CN110494273B - 用于连接三个构件的方法和用于执行该方法的可连接系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于连接的方法以及一种可连接系统。为了能够实现借助简单手段连接三个构件(1、2、3)而提出，‑这样定位构件(1、2、3)，使得第一和第二构件(1、2)的连接面(1.1、2.1.1)以及第一或者第二构件(1)的和第三构件(3)的形锁合元件(1.2、3.1；1.2、3.2)相对置；‑在使构件(1、2、3)相对于彼此沿着共同的接合轴线(4)运动期间借助连接面(1.1、2.1.1)将第一与第二构件(1、2)材料锁合地连接以及借助形锁合元件(1.2、3.1；1.2、3.2)将第一或者第二构件(1)与第三构件(3)形锁合地连接，其中，第三构件(3)在连接完成之后借助第一和第二构件(1、2)平行于并且横向于接合轴线(4)固定。

Description

用于连接三个构件的方法和用于执行该方法的可连接系统
技术领域
本发明涉及一种用于连接三个构件的方法以及一种用于执行所述的方法的可连接系统。
背景技术
这种类型的用于连接三个构件的方法和用于执行这种类型的方法的可连接系统由现有技术中的大量实施变型方案已知。
例如由DE 10 2005 000 160 B4中已知一种用于形锁合地连接两个构件的方法，在该方法中将待形锁合地连接的第一和第二构件相对于彼此定位并且采用穿透焊接法将第一构件与第三构件相焊接，其中，通过在焊接过程期间第三构件相对于第一构件的进给运动将材料从第一构件的可塑性变形区域中这样挤出，使得被挤出的材料在第一和第二构件之间建立形锁合连接。
本发明以此为出发点。
发明内容
本发明的任务在于，能够借助较为简单手段实现三个构件的连接。
该任务通过具有本发明的特征的方法和具有本发明的特征的可连接系统解决。
本发明的一个重要优点尤其在于，从制造技术方面简化所述三个构件的连接。例如在本发明中省略对第二构件的、用于与第三构件建立形锁合连接的穿透焊接。由此不需要附加的穿透焊接装置。所述能够通过本发明连接的三个构件也能够根据类型、材料、尺寸和彼此间的相对设置在较宽泛的范围内自由选择。例如当无法引导第二构件穿过第三构件时，则本发明是特别有利的。
原则上，所述材料锁合连接能够由本领域技术人员从适合于相应具体情况的多种材料锁合连接技术中自由选择。有利地，所述材料锁合连接构造为焊接，尤其是激光焊接。通过焊接能够实现可保持长的使用寿命的并且密封的连接。此外，焊接工艺可良好地自动化。尤其有利的是激光焊接，因为它是非接触式的并且也适合于要连接的构件的复杂的几何形状。此外，相比于其它焊接方法，激光焊接确保仅小的热变形。
根据本发明的方法的一个特别有利的扩展方案规定，相互对应的形锁合元件构成为至少一个碰撞肋条元件和对应于该碰撞肋条元件的容纳部并且所述形锁合连接通过剪断碰撞肋条元件实现。碰撞肋条连接能够以结构简单的方式制造并且在待连接的构件之间具有紧密的连接。此外，碰撞肋条连接能够实现较大的构件公差。
这同样适用于根据本发明的可连接系统的一种特别有利的扩展方案，根据该扩展方案，所述相互对应的形锁合元件构成为至少一个碰撞肋条元件和对应于该碰撞肋条元件的容纳部。
根据本发明的可连接系统的一个另外的有利的扩展方案规定，第一构件和/或第二构件具有至少一个第一凸起部，其中，第一凸起部的自由端部构成为连接面之一。借助第一凸起部，构造在第一凸起部上的连接面易于适应材料锁合连接的需求，更确切地说是与第一和/或第二构件的其余部分不相关地适应材料锁合连接的需求。如果用于材料锁合连接的连接面例如需要进行高品质的表面处理，则这是特别有利的。
根据本发明的可连接系统的另一个有利的扩展方案规定，第一构件或者第二构件具有至少一个第二凸起部，其中，第一或者第二构件的第二凸起部的自由端部构成为形锁合元件。通过这种方式能够以结构简单的方式实现所述形锁合连接。
一种替代于前述实施方式的有利的扩展方案规定，第一构件具有至少一个第二凸起部，其中，所述第一构件的第二凸起部的自由端部构成为形锁合元件并且第二构件的第三凸起部在将第一构件与第三构件形锁合地连接的情况下设置在第三构件的背离于第二凸起部的区域中并且用作用于第三构件的支座，或者第二构件具有至少一个第二凸起部，其中，所述第二构件的第二凸起部的自由端部构成为形锁合元件并且第一构件的第三凸起部在将第二构件与第三构件形锁合地连接的情况下设置在第三构件的背离于第二凸起部的区域中并且用作用于第三构件的支座。由此实现所述要相互形锁合地连接的构件的限定的贴靠并且由此在建立形锁合连接的情况下实现良好的力传递。
根据本发明的可连接系统的一个另外的有利的扩展方案规定，第一构件和/或第二构件具有至少一个第四凸起部，其中，第四凸起部的自由端部构成为止挡部并且在连接可连接系统的情况下限制沿着接合轴线的接合路径。通过这种方式借助结构简单的手段实现对共同的接合路径的限制以用于建立材料锁合的和形锁合的连接。
附图说明
下面通过所附的粗略示意图更详细地阐述本发明。附图如下：
图1以侧向剖视图示出根据本发明的可连接系统的第一实施例，
图2以仰视图示出第一实施例在碰撞肋条元件区域中的细节，
图3以一个另外的侧向剖视图示出第一实施例，
图4以侧向剖视图示出根据本发明的可连接系统的第二实施例，
图5以一个另外的侧向剖视图示出第二实施例，以及
图6示出碰撞肋条元件的对应于第二实施例的概略图。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的可连接系统的第一实施例。该可连接系统包括三个待相互连接的构件，即第一构件1、第二构件2和第三构件3。第一和第二构件1和2分别构成为由塑料制成的壳体半部。第三构件3构成为电的印刷电路板，其容纳在通过第一和第二构件1和2构成的壳体中。在图1中，所述三个构件1、2和3尚未相互连接。为了将第一和第二构件1、2材料锁合地连接，第二构件2具有第一凸起部2.1，该第一凸起部的自由端部2.1.1构成为连接面。对应于第二构件2的连接面2.1.1，第一构件1具有连接面1.1。两个连接面1.1和2.1.1通过下面还将阐述的方式采用构成为激光焊接法的焊接方法相互材料锁合地连接。为了将第一构件1与第三构件3形锁合地连接，第一构件1具有第二凸起部1.2，该第二凸起部与第三构件3的容纳部3.1以下面还将阐述的方式构成形锁合地配合作用。为此，第二凸起部1.2构成为碰撞肋条元件，其将通过图2更详细地阐述。容纳部3.1在本实施例中构成为印刷电路板3中的通孔。
碰撞肋条元件1.2在图2中以(关于图1的图平面的)仰视图示出并且具有在仰视图中十字形地设置的四个碰撞肋条1.2.1，所述碰撞肋条在仰视图中垂直地从碰撞肋条元件1.2的芯1.2.2延伸出。为了使碰撞肋条元件1.2更易于朝通孔3.1定向并且降低剪断碰撞肋条1.2.1所需的力，碰撞肋条1.2.1在其自由端部上如从图1中可见的那样是倒圆的。由此，这些倒圆部用作引入斜面并且由此也允许较大的构件公差。为了固定印刷电路板3能够设有多个这种类型的碰撞肋条元件和与其对应地构造的和设置的容纳部。
为了使第三构件3在可连接系统的连接之后、即在建立第一和第二构件1、2的材料锁合连接之后以及在建立第一和第三构件1、3的形锁合连接之后借助第一和第二构件1、2平行于并且横向于用于所述材料锁合的和形锁合的连接的共同的接合轴线固定，第二构件2在本实施例中具有第三凸起部2.3，该第三凸起部在第一和第三构件1、3形锁合地连接的情况下设置在第三构件3的背离于第二凸起部1.2的区域中并且用作用于第三构件3的支座。所述接合轴线在图1中用双箭头4表示。
此外，第一构件1具有第四凸起部1.4，其中，第四凸起部1.4的自由端部构成为止挡部并且在连接可连接系统的情况下限制沿着接合轴线4的共同的接合路径以用于建立所述材料锁合的和形锁合的连接。
下面示例性地通过根据第一实施例的可连接系统以及通过图1至图3更详细地阐述根据本发明的用于连接三个构件的方法。
首先将所述三个构件1、2和3这样相对于彼此定位，使得第一和第二构件1、2的相互对应的连接面1.1和2.1.1以及第一构件1的和第三构件3的相互对应地构造的形锁合元件(即碰撞肋条元件1.2和通孔3.1)相对置。对此可参见图1，在该图中示出为了后续连接构件1、2和3而将待相互连接的构件1、2和3定位之后的终端位置。
在下一步骤中使构件1、2和3相对于彼此沿着共同的接合轴线4这样运动，使得连接面1.1和2.1.1以及形锁合元件(即碰撞肋条元件1.2和通孔3.1)借助接合力分别朝对方运动。为此，第二构件2借助未示出的保持件固定并且第一构件1借助同样未示出的进给装置朝第二构件2和安置在第二构件2的第三凸起部2.3上的第三构件3的方向运动。对此可参见图1(结合图3)。
如从图1中可见的那样，用于将构件1和2材料锁合地连接的连接面1.1和2.1.1已经相互贴靠，使得激光焊接过程借助未示出激光焊接装置以本领域技术人员已知的方式开始。在此使所述两个构件1和2在连接面1.1和2.1.1的区域中熔化，使得第一构件1能够进一步朝第二和第三构件2、3的方向运动。
一旦用于构件1和3的形锁合连接的碰撞肋条元件1.2和通孔3.1达到相互接触，则在构件1和2的材料锁合地连接的同时开始构件1和3的形锁合连接。在此，碰撞肋条元件1.2这样达到与通孔3.1的限界壁的嵌接，使得碰撞肋条元件1.2的碰撞肋条1.2.1基于印刷电路板3的较高的强度被剪断。为此，第三构件3支承在构成为支座的第三凸起部2.3上。
对此也参见图3，该图示出可连接系统在材料锁合地和形锁合地连接所述三个构件1、2和3期间的中间位置。在接合过程(即材料锁合地和形锁合地连接)的期间使第一构件1基于接合力进一步沿着接合轴线4朝第二和第三构件2、3的方向运动。在此移动的接合路径仅在第一构件1以其第四凸起部1.4贴靠在第二构件2上时才会结束。基于由此产生的接合力上升，结束激光焊接过程。第一构件1于是借助在连接面1.1和2.1.1上的焊接连接与第二构件2相焊接并且借助碰撞肋条元件1.2和通孔3.1与第三构件3形锁合地连接。作为将所述三个构件1、2和3材料锁合地和形锁合地连接的结果，第三构件3借助第一和第二构件1、2平行于并且横向于共同的接合轴线4固定。
在图4至图6中示出根据本发明的可连接系统的第二实施例，下面仅在相比于第一实施例有不同之处的范围内阐述该第二实施例。相同的或者等效的构件具有相同的附图标记。
在图4中以类似于用于第一实施例的图1的侧向剖视图示出根据本发明的可连接系统的第二实施例。不同于第一实施例，印刷电路板3不具有碰撞肋条元件可能嵌入其中的通孔。取而代之，第一构件1的构成为碰撞肋条元件的第二凸起部1.2与印刷电路板3的边缘区域3.2相对置地设置在第一构件1上。第二实施例的碰撞肋条元件1.2仅具有一个碰撞肋条1.2.1，该碰撞肋条类似于第一实施例在其自由端部上具有从图4中可见的引入斜面。借助碰撞肋条元件1.2，第一构件1嵌入设置在第二构件2和第三构件3的边缘区域3.2之间的间隙中。其它方面均类似于第一实施例。
图5以可与第一实施例的图3相比较的示图、即在可连接系统在材料锁合地和形锁合地连接所述三个构件1、2和3期间的中间位置中示出第二实施例。在接合过程(即材料锁合和形锁合连接)的期间使第一构件1基于接合力进一步沿着接合轴线4朝第二和第三构件2、3的方向运动。在此移动的接合路径仅在第一构件1以其第四凸起部1.4贴靠在第二构件2上时才会结束。基于由此产生的接合力上升，结束激光焊接过程。第一构件1于是借助在连接面1.1和2.1.1上的焊接连接与第二构件2相焊接并且借助碰撞肋条元件1.2和边缘区域3.2与第三构件3形锁合地相连接。作为根据第二实施例将所述三个构件1、2和3材料锁合地和形锁合地连接的结果，第三构件3借助第一和第二构件1、2平行于并且横向于共同的接合轴线4固定。
在图6中以(关于图5的图平面的)仰视图示出碰撞肋条元件1.2的纯粹示意性概略图，其中，未示出的印刷电路板3设置在通过碰撞肋条元件1.2构成的图6的中央处。由此可以看见，第二实施例的碰撞肋条元件1.2并且因此各个碰撞肋条1.2.1沿着印刷电路板3的整个边缘区域3.2分散地设置。在此，各个碰撞肋条元件1.2的结构并且由此各个碰撞肋条1.2.1的结构是一致的；这同样适用于所述形锁合的连接，所述形锁合连接与第一实施例的形锁合连接类似地实现。
本发明不局限于前述实施例。例如也可以考虑其它的材料锁合的和形锁合的连接。所述各个凸起部、连接面和形锁合元件也能够根据具体情况对类型、材料、尺寸和布置的要求的不同在宽泛且适当的范围内自由选择。例如也可能的是，第二构件具有至少一个第二凸起部，其中，第二构件的第二凸起部的自由端部构成为形锁合元件并且第一构件的第三凸起部在将第二与第三构件形锁合地连接的情况下设置在第三构件的背离于第二凸起部的区域中并且用作用于第三构件的支座。
附图标记列表
1 第一构件，构成为塑料壳体半部
1.1 第一构件1的连接面
1.2 第一构件的第二凸起部，构成为碰撞肋条元件
1.2.1 碰撞肋条元件1.2的碰撞肋条
1.2.2 碰撞肋条元件1.2的芯
1.4 第一构件1的第四凸起部，构成为止挡部
2 第二构件，构成为塑料壳体半部
2.1 第二构件2的第一凸起部
2.1.1 第一凸起部2.1的连接面
2.3 第二构件2的第三凸起部，构成为支座
3 第三构件，构成为电的印刷电路板
3.1 印刷电路板3的容纳部，构成为通孔(第一实施例)
3.2 印刷电路板3的容纳部，构成为边缘区域(第二实施例)
4 接合轴线

Claims (8)

1.用于连接三个构件的方法，所述方法具有以下特征：
-将所述三个构件定位成，使得第一构件(1)和第二构件(2)的相互对应的连接面以及第一或者第二构件的和第三构件(3)的相互对应地构造的形锁合元件相对置；
-使所述三个构件相对于彼此沿着共同的接合轴线(4)运动，使得连接面和形锁合元件分别相向运动；
-在使所述三个构件相对于彼此沿着共同的接合轴线(4)运动期间将第一构件(1)与第二构件(2)借助连接面材料锁合地连接以及将第一或者第二构件与第三构件(3)借助形锁合元件形锁合地连接，其中，第三构件(3)在所述材料锁合和形锁合连接之后借助第一构件(1)和第二构件(2)平行于并且横向于接合轴线(4)固定，所述相互对应的形锁合元件构成为至少一个碰撞肋条元件(1.2)和对应于所述碰撞肋条元件(1.2)的容纳部(3.1；3.2)并且所述形锁合连接通过剪断碰撞肋条元件(1.2)实现。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料锁合连接构成为焊接。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述材料锁合连接构成为激光焊接。
4.用于执行根据权利要求1至3中任一项所述的方法的可连接系统，所述可连接系统包括待相互连接的三个构件，其中，第一构件(1)和第二构件(2)分别具有用于所述材料锁合连接的相互对应的连接面，以及第一构件(1)或者第二构件(2)和第三构件(3)具有用于所述形锁合连接的相互对应的形锁合元件，其中，连接面构造并且朝彼此定向成，使得第一构件(1)和第二构件(2)能够在其材料锁合连接期间沿着共同的接合轴线(4)相对相向运动，其特征在于，所述形锁合元件这样构造和朝彼此定向，使得第一或者第二构件和第三构件(3)能够在其形锁合地连接期间沿着共同的接合轴线(4)相对相向运动并且第三构件(3)在材料锁合和形锁合连接之后借助第一构件(1)和第二构件(2)平行于并且横向于接合轴线(4)固定，所述相互对应的形锁合元件构成为至少一个碰撞肋条元件(1.2)和对应于所述碰撞肋条元件(1.2)的容纳部(3.1；3.2)。
5.根据权利要求4所述的可连接系统，其特征在于，所述第一构件和/或第二构件(2)具有至少一个第一凸起部(2.1)，其中，所述第一凸起部(2.1)的自由端部构成为所述连接面之一。
6.根据权利要求4或5所述的可连接系统，其特征在于，所述第一构件(1)或者第二构件具有至少一个第二凸起部(1.2)，其中，所述第一构件(1)或者第二构件(2)的第二凸起部(1.2)的自由端部构成为形锁合元件。
7.根据权利要求4或5所述的可连接系统，其特征在于，所述第一构件(1)具有至少一个第二凸起部(1.2)，其中，第一构件(1)的第二凸起部(1.2)的自由端部构成为形锁合元件并且第二构件(2)的第三凸起部(2.3)在将第一构件与第三构件形锁合地连接的情况下设置在第三构件(3)的背离于第二凸起部(1.2)的区域中并且用作用于第三构件(3)的支座；或者所述第二构件具有至少一个第二凸起部，其中，第二构件的第二凸起部的自由端部构成为形锁合元件并且第一构件的第三凸起部在将第二构件与第三构件形锁合地连接的情况下设置在第三构件的背离于第二凸起部的区域中并且用作用于第三构件的支座。
8.根据权利要求4或5所述的可连接系统，所述第一构件(1)和/或第二构件具有至少一个第四凸起部(1.4)，其中，所述第四凸起部(1.4)的自由端部构成为止挡部并且在连接所述可连接系统的情况下限制沿着接合轴线(4)的接合路径。
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