的结构的第二物体可通常非常薄，因此对屈曲敏感。为此，根据应用，近侧连接件结构可有利于提供稳定性。

图28示出了具有槽142的帽141，其用作具有螺旋形金属片或网的第二物体2的近侧桥部，以在过程期间给予第二物体额外的机械稳定性。

具有参考图22-28以及下文参考图37所述的薄结构的第二物体也适用于以相当小的能量输入固定在较相对薄的第一物体中。由于它们的薄度被移位的体积非常小，并且熔融区将是非常局部的。这样可以最小化总的压力和总的能量输入。

作为参考图22-28所述类型的连接件的第二物体2可以特别适用于通过本文所述过程以钉状或销状方式将第一和第三物体紧固在一起。在本文中，第一和第三物体关于近远锚固轴线相对于彼此布置的方式可以是变化的，特别地，代替相反的方式，也可能将连接件按压通过第一物体进入第三物体。

图29a和29b示出了使用连接件将第三物体100连接到第一物体1的原理的特别的应用。假设第二物体具有帽状形状，其具有从主体132向远侧延伸的周向突出部段131。

在该特殊实例中，第三物体100包括通过第二物体2的插入被压缩的泡沫(压缩部分102)。可选地，第二物体可以包括松弛开口133或允许压缩材料在泡沫具有热塑性(不是必需的)的情况下流走的其它形状特征。图29b示出了相应的流出部分103。

虽然图29a和29b示出了泡沫材料的第三物体的紧固，但类似地，可以通过这种方法来紧固其它材料的第三物体，例如能够被第二物体的远侧结构或者具有用于这些结构的预制孔的物体穿透的软和/或弹性材料。

在图30的实施例中，第三物体100设置有孔109，第二物体的远侧部分可以通过该孔109前进以与第一物体接触。在本文中，第三物体100可以是热塑性的，并且孔109可以相对于第二物体的尺寸过小，使得其插入遇到阻力，并且围绕孔109的第三物体的材料被移位。或者，第三物体可以是不可液化的材料。然后，孔109需要被定尺寸为使得第二物体的远侧部分适合通过它或远侧尖部或远侧边缘穿透第三物体材料。

所示实施例中的第二物体包括弹性倒钩结构118，弹性倒钩结构118允许第二物体的远侧部分挤着穿过孔109，但是在液化和再凝固之后确保在第一物体1中的锚固。第二物体还具有用于固定第三物体100压靠第一物体1的近侧头部6。

作为具有弹性倒钩结构118的替代方案，具有类似于如图30所示的结构的第二物体也可以具有与图1a中的结构的相似的形状，还具有近侧头部分6，例如如图31所示。

图32描绘了一种实施例，其中例如完全是金属的第二物体2被锚固在第一物体的通孔20中。该通孔朝向远侧变窄(是埋头孔)，并且第二物体相应地逐渐变细以围绕该孔锚固。假设第一物体1是热塑性片材。

第二物体与第一物体的结合是平坦结合，类似于图5a/5b；图11和其它图所教导的那样，具有由锐利的突出结构36和凹陷35形成的互相渗透的结构，尽管第二物体的结合表面不是平面的而是圆锥形的。

图33示出了替代方案，其中第一物体的通孔20不是锥形的而是阶梯式的，其中紧固表面包括围绕台阶锚固的突出结构36和凹陷35。

根据另一替代方案，如图34所示，如果允许第二物体2突出在片状第一物体1的近侧表面上方，则第二物体的头部状近侧延伸部6可以具有远端面，其包括将第二物体连接到通孔的边缘的结构35、36。

在图35的变型中，对于其它类似于图32的构造，实现了两个可选的其它特征(该特征可以彼此独立地实现，如果它们被组合则具有优点)：

-结构元件35、36的尺寸朝向远侧减小，

-第二物体的锥形的开口角度α大于通孔20的锥形的开口角度β，从而第二物体在相比于更靠近中心的远侧位置而言更靠近周边的近侧位置处更加渗透入第一物体。

两种措施都具有这样的效果，即相比于开口周围更远侧的中心位置而言，在更近侧的周边位置处吸收更多的能量并且液化更多的材料。该效果在于第一物体的远侧表面保持完整无损。

图36示出了图11的实施例的变型，但是在其中引起结合的结构元件被限于第二物体2的周边。在更中心的位置，远侧表面151用作止挡部和邻接表面，从而精确地限定出轴向相对位置。在本文中，图12关于突出结构36和凹痕35的相对体积的考虑可能是特别有利的。

图36因此是其中第一和第二物体之间的连接区域仅构成它们相互界面的一部分的实施例的非常示意性例子。在该界面的其它部分，基本上没有能量传递，并且不会发生液化。

在图37的实施例中，用于锚固在第二物体中的突出结构161被附接到第二物体的主体，并且在基本上平行于轴向的方向上向远侧突出。突出结构可以例如形成为类似于图23、图24b、图25和图26所示的结构，并且特别简单且成本有效地制造。

为了相对于屈曲稳定，金属板或网可以以弯曲形状(例如通过形成圆柱)或波形(垂直于绘图平面)或其它非直线形状延伸，如上所述。

在一个例子中，第二物体2的主体可以是可液化材料(在与第一物体的热塑性材料相同的温度下，在较高温度下，或甚至在稍低的温度下，可液化)，突出结构161铸入其中。在实施例中，结构的孔隙率可以为至少50％。

Claims (55)

1.一种将第二物体结合到第一物体的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供所述第一物体，所述第一物体包括固态的可液化的热塑性材料；

-提供所述第二物体，所述第二物体包括具有带底切的接合结构的和/或能够变形以包括这种带底切的接合结构的表面部分，由此所述第二物体能够与所述第一物体进行形状配合连接；

-通过工具将所述第二物体按压到所述第一物体，所述工具与所述第二物体的耦合输入结构物理接触的同时，机械振动被耦合输入所述工具，

-继续按压和将振动耦合输入工具的步骤，直到第一物体的热塑性材料的流动部分被液化并流入第二物体的接合结构，

-使第一物体的热塑性材料再凝固，以通过液化且再凝固的且与接合结构相互渗透的流动部分产生在第一与第二物体之间的形状配合连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述耦合输入结构包括面向近侧的耦合输入面。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述耦合输入结构包括用于将所述第二物体紧固到振动产生装置的结构。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二物体的接合结构是在明显高于所述流动部分的液化温度的温度下可液化的或不可液化的材料。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二物体包括液化温度明显高于所述流动部分的液化温度的第二热塑性材料，所述方法包括在使所述第一物体的热塑性材料的流动部分液化的步骤之后将所述第二物体压靠支撑件和/或所述第一物体的不可液化部分，同时将振动耦合输入所述第二物体，直到第二热塑性材料的第二流动部分被液化且流动而导致第二物体变形。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一物体包括通孔，其中在按压步骤中所述第二物体被压入所述孔中，并且所述第二物体的变形包括形成作为在所述第一物体的远侧扩宽的远端的脚部。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一物体设有孔，并且在按压步骤中所述第二物体的一部分被压入所述孔中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，这样选择孔径，所述流动部分的移位部分的体积等于所述移位体积所能流入的结构的体积。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为施加反作用力，所述第一物体抵靠非振动支撑件放置。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述支撑件包括与第一物体所压靠的部位面对面的支撑表面。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，露出与第一物体所压靠的部位面对面的第一物体的远侧，该远侧在按压步骤中未被支撑。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二物体包括内部部分和外部部分，两者间有间隙，其中所述第二物体的接合结构包括所述内部部分的外部结构和/或所述外部部分的内部结构和/或所述外部部分的外部结构，并且造成所述流动部分流动的步骤包括造成流入该间隙。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二物体包括第一材料的第一部分和第二材料的第二部分。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述流动部分的液化温度为200℃或更低。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二物体具有可变形部分，所述方法包括使所述可变形部分通过按压和将机械振动耦合输入工具的步骤而变形，同时所述可变形部分至少部分被第一物体的液化材料包围。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第二物体包括头部或桥部，所述可变形部分基本平行于近远锚固轴线地从所述头部或桥部起向远侧突出。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，使所述可变形部分变形包括使所述可变形部分远离轴向弯曲。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，包括在所述按压步骤期间抵靠支撑件放置所述第一物体，其中所述支撑件具有辅助所述变形的成形结构。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，使第三物体通过所述第二物体被固定到所述第一物体。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，实施将所述第二物体按压至所述第一物体的步骤，直到所述第二物体与所述第三物体物理接触并将所述第三物体固定到所述第一物体。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，所述第三物体包括热塑性材料，并且所述第三物体的热塑性材料的流动部分通过按压和机械振动的冲击而相对于所述第二物体流动。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中，在相对于所述第一物体布置所述第三物体的步骤中，所述第三物体被放置在所述第一物体的近侧，且在所述布置步骤之后，使所述第二物体渗透所述第三物体，直到其远侧部分到达所述第一物体以使所述第二物体压靠所述第一物体。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，在使所述第二物体渗透所述第三物体的步骤中，使所述第三物体的材料移位。

24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，所述第三物体包括开口，所述第三物体的远侧部分被引导穿过所述开口而到达所述第一物体。

25.根据权利要求19至24中任一项所述的方法，其中，所述第二物体包括头部或桥部，在使所述第一物体的热塑性材料重新凝固后，使所述头部或桥部抵靠所述第三物体的面向近侧的表面部分，同时将所述第二物体的远侧部分锚固在所述第一物体中。

26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二物体包括远端面，所述远端面具有能接收所述流动部分的至少一部分的多个横向间隔的腔，并且将所述第二物体压靠所述第一物体包括将所述远端面压靠在所述第一物体的近侧面上。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述第二物体包括在所述腔之间的多个突出部。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第一物体的近侧面限定出分离平面，其中在按压和将振动耦合输入工具的步骤之后，所述突出部在所述分离平面的远侧突出，并且所述腔从所述分离平面起向内延伸，并且所述突出部的体积小于或等于所述腔的体积。

29.根据权利要求27或28所述的方法，其中，所述突出部包括能量引导边缘或尖部。

30.根据权利要求26至29中任一项所述的方法，其中，这些腔有规律地布置。

31.根据权利要求26至30中任一项所述的方法，其中，通过按压和将振动耦合输入工具的步骤，使所述第二物体相对于所述第一物体在轴向上移动渗透深度以渗透入所述第一物体，并且所述渗透深度小于第二物体的横向宽度。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述渗透深度小于这些腔中的最外侧的腔之间的横向间距。

33.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，混合区的深度被定义为从所述第二物体的最外表面特征开始所述流动部分渗透的深度，并且所述混合区的深度小于所述渗透深度。

34.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括将保持装置压靠在所述第二物体附近的所述第一物体的近侧面上，此时所述第二物体经受按压和机械振动。

35.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二物体包括用于将另一物体安装到所述第一物体的安装结构，所述安装结构能从近侧接近并属于第一材料的第一部分，并且所述第二物体还包括第二材料的第二部分，其中至少在使热塑性材料再凝固的步骤之后在所述第二材料中嵌入所述第一部分的一部分。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，在按压和将振动耦合输入工具的步骤中，使所述流动部分流入所述第一和第二部分之间的间隙，由此相对于所述第二部分稳定所述第一部分。

37.根据权利要求35或36所述的方法，其中，所述第一部分是金属的，所述第二部分是塑料的。

38.根据权利要求35至37中任一项所述的方法，其中，所述第二部分包括至少一个外部周向远侧突出部，该外部周向远侧突出部在按压和将振动耦合输入工具的步骤中被压入所述第一物体中。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述第一部分和/或所述第二部分包括至少一个内部远侧突出部，所述至少一个内部远侧突出部在按压和将振动耦合输入工具的步骤中被压入所述第一物体中。

40.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述接合结构包括一连串的径向突出部和凹陷。

41.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述接合结构包括通向远侧的开口，所述开口限定出相对于轴向的底切。

42.根据权利要求41所述的方法，其中，所述接合结构包括通向远侧的多个横向间隔的开口和/或通向远侧的开口包围所述第二物体的突出部。

43.一种在根据前述权利要求中任一项所述的方法中被固定至第一物体的连接件，该第一物体包括固态的可液化的热塑性材料，

所述连接件包括表面部分，所述表面部分具有带底切的接合结构和/或能够变形以包括这种带底切的接合结构，由此第二物体能够与第一物体形成形状配合连接；

所述连接件还具有用于被工具接触的耦合输入结构，

其中所述连接件被配置成通过与所述第二物体的耦合输入结构物理接触的所述工具被按压到所述第一物体，同时机械振动被耦合输入所述工具，直到所述第一物体的热塑性材料的流动部分被液化并流入接合结构，以便在热塑性材料再凝固之后通过液化和再凝固的与接合结构相互渗透的流动部分产生在第一与第二物体之间的形状配合连接。

44.根据权利要求43所述的连接件，包括内部部分和外部部分，两者间有间隙，所述间隙通向远侧，其中所述第二物体的接合结构包括所述内部部分的外部结构和/或外部部分的内部结构和/或外部部分的外部结构。

45.根据权利要求44所述的连接件，包括近侧体和从其向远侧延伸的多个远侧延伸部，所述多个远侧延伸部形成所述内部部分和外部部分。

46.根据权利要求43至45中任一项所述的连接件，包括第一材料的第一部分和第二材料的第二部分。

47.根据权利要求46所述的连接件，其中，所述第一部分嵌入所述第二部分的材料中并能从近侧接近并包括安装结构。

48.根据权利要求47所述的连接件，其中，所述第一部分向远侧延伸以形成至少一个远侧延伸部。

49.根据权利要求46至48中任一项所述的连接件，其中，所述第一材料是金属，并且所述第二材料是塑料。

50.根据权利要求46至49中任一项所述的连接件，其中，所述第二材料能够塑性变形或弹性变形。

51.根据权利要求43至40中任一项所述的连接件，包括具有能接收所述流动部分的至少一部分的多个横向间隔的腔的远端面。

52.根据权利要求51所述的连接件，包括在这些腔之间的突出部。

53.根据权利要求52所述的连接件，包括限定出分离平面的远侧表面部分，相对于所述分离平面，所述突出部的体积小于或等于所述腔的体积。

54.根据权利要求43至50中任一项所述的连接件，包括沿轴向延伸的冲孔片或网部分。

55.根据权利要求54所述的连接件，其中，所述片或网部分在垂直于所述轴线的截面中在至少一个轴向位置上是弯曲或屈曲的或设有珠缘。