CN112638629B - 锚固连接件 - Google Patents

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    • F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/14—Non-metallic plugs or sleeves; Use of liquid, loose solid or kneadable material therefor
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Abstract

本发明涉及锚固轻质构建元件的方法，所述轻质构建元件包括第一构建层(101)和位于所述第一构建层的远侧的内衬层(103)，还可能包括位于所述内衬层(103)的远侧的第二构建层(102)。为了锚固，将所述连接件(10)的远端插入所述轻质构建元件内的安装孔，并且同样包括热塑性材料的套筒(36)被插入所述安装孔，所述套筒(36)包围所述连接件(10)。接下来，使得所述套筒(36)的朝向远侧液化面与所述连接件(10)的第一面向近侧支撑面(24)接触。施加能量以液化所述套筒(36)的热塑性材料的至少流动部分，并且将所述液化面压靠于所述支撑面(24)以引起所述流动部分的至少一部分径向向外流动。在述流动部分已经重新固化之后，其将连接件(10)锚固在所述接纳物体内。

Description

锚固连接件
本申请要求保护的主题是由于WW Woodwelding GmbH(斯坦斯塔德)和IKEASupply AG(瑞士，普拉特恩)之间的于2011年11月8/9日的联合研究协议(许可协议)范围内采取的活动而提出。根据联合研究协议，WW Woodwelding GmbH的所有权利和义务归于其母公司Woodwelding SA(瑞士，斯坦斯塔德)。
技术领域
本发明涉及机械工程和制造领域，特别是机械制造例如汽车工程、车辆制造、飞行器制造、铁路货车和机车制造、造船、机械制造、家具制造、玩具制造等。本发明尤其涉及将连接件锚固在接纳物体内的方法。本发明还涉及用于执行该方法的机器和连接件锚固套件。
背景技术
在汽车、航空和其它行业中，已经倾向于弃用仅为钢的结构而替代地使用轻型材料。
这些新型建筑材料元件的一个实例是包括两个外部的相对薄的构建层以及布置在构建层之间的中间层(内衬层)的轻型结构元件，该构建层例如由纤维复合材料(比如玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料)、钣金件制成，或者根据行业由纤维板制成，该中间层例如是纸板或其他材料的蜂窝结构，或轻型金属泡沫，或聚合物泡沫，或陶瓷泡沫等，或分开的距离保持器的结构。这种轻型结构元件可以称为“夹层板”，并且有时被称为“中空芯板(HCB)”。它们机械稳定，可以看起来很舒适，而且具有相对低的重量。
同样其它相对轻质的其他建筑元件，像提及的夹层板的内衬层，包括由于具有填充空气的空腔而具有相对低密度的构建层，比如例如泡沫材料。
新材料在结合这些材料的元件中带来了新挑战，例如将一个物体平整地结合至另一个物体，或者将连接件锚固在轻型材料件中。
此外，根据现有技术，在夹层板结构中必须在其制造过程中提供加强件，并且还必须在制造过程中添加连接件。如果随后添加它们，则夹层芯必须在紧固连接器之后被泡沫填充，这既昂贵又费时。
为了应对这些挑战并消除可能的不利因素，汽车、航空和其它行业已开始大量使用粘合剂结合。粘合剂结合可以轻而结实，但具有无法长期控制可靠性的缺点，因为例如由于脆化粘合剂而导致的粘合剂结合性能下降几乎不可能在不完全释放结合的情况下被检测到。而且，由于材料成本以及由于缓慢的硬化过程导致的制造过程中的延迟，粘合剂结合都可能导致制造成本的增加，特别是如果要彼此连接的表面具有一定的粗糙度并且因此不能使用快速硬化的薄层粘合剂。而且，粘接结合的强度取决于待连接件的最外层的强度。
WO2016/198 547、WO2017/162693和WO2018/015527均公开了借助于液化且重新固化之后的热塑性材料将连接件锚固在轻质构建元件内的方法。这些方法的可能限制在于，锚固强度可取决于连接件插入其中的中间层(内衬层)连接件的机械强度。但可能存在此种情况，内衬层需要在此位置处被移除，例如为了使连接件被锚固在精确限定的位置和深度处。
WO2010/072009公开了将连接件锚固在具有第一和第二构建层的轻质构建元件内的方法，其中该连接件具有套筒件和活塞件，该方法包括将机械振动耦合入活塞件，以在界面处液化套筒件的和/或活塞件的热塑性材料，并且引起液化的热塑性材料流入第一构建层的结构内和/或沿着第一构建层的内表面流动。此方法的限制在于，通常仅有限量的热塑性材料可在锚固最有效的位置例如第一构建层的远侧液化。
WO2009/052644公开了将锚固元件锚固在建造物体内的方法，其中该方法包括将机械振动能和张力耦合入超声焊极并且从超声焊极耦合入锚固元件，同时采用反向元件以在锚固元件上施加相反的力。由于振动能和力的作用，使得锚固元件的材料液化并且渗透其锚固进的物体的结构。
发明内容
本发明的目的是解决或者至少减轻上文提及的部分或所有问题。
由此提供了一种将连接件锚固在接纳物体内的方法，所述接纳物体为包括第一(外侧)构建层和位于所述第一构建层的远侧的内衬层的轻质构建元件，其中所述第一构建层比所述内衬层更薄并且具有更高的密度(并且通常也限定就内衬层的平均硬度更言也更硬)，所述接纳物体设有用于容置所述连接件的安装孔，所述安装孔穿过所述第一构建层并且延伸进入或者延伸穿过所述内衬层，所述连接件具有远端和近端，所述方法包括将所述连接件的远端以沿着插入轴线的插入方向插入所述安装孔；将包括热塑性材料的套筒插入所述安装孔内，所述套筒包围所述连接件；使得所述套筒的朝向远侧液化面与所述连接件的面向近侧支撑面接触；传递能量以液化所述套筒的热塑性材料的至少流动部分并且将所述液化面压靠于所述支撑面以引起所述流动部分的至少一部分径向向外流动；和使得所述流动部分重新固化，从而所述重新固化的流动部分将连接件锚固在所述接纳物体内。此方法在连接件与接纳物体之间提供了强接合，而不会使得物体的材料例如分层或产生裂缝。
在许多实施例中，接纳物体还具有第二(外侧)构建层，第一和第二构建层夹持内衬层。第二构建层也可以比内衬层更薄且密度更大(且通常限定就内衬层的平均硬度更言也更硬)。在一些实施例中，第二构建层与第一构建层具有相同的成分，而在其它实施例中，根据需求第二构建层具有不同成分。
套筒“包围”连接件的事实意味着其具有至少在一个轴向深度上间断地或连续地包围连接件的周缘的至少一个主要部分的部分。
根据一个实施例，套筒部分包围连接件。例如，当连接件要从接纳物体的安装孔中伸出时，可以使用该实施例。
在一组实施例中，面向近侧支撑面被形成为连接件的加宽部分(例如凸缘)的肩部。
在实施例中，使流动部分流入紧接着所述第一构建层的远侧的区域(第一构建层的“下方”)中。
在一组实施例中，面向近侧支撑面关于径向限定出底切，例如通过朝向近侧且径向朝内，由此形成了朝向近侧敞开的凹槽，凹槽的外壁为面向近侧支撑面(的一部分)且产生径向底切。通过此构型，面向近侧支撑面不仅形成了部分液化界面，还用作止挡件，该止挡件防止套筒或其部分由于压力的作用而弯曲或者否则朝向径向外侧避让。这对于轻质构建元件的内衬层材料的通常受限的强度是有益的。
在实施例中，连接件设有第一连接接合部，该第一连接接合部能够从近侧进入并且被构造为与另一个物体的适配的第二连接接合部接合，由此连接件可用作用于另一个物体的锚固件。
补充于或替代于用作锚固件，连接件还可被构造为铆钉。在其它实施例中，由此，该方法包括提供作为通孔的安装孔、提供具有与安装孔对齐的通孔的另一个物体、从远侧插入连接件且从近侧插入套筒，使得在锚固过程之后接纳物体和另一个物体被夹持在连接件的足部和套筒件的头部之间。
在实施例中，安装孔为位于第一构建层的远侧的底切，从而安装孔的在第一构建层远侧(“下方”)的横截面大于在其横穿第一构建层的口部处的横截面。
根据一个实施例，套筒和连接件可被预组装并且同时插入所述安装孔内。替代地，套筒和连接件可一个接着一个地插入。举个例子，连接件可在套筒之前被插入。但是，将套筒和连接件作为组件插入可提供更加简单的锚固过程，因为在插入套筒的同时没有必要保持例如连接件在安装孔中的位置。这还有利于具有并非竖向朝下取向的插入方向，因为套筒可在安装孔内具有紧密装配。
根据一个实施例，套筒未被结合至连接件。由此，随着套筒的不同部分液化，套筒的未液化部分可被允许沿着连接件轴向移动，同时允许连接件保持固定不动。这有利于获得连接件的明确限定的最终位置。
根据一个实施例，能量可借助于机械能量被传递，并且优选机械振动来传递。机械振动可在套筒与连接件和/或接纳物体相交的位置处生成摩擦热。该机械振动可通过与例如套筒接触的超声振动源引起。根据一个实施例，超声振动源可被保持在整个锚固过程中不与连接件接触。通过在振动过程中轴向按压套筒进入安装孔，可在套筒轴向抵接连接件和/或接纳物体的区域中开始液化。
根据替代实施例，机械能传递可包括使得套筒和连接件承受绕轴线的相对旋转。由此，根据第一种可能性，连接件通过保持工具而被保持位于固定取向，而套筒在被压靠于连接件的面向近侧支撑面的同时承受旋转。根据第二种可能性，套筒通过按压工具被保持位于围绕轴线的固定取向，该按压工具将套筒压靠于连接件的支撑面，同时连接件承受围绕轴线的旋转。也可能有例如套筒和连接件二者例如沿着相反方向旋转的其它变型。用于工具(固定取向的工具/按压工具/旋转工具)接合的接合结构可例如为套筒/连接件的内部接合结构。此扭矩传递接合结构可类似于相应已知的结构，比如多边形结构、多叶片结构、星形结构等，如对于止转机构或旋转装置已知的。
机械振动能传递和旋转能传递和/或其它类型的能量传递的组合也是可行的。由此，例如可行的是仅有一部分能量通过机械振动传递，同时例如热量和/或机械旋转被传递。
根据一个实施例，热塑性材料的液化可在套筒与连接件之间的液化启动界面处开始。由此，液化将开始的位置将被套筒和连接件的设计和间隙明确限定，导致精确且可重复的锚固过程。另外，损坏接纳物体的材料的风险被最小化，因为没有压力和/或摩擦载荷需要被施加在套筒与接纳物体之间。液化可通过在套筒与连接件之间施加轴向力并且将套筒相对于连接件移动(除了相对于接纳物体；该移动尤其为朝向远侧方向的移动)以生成摩擦热而在所述液化启动界面处开始。根据一个实施例，所述液化启动界面可位于套筒的远端。由此，保证了连接件的深锚固。该液化启动界面可由套筒的轴端与连接件的凸缘之间的界面形成，该连接件的凸缘相对于插入轴线从连接件的主体部分处径向延伸。此凸缘可被布置在连接件的远端。替代地，连接件可包括布置在此凸缘的远侧的远侧部分。
在一个实施例中，此凸缘例如在连接件的远端围绕该连接件连续延伸。
在一个替代实施例中，凸缘并非为连续的，而是由连接件的多个径向突起构成。此径向突起可例如呈齿形。
在一个实施例中，在一个实施例中，这种凸缘具有与套筒或其至少远侧部分的径向延伸部分相对应的径向延伸部分，该径向延伸部分在过程中将被液化。
在一个替代实施例中，此凸缘的径向延伸小于套筒的远侧部分的径向延伸。
根据一个实施例，能量可被传递以相继液化套筒的热塑性材料的多个轴向分离部分。通过相继液化轴向分离部分，该液化能量可按序集中至每个轴向分离部分。由此，沿着连接件的轴向长度的主要部分可得到液化，仅有适当的液化能被传递至套筒。在与由高度导热材料例如金属制成的连接件组合的情况下这尤其有用，因为高度导热性会否则限制液化材料的流动范围。套筒的热塑性材料的轴向分开部分可从远端至近端按序液化。套筒的热塑性材料的轴向分开部分可通过与连接件的对应不同部分比如肩部和/或径向凸缘和/或安装孔壁的肩部依次接合而相继液化。
根据一个实施例，连接件的远端或者连接件的另一个朝向远侧接合面可被移入轴端位置，在此位置处连接件在液化所述热塑性材料的至少一部分之前抵接于安装孔的轴向支撑面。由此，连接件在整个锚固过程中可抵靠于轴向支撑面被保持固定不动，允许其最终位置被精确且良好地限定。此轴向支撑面可例如由第二构建层的内表面形成。
根据一个实施例，该方法还包括允许至少一部分液化的热塑性材料轴向包围自连接件的主体径向延伸的结构，并且随后允许液化的热塑性材料固化以在连接件与套筒之间提供轴向支撑。举例来说，该轴向延伸结构可包括凸缘，该凸缘包围连接件的主体部分并且自该主体部分径向延伸。替代地，如果能量为机械振动能或者与机械振动能不同的其它能量，该径向延伸结构可形成为隆起。通常情况下，不同于周向凸缘的延伸结构也提供了抵抗相对旋转运动的支撑。然而，对于其中能量为机械旋转能的实施例而言，提供抵抗相对旋转运动的支撑的此结构通常为不利的。
补充于或替代于径向延伸结构，连接件可包括至少一个凹口，套筒的材料可接合入该凹口中以提供轴向支撑，并且可能还提供抵抗相对旋转运动的支撑。
根据一个实施例，尤其是如果能量为机械振动能或者不同于旋转能的其它能量，该方法还可包括允许至少一部分液化的热塑性材料包围连接件的沿切向(方位上)变化的表面结构，并且随后引起液化的热塑性材料固化，以为连接件与套筒之间的接合提供旋转阻力。举例来说，该切向变化结构可包括位于径向凸缘上的脊，该脊沿着径向和/或轴向延伸。
该方法可包括在插入方向上相对于连接件移动套筒的近端，同时所述至少一部分套筒被液化。这可将液化的热塑性材料压入内衬层的区域中的任何空间内。
根据一个实施例，连接件可被插入安装孔内，达到其与接纳物体的外表面对齐或者下沉入其中的位置。可替代地或补充地，同样套筒可移动至其中套筒的近端与接纳物体的所述外表面对齐或下沉入其中的位置。这可以减小任何相应的突出部分经由所述第一连接接合部和第二连接接合部干扰或挤压在要附接到接纳物体的物体下方的风险。
根据本发明的另一方面，通过连接件锚固套件解决了或者至少减轻了部分或所有上述问题，该连接件锚固套件为包括第一构建层和位于该第一构建层的远侧的内衬层的轻质构建元件。其中第一构建层比内衬层更薄且具有更大的密度，该套件包括构造为锚固在接纳物体内的连接件，该连接件具有相对非热塑性的主体，该主体具有远端和近端，该远端用于沿着插入轴线在插入方向上插入接纳物体的安装孔内，该连接件锚固套件还包括具有热塑性材料的套筒，该套筒具有远端和近端，并且构造为容置且包围连接件，该套件被构造为执行上文所述的方法。采用此套件，连接件可被锚固在安装孔内。这提供了强接合，而不会使得接纳物体的材料例如分层或产生裂缝。
根据一个实施例，套筒可包括多个轴向分离的肩部，该肩部被构造为与连接件的多个轴向分离的支撑面接合，以在多个轴向分离的熔融区域中液化套筒。由此，连接件可被锚固在多个轴向位置。所述套筒的肩部可选择性地位于防止它们与连接件的对应支撑面同步接合的轴向位置，从而一个熔化区只能在另一个熔融区的肩部已经液化之后接合。肩部可例如轴向布置以例如从套筒的远端开始按序液化。
根据一个实施例，连接件可具有自主体处相对于插入轴线径向延伸的凸缘，套筒可在其远端处具有小于凸缘的横截面的内部横截面，其中连接件能够插入套筒中达到其中凸缘与套筒的远端轴向接合的结合起始位置。凸缘可形成用于套筒的砧座，由此引起位于连接件远端处的凸缘熔化，该凸缘可位于安装孔的底部。凸缘可形成包围主体的连续的或中断的脊。该脊可沿着垂直于插入方向的平面。该凸缘将与重新固化的热塑性材料一起形成在连接件与套筒之间具有轴向高强度的结合，尤其抵抗沿着与插入方向相反的方向拉动连接件。
根据一个实施例，套筒可被构造为至少在除了远端的所有轴向位置处以径向松配合的方式包围连接件。这降低了套筒将在除了轴端的其它轴向位置处开始熔化的风险。术语“径向松配合”表示不是摩擦配合，其并非暗指存在间隙。根据一个实施例，套筒的远端也可具有径向松配合。
根据一个实施例，连接件可包括至少一个中间凸缘，该中间凸缘位于近端与远端之间的中间区域内，并且相对于插入轴线从主体处径向延伸，套筒可包括用于容置中间凸缘的朝向内侧的周向槽。该中间凸缘可增强连接件与接纳物体之间的锚固接合的轴向强度，并且尤其抵抗沿着插入方向推动连接件。这在如果安装孔是通孔或者如果安装孔几乎一直延伸穿过接纳物体仅留下薄的、强度低的底壁的情况下是尤其有价值的。由此，可节省大部分材料，因为在维持在插入方向上的锚固的轴向强度的条件下，接纳物体的厚度可保持较低。根据一个实施例，连接件能够被插入套筒中，以被保持在结合开始位置，在该结合开始位置处中间凸缘被容置在周向槽中，中间凸缘与界定周向槽的近侧边缘轴向分离。由此，周向槽的近侧边缘将不会与中间凸缘接合，直至液化过程已经在其它位置处开始。这有助于得到轴向分开的熔化区。
根据一个实施例，套筒可包括由热塑性材料的近端液化凸缘。该液化凸缘可包括用于增加液化凸缘与连接件之间的摩擦的表面结构，比如尤其在如果能量是机械振动能或者不同于旋转能的其它能量的情况下为沿着套筒的外面轴向延伸的脊。连接件能够被插入套筒达到结合开始位置，在该结合开始位置处从垂直于插入轴线的方向观察液化凸缘位于连接件的近侧并且不会与之交叠。由此，即使连接件被完全接纳在接纳物体的安装孔中，液化凸缘可在结合过程的开始阶段被保持与安装孔的周向边缘轴向分离。这意味着液化凸缘将不会与接纳物体接合并液化，直至套筒的更远侧部分已经液化。
根据一个实施例，套筒的大部分外表面可为光滑的，以避免在外表面的除了那些期望位置(比如在液化凸缘处)以外的其它区域处的过大摩擦和意外液化。
根据一个实施例，套筒比连接件至少长20％，如沿着插入轴线观察。由此，在套筒液化和轴向收缩的同时，轴向压力可在套筒上保持。
根据一个实施例，连接件可预先安装在套筒内以形成连接组件。此布置可使得执行锚固过程的机械更加简单。
根据一个实施例，连接件可被构造为以互锁方式在结合开始位置与套筒接合。此种布置可使得执行锚固过程的机械更加简单。根据一个实施例，当与连接件互锁时，套筒可在在近侧方向上延伸超过连接件至少套筒的总长的20％或者至少30％。
根据一个实施例，如在垂直于插入轴线的截面上观察，套筒可基本上呈环形，其中心轴线与插入轴线重合。此套筒尤其适用于环形安装孔。类似地，连接件在所述横截面观察时可为环形。
根据一个实施例，套筒可包括近端凸缘，该近端凸缘径向向内延伸，以在包围连接件时沿着插入方向观察至少部分覆盖连接件。此设计可为连接件提供附加轴向支撑。另外，近端凸缘可与临近于孔的接纳物体的外表面具有相同颜色，从而连接件将与接纳物体的表面协调。
补充于或替代于径向向内延伸的端部凸缘，该套筒可包括头部，该头部例如由径向向外延伸的凸缘(例如近端凸缘)形成。
根据本发明的再一个实施例，通过构造用于执行根据上文所述的任意方法的过程的机器解决或者至少减轻了部分或所有上文提及的问题。该机器可被构造用于采用上文描述的任意连接件锚固套件执行该过程。
附图说明
将参照附图通过本发明的优选实施例的以下说明性和非限制性的详细描述来更好地理解本发明的上文以及其他目的、特征和优势，其中相同的参考标号用于相同或功能相同的元件，其中：
图1a是根据第一实施例的连接件的示意图；
图1b是沿着图1a的箭头B-B观察的图1a的连接件的截面的立体图；
图2a是根据第一实施例的套筒的示意图；
图2b是沿着图2a的箭头B-B观察的图2a的套筒的截面的立体图；
图3是在锚固过程中包括图1a和图1b的连接件以及图2a和图2b的套筒的连接组件的示意截面图；
图4是在锚固过程的后期阶段图3的连接组件的示意截面图；
图5是在锚固过程的后期阶段替代连接组件的部分示意截面图；
图6是在锚固过程的早期阶段另一个连接组件的部分示意截面图；
图7是在锚固过程的早期阶段再一个连接组件的部分示意截面图；
图8是在锚固过程之后图7的组件的部分示意截面图；
图9是另一个连接件的示意图；
图10是以截面示出的套筒和第一构建层的详细视图；
图11是选用原理的示意图；
图12是又一个连接组件的部分示意截面图；
图13是接纳物体和具有距离保持件的连接件的部分示意截面图；
图14是第二构建层和具有距离保持件的连接件的部分示意截面图；
图15a和图15b是另一个连接件的远端的示意截面图，其中图15b示出了沿着图15a中的平面B-B的截面；
图16是示出了再一个连接组件的视图；
图17是在锚固过程结束时替代连接组件的部分示意截面图；
图18是再一个替代连接组件的部分示意截面图；
图19是在锚固过程开始时另一个替代连接组件的部分示意截面图；
图20是再一个连接组件与超声焊极的示意截面图；
图21是连接组件的又一个实施例的连接件的示意图；
图22是这个实施例的套筒的示意图；
图23是图21的连接件和图22的套筒在组装状态下从另一个方向观察的示意图；和
图24是在锚固过程之后图23的连接组件的示意截面图。
具体实施方式
图1a示出了用于锚固入接纳物体的连接件10。该连接件10具有设置有连接接合部14的近端12，该连接接合部在示出的实施例中被构造为凹形连接接合部并且包括用于与设置有匹配外螺纹的螺钉(未示出)接合的内螺纹16。该连接件10还具有用于插入接纳物体的安装孔(未示出)的远端18。该连接件10具有大致呈圆柱形的主体20，该圆柱形与带螺纹的凹形连接接合部14的圆柱形同轴。在其远端18，连接件10具有相对于圆柱形的中心轴线C1从主体20径向延伸出的周向的远端凸缘22。远端凸缘22的近侧面用作连接件的第一朝向近侧的支撑面24。它朝向远侧方向倾斜并且具有由多个径向脊26限定出的表面结构。在近端与远端12、18之间的中间区域处，连接件10设置有相对于中心轴线C1从主体20径向延伸的周向的中间凸缘28。在近端12，连接件10缩窄以限定朝向远侧方向倾斜的周向肩部30。
图1b以截面示出了连接件10，如由图1a中的箭头B-B所示。由图1b可见，中间凸缘28具有朝向远侧方向倾斜的近侧面32和位于基本垂直于中心轴线C1的平面内的远侧面34。连接件10具有总长度LC，其通常可以在5毫米(mm)至40mm之间。连接件10还具有沿着连接件10的长度变化的直径，该直径在远端凸缘处达到其最大值DC。
图2a示出了由热塑性材料制成的套筒36。该套筒36具有平滑的、大致呈圆柱形的外表面37以及圆柱形的轴向通孔38，该圆柱形内孔被构造为以将在下文进一步说明的方式接纳并且包围连接件10。套筒36的内圆柱形和外圆柱形与套筒的中心轴线C2同轴。套筒36在远端40处设有一对从套筒36的远端朝向近端44延伸的扩展槽42a-42b。在套筒36的内远侧边缘处限定出远侧液化肩部41。在近端44，套筒36包括相对于中心轴线C2从套筒36径向延伸的边缘46。近端液化凸缘47由多个摩擦脊48所限定，该摩擦脊沿着中心轴线C2的方向延伸并且绕着外表面37的外缘分布。摩擦脊48的远端限定了朝向远侧方向的近侧液化肩部49。
图2b以截面示出了套筒36，如由图2a中箭头B-B所示。如图2b可见，近端44设置有向内延伸的边缘50，其限定了朝向远侧方向的近端内肩部52。在近端和远端44、40之间的中间区域，套筒36设置有朝内的周向槽54以接纳连接件10的中间凸缘28(图1a)。周向槽54的远侧边缘56朝向远侧方向倾斜，而周向槽54的限定出中间液化肩部58的近侧边缘大致平行于垂直于中心轴线C2的平面。套筒具有总长度LS，其可例如通常在7mm至60mm之间。
套筒36与图1a-图1b的连接件10一起限定出连接件锚固套件。为了组装连接件锚固套件60以形成连接器，连接件10的近端12沿着组装方向被压入套筒36的远端40。在插入过程中，扩展槽42a-42b允许套筒36的远端40弹性扩张，允许连接件10的中间凸缘28被压入套筒36的周向槽54。一旦中间凸缘位于周向槽内，套筒36的远端40弹性收缩，使得套筒36与连接件10互锁接合。在此构型中，远侧液化肩部41与远端凸缘22接合，而中间液化肩部58与中间凸缘28轴向分离。中间凸缘28的远侧面34(图1b)与周向槽54的远侧边缘56(图2b)之间的接合使得套筒36和连接件10保持互锁接合。套筒36沿着整个轴向长度径向松配合地包围连接件10。套筒36长于连接件10并且在近侧方向上延伸超过连接件10。
图3和4示出了用于将连接件10锚固在为轻质构建元件的接纳物体66内的结合过程。
此种轻质构建元件包括两个相对较薄的构建层以及布置在构建层之间的中间层(内衬层)，该构建层例如由纤维复合材料(比如玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料)、钣金件制成，或者根据行业由纤维板制成，该中间层例如是纸板或其他材料的蜂窝结构，或轻质金属泡沫，或聚合物泡沫，或陶瓷泡沫等，或分开的距离保持件的结构。在图3和4的实施例中，中间层被示出为泡沫材料，而在下文描述的其他实施例中，内衬层被示出为蜂窝层。
图3和4的轻质构建元件由此包括第一构建层101、第二构建层102和夹在该第一构建层与该第二构建层之间的内衬层103。
包括连接件10和套筒36的连接件插入轻质构建元件内的安装孔64，该安装孔64穿过第一构建层101，并且在示出的实施例中还穿过内衬层103。图3示出了在锚固过程开始时的构型。
在锚固过程中，超声振动能量借助于超声焊极(未示出)被传递至套筒，该超声焊极与套筒36的近端44接合。超声焊极沿着箭头72的方向施加轴向压力并且使得套筒36振动以在套筒36与连接件10之间的交界处生成摩擦热。
对于锚固过程而言，超声焊极朝向远侧按压套筒并且由此将套筒36的远侧液化肩部41压靠至连接件10的远端凸缘22。远侧液化肩部41与第一面向近侧支撑面24之间的接合限定远侧液化启动界面。如图3所示，在远侧液化启动界面处由超声焊极的超声振动生成的摩擦热使得套筒的远端的热塑性材料液化。随着超声焊极继续振动，并且沿着插入方向推动套筒36，引起套筒36的液化的热塑性材料径向向外流动并且流入内衬层103的区域中(见图3中的箭头)。
液化的热塑性材料的流动部分被压入连接件10的远端附近的内衬层的材料内。远端凸缘22限定了位于连接件10与安装孔64的内壁之间的液化热塑性材料填充间隙的相对不透液的底部，并且由此将液化的热塑性材料76径向朝外引导并且进入内衬层的结构内，例如进入泡沫的孔内。液化的热塑性材料也与远端凸缘22的表面结构接合，以便一旦热塑性材料随后冷却并且固化，便随后形成防止套筒和凸缘相对旋转运动的接合。
随着套筒36沿着插入方向移动，套筒36的中间液化肩部58与中间凸缘28近侧面32接合，以形成中间液化启动界面。
随着持续施加按压力和机械振动，超声焊极将中间液化肩部58压靠至连接件10的中间凸缘28。如图4所示，在中间液化启动界面处，超声焊极的超声振动生成的摩擦热使得套筒36的中间部分的热塑性材料液化。随着超声焊极持续振动，并且沿着插入方向推动套筒36，套筒36的液化的热塑性材料76被继续压入内衬层的材料内。
根据其材料组分，安装孔64可为位于第一构建层101的远侧的底切，即安装孔的在内衬层的区域中的横截面可大于其穿透第一构建层处的横截面。通过此措施，热塑性材料可遇到阻止径向向外流动的更小阻力。此底切安装孔可例如由能够绕其轴线振荡的钻孔工具加工而成。补充地或替代地，底切可通过该方式形成，尤其是对于密度相对低的泡沫作为内衬层而言，其通过液化的热塑性材料的液压静态压力被径向压缩。同样，带有大孔的敞开多孔结构可由于孔隙本身而允许第一构建层的底部渗流。
一旦已经达到期望位置，例如通过使超声焊极断电或者使超声焊极与套筒36脱离接合，压力和振动停止，热塑性材料76被允许重新固化。套筒36的顶端在整个锚固过程中保持完整，并且在最终位置处在反向于插入方向的方向上延伸超过连接件10。在示出的示例中，连接件10具有小于安装孔64的轴向深度的轴向长度LC(图1b)，从而在最终位置处，连接件将略微下沉入安装孔64内。由此，可避免超声焊极与连接件10之间的意外接触，因为接纳物体66的表面可用作超声焊极的端部止挡件。在结合过程中，套筒36的近端内肩部52(图2b)可能已经通过与连接件10的周向肩部30(图1a)的摩擦接合而被液化，从而紧紧地嵌入周向肩部30；替代地，可以在近端内肩部52到达连接件10的周向肩部30之前停止锚固过程。
在最终位置，套筒36可伸出超过接纳物体66的表面。在略微变型中，该过程可替代地继续直至套筒36的近端44到达其与接纳物体66的表面平齐的位置。在另一个变型中，第三结合步骤可继续，直至套筒36的近端44达到其下沉入接纳物体66内的位置处。
在给定图3和4中示出的构型的情况下，可获得的尤其抵抗向外拉动力的锚固强度可根据内衬材料而仅为适度的，因为内衬层材料本身的尺寸稳定性可为受限的。在这不被接受的情况下，可采用下文讨论的方法。例如，示出的第二(中间)液化界面与图3和4示出的相比可位于更近侧，或者可存在比第二液化界面布置得更近的第三液化界面，从而至少一部分流动部分流入紧邻于第一构建层的远侧空间内。
同样，可省去扩展槽42a、42b，以防止套筒的热塑性材料在其液化之前被径向朝外地推动。
图5示出了在子构建层区域111中在紧接第一构建层的远侧区域中的锚固原理。根据此原理的热塑性材料76的流动部分填充了第一面向近侧支撑面24与临近于形成于第一构建层内的安装孔的口部的第一构建层(或者精确地讲，其朝向远侧的表面)之间的空间。由此，流动部分与连接件10共同形成了一种铆钉，并且借助于第一构建层的强度和尺寸稳定性被固定，以防止拉出接纳物体的运动。
在图1a和图1b中，示出了第一面向近侧支撑面24倾斜远离连接件10的主体20，即第一面向近侧支撑面24朝向近侧且径向朝外。在围绕安装孔的材料具有高度尺寸稳定性从而引导套筒并且防止套筒的部分及其液化的热塑性材料的任何朝外运动和流动的情况下，此构型尤其有利。支撑面中的渐缩形状有助于期望的径向向外流动。
但是，在安装孔周围的材料相对较软的情况下(这通常发生于内衬层)，那么远离轴线的较大倾斜可能抵消引起热塑性材料流动到紧接第一构建层101的远侧的期望。由此，在图5的示例中的第一面向近侧支撑面24被示出为基本垂直于轴线，仅略微地倾斜远离该轴线。
在其它实施例中，尤其是如果套筒相对较薄和/或如果安装孔周围的内衬材料被移除和/或不提供阻力，那么甚至可期望将连接件构造为包括防止套筒径向向外变形并且径向限制套筒的未液化部分的止挡件。此构型在图6中示出。第一面向近侧支撑面24朝向近侧并且径向朝内，由此，连接件关于径向方向形成底切，并且第一面向近侧支撑面24与主体20共同限定出整个凹形表面。由此，防止了套筒的软化的但是尚不可流动的部分的任何向外滑动。热塑性材料可仅在其被完全液化的情况下朝向径向外侧溢出。
图7示出了具有第一面向近侧支撑面24的变型，该第一近侧支撑面关于径向方向形成底切并且由此用作参照图6描述类型的止挡件。第二面向近侧支撑面25也可但是无需为关于径向方向的底切。其与上文描述类型的液化肩部58配合，以在一些第一部分已经与第一面向近侧支撑面24接触液化并且套筒在该过程中已经被相应缩短之后液化部分热塑性材料。图8示出了结果，其中流动部分具有分别来自第一液化界面和第二液化界面的两个主要贡献部分77、79。同样，在此实施例中，流动部分填充其至少一个朝向近侧的支撑面与第一构建层101之间的空间。
图9示出了一种变型，其中第一面向近侧支撑面24同样关于径向方向限定出底切(即朝向近侧敞开的周向凹槽)。然而，与图7和图8的实施例相比，第二面向近侧支撑面25通过属于在相同或不同的轴向位置围绕主体20的外缘分布的多个径向突起121而分布。径向突起121除了用于限定第二面向近侧支撑面25之外，还可用于在锚固后使连接件抵靠套筒稳定，如下文参见图12的更加详细的描述。
图10示出了对于本发明的任意实施例可选用的细节。即该套筒具有凸缘部131，其将在锚固过程结束时以及随后固定套筒以防止径向向内移动。在期望连接器或者至少其套筒在该过程结束时基本上与接纳物体的外表面平齐的情况下，第一构建层101可选地沿着安装孔具有浅的凹口132以接纳凸缘部。
首先，图11示出了适于具有较大弹性的第一构建层101的接纳物体。在锚固过程中，第一构建层可通过套筒的对应特征(例如图2a/2b所示类型的摩擦脊48的远端面)而变形以向内偏转。接下来，如由图11中的箭头所示，由于上升的弹力和/或套筒材料的阻力下降(在与接纳物体发生摩擦的地方变软并变得可流动)，第一构建层弯曲回复至其初始位置。
其次，图11示出了用于第一构建层101的连接件的接纳空间141。如图11所示，此接纳空间可具有轴向底切。如果第一构建层沿着安装孔的边缘被接纳入此接纳空间，那么这为锚固赋予了附加的稳定性。此接纳空间对于其中第一构建层为非柔性的实施例而言也是可选用的。然后，在插入套筒的过程中，使位于接纳空间远端的套筒材料可流动，以在重新固化之后使套筒稳定抵靠第一构建层。
图12示出了具有用于与套筒材料配合以赋予附加的轴向和/或旋转稳定性的凹口151和/或突起152的连接件10的原理。在此，凹口151可在该过程中被套筒的液化的热塑性材料填充，以在该过程之后形成期望的形状配合连接。替代地，套筒36可设置有用于与凹口配合的预成形的突起，并且可被构造为对于插入而言是略具柔性的。考虑到突起152，套筒可包括预成形的凹口153，或者替代地，此凹口可在该过程中由液化的热塑性材料形成。
如果凸缘位于远端、如果连接件10插入安装孔直至紧靠第二构建层102、并且如果热塑性材料将流入子构建层区域111，对于待布置在远端凸缘22处的仅朝向近侧的第一面向近侧支撑面24而言，许多轻质构建元件的内衬层103的厚度太大。由此，实施例中的锚固方法可包括将连接件保持在其不会达到第二构建层的位置。可能的缺点在于，根据加工和内衬材料，该位置可能不像例如如图3和图4中所示的连接件紧靠第二构建层的位置那样明确限定。
图13示出了其中连接件在限定第一面向近侧支撑面24的远端凸缘22的远侧包括距离保持部161的实施例。此距离保持部的高度h可适合于内衬层103的厚度，从而当连接件10位于下述位置时-其中距离保持部161抵靠于第二构建层或者接纳物体内的另一个限定结构，流动部分流入子构建层区域111。
图14示出了其中距离保持部是由位于连接件的远端与第二构建层102之间的加强件171形成的变型。
在图15a和图15b的实施例中，距离保持部由包括中心件181和自扩孔翼182的结构形成，自扩孔翼的形状被设计为，即使安装孔的深度不足以达到第二构建层，也能进入内衬材料。更通常的情况下，连接件10的远端可设置有任何适用的钻孔或扩孔结构。为了插入连接件，连接件可承受适用于此钻孔或扩孔结构的机械运动，例如旋转或振动运动。
图16的实施例实现了另一个可选原理。即套筒设有多个被构造为延伸超过连接件10的热塑性延伸部191。由此，连接件的远端凸缘22具有相应数量的中断192，热塑性延伸部191可滑动通过该中断192。在该过程中，当套筒36受施加于其上的机械振动而被压向远侧时，延伸部的远端被压靠于接纳物体的结构，例如第二构建层102的朝向近侧的表面。这导致延伸部的远端的液化和接纳物体的结构的互相渗透。一旦远侧液化肩部41与支撑
面接触，根据上文描述的原理，在此液化界面处将发生另外的液化。通过接纳物体的结构的互相渗透，来自热塑性延伸部191的远端的液化并重新固化的热塑性材料有助于连接件的锚固。
图17示出了连接件结构的替代实施例，其具有关于径向方向限定底切的面向近侧的支撑面。与例如图7、图9和图13的实施例相比，该面不呈锥形，而是在轴向截面中呈凹形。其它形状也是可行的。图18示出了其中朝向近侧的抵接表面具有阶梯形的结构，在该阶梯形中带有矩形横截面的凹槽确保了关于径向形成形状配合连接，并且由此限定了止挡件。
在前面描述的实施例中，连接件被示出为属于在接纳将被紧固于其上的另一个物体时用作锚固件的连接件。由此，图1a和图1b中的连接件具有连接接合部14。但是，连接件无需包括此连接接合部14。相反，例如通过具有功能性结构，连接件可在一些实施例中本身用作相对于接纳物体锚固的物体。补充地或替代地，连接件和/或套筒可已经引入了待相对于接纳物体锚固的、例如呈传感器或致动器形式的元件。作为另一个替代，如图19所示，连接件可用作将另一个物体195固定至接纳物体的铆钉。其中，套筒具有凸缘部131或头部特征，连接件10具有热塑性延伸部191或足部特征，由此该过程结束时，接纳物体(轻质构建元件)和另一个物体195在各个凸缘(头部、足部)特征之间被彼此夹靠在一起。
图20示出了连接件10的连接接合部无需为凹形连接接合部的原理。相反，在图20的实施例中，连接件被示出为具有凸形连接接合部14，即朝向近侧延伸的螺纹杆。替代地，凸形连接接合部可包括球状头部或任意其它适用结构。在具有凸形连接接合部114的实施例中，套筒36长于连接件(或者长于连接件的位于距离保持部161近侧的部分)的可选条件可被替换为套筒长于结合区域的轴向宽度b的条件。此结合区域在第一面向近侧支撑面24与在连接件被插入时对应于接纳物体第一构建层的高度的轴向位置(如图20中的虚线所示)之间延伸。在此实施例中，用于将机械振动耦合入套筒36(在图20中部分示出)的超声焊极160被例如调整为例如通过为中空而不与凸形连接接合部114接触。
在图21和图22的实施例中，连接件具有远端凸缘，该远端凸缘至少通过具有以下性能而与例如图1a-图2b的实施例的远端凸缘22有所不同：
-首先，远端凸缘22并非为连续的而是包括共同形成凸缘的齿状径向突起202的结构。由此，与连续凸缘相比，减小了液化界面的面积。同样，突
起的齿形提供了附加的能量引导作用。由于这些作用，在过程中抵抗套筒相对于凸缘的向前运动的整体阻力被减小，从而与之前描述的实施例相比，该方法能够应用于例如更加硬质和/或具有更高玻璃转化温度的热塑性材料。另外，在该过程中，热塑性材料可以(并且将会)在突起之间的空间内朝向远侧向前传送，并且将流动经过连接件的远端以获得另外的锚固。
-其次，远端凸缘具有在液化界面处小于套筒的径向延伸的径向延伸，见图23，其示出了图22的套筒以及图21的连接件，它们相较于图21和图22呈组装状态并且倒置取向。同样，此性能(远端凸缘的更小的径向延伸)具有通过减小的交界面积和特别是径向向外边缘的能量引导作用而减小总电阻的效果，以及允许材料传输通过凸缘的效果。
这些第一和第二性能彼此无关，即它们可按说明组合实现或者单独实现。
图24以截面示出了该过程后的组件，该截面平面被选定为使得在左侧其延伸通过其中一个突起202，同时在右侧其延伸通过突起之间的空间。热塑性材料76的流动部分包括已经向远侧流动到连接件的远端并且例如渗入第二构建层102的结构内的部分。如果第二构建层102具有热塑性材料，例如热塑性树脂材料，同样可能焊接至第二构建层102的热塑性材料。
通常情况下，不同实施例的特征可进行组合。例如，支撑面的不同形状可与不同远侧(距离保持或其它)结构进行组合，二者可以具有连接件的一个或多个支撑面的构型实现。
构造用于执行上文所述过程的机器可包括定位装置，该定位装置构造用于将连接件10和套筒36布置在接纳物体66的安装孔64内。还可包括用于传送能量至套筒36的能量传送装置，比如加热器或超声焊极。该机器可被装配有包括多个套筒36和连接件10的存储仓，其作为单独部件或作为连接组件62，用以在供给移动穿过机器的接纳物体时进行自动的、重复的锚固过程。
连接件10由相对非热塑性的材料制成。用于连接件的适用材料的示例为金属，比如钢、铝、锌合金(比如扎马克锌基压铸合金5)或铸铁。但是，术语“相对非热塑性”应在锚固过程的上下文中理解，为了采用该过程锚固连接件10，连接件10的主体20需要在整个锚固过程中保持固态。由此，术语“相对非热塑性”应被理解为也包括具有明显高于套筒36的熔点的熔点(例如至少高50℃)的任意热塑性材料，因为此材料在本发明的上下文中将不具有
热塑性性能。
适用于上文描述的套筒36的热塑性材料可包括聚合相(尤其是基于C、P、S或Si链)，该聚合相在临界温度范围之上例如通过熔化从固态转换为液化或者可流动，并且当再一次冷却到临界温度范围之下时例如通过结晶重新转换为固态材料，其中固相的粘性比液相的粘性大几个数量级，比如至少三个数量级。热塑性材料通常可包含未共价交联或以在加热至或高于熔融温度范围时交联键可逆地打开的方式交联的聚合物组分。聚合物材料还可包括填料，例如材料纤维或颗粒，其不具有热塑性或者具有熔化温度范围明显高于基础聚合物的熔化温度范围的热塑性性能。热塑性材料的示例为热塑性聚合物、共聚物或填充聚合物，其中碱性聚合物或共聚物例如为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(尤其是聚酰胺12、聚酰胺11、聚酰胺6或聚酰胺66)、聚甲醛、聚碳酸酯-尿烷、聚碳酸酯或聚酯碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈(ASA)、苯乙烯-丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚对苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)等。
适用于根据本发明的方法的机械振动或振荡可通常具有2至200千赫兹(kHz)之间的频率；更通常为10至100kHz之间；甚至更通常为15至40kHz之间。举例来说，其可提供每平方毫米有效表面的0.2至20W的典型振动功率。该振动工具(例如超声焊极)可被设计为使得其与套筒的界面主要在插入轴线的方向上振荡，振幅在1至100微米(μm)之间，例如约30至60μm。
本发明主要参照一些实施例在上文进行描述。但是，如本领域技术人员容易理解的，在由所附权利要求书限定的本发明的范围内，除了上文公开的实施例以外的其它实施例同样是可能的。例如，安装孔64(图3)被示出为盲孔。但是，其可替代地被构造为通孔，该通孔一直延伸穿过轻质构建元件。该通孔的内表面可例如通过形成穿过第二构建层102的更小直径的通孔64a而设置有端部止挡肩部。由此，可从该板的任一侧进入连接件10的连接接合部14(图1a)。另外，套筒36(图2a)已经被示出为具有用于容纳连接件10的轴向通孔38。但是，这并非必须的，套筒仅在一端开放可能就足够了。举例来说，套筒36可在近端通过轴端壁被闭合。此套筒可用于锚固隐藏的连接件，该连接件可通过例如移除轴端壁以外露螺纹而随后可及，以安装例如重新构型的结构系统的可选部件。在上文中，所有部件均已经被示出为具有围绕插入轴线和中心轴线C1、C2(图1a、图2a)的基本圆柱形或旋转对称的
几何形状。但是，即使此几何形状对于圆形安装孔64而言是优选的，圆形安装孔可例如通过钻孔轻松形成，圆形几何形状也并非是必要的。另外，连接件、套筒和安装孔无需具有相同的大致形状或匹配形状。在上文中，第一和第二连接接合部被描述为螺纹接口。但是，这并非必须。本发明还适用于锚固其它类型的连接接合部，比如卡扣接口、卡合连接、磁体、夹具等。将被锚固在接纳物体内的连接件无需设有凹形连接接合部；替代地，其可为凸形连接接合部，比如带螺纹的销。
包括将能量转换为机械旋转能的实施例将采用连接件和套筒，其相较于在所描述的实施例中示出的连接件/套筒包括变型。例如，图1a和图1b的连接件将不包括脊26，而是包括基本上旋转对称的远端凸缘22。类似地，图2a和图2b的套筒36将不具有用于能量导向的摩擦脊48，而是包括例如光滑的或粗糙的外表面。另外，连接件和套筒均将具有扭矩传递接合结构。例如对于连接件而言，此接合结构可为替换所示连接接合部14的结构，或者可以附加地设置。对于套筒而言，此接合结构可例如存在为围绕轴向通孔38的内表面的近侧部分的形状。

Claims (23)

1.一种将连接件锚固在接纳物体中的方法，该接纳物体为包括第一构建层、第二构建层和内衬层的轻质构建元件，其中所述内衬层被布置在所述第一构建层的远侧并且所述内衬层内被布置在所述第一构建层和所述第二构建层之间，其中所述第一构建层和所述第二构建层分别比所述内衬层更薄且具有更高的密度，并且其中所述接纳物体设有用于接纳所述连接件的安装孔，所述安装孔穿过所述第一构建层并延伸进入或者延伸穿过所述内衬层，所述连接件具有远端和近端，所述方法包括以下步骤：
-将所述连接件的远端以沿着插入轴线的插入方向插入所述安装孔；
-将包括热塑性材料的套筒插入所述安装孔，所述套筒包围所述连接件；
-使所述套筒的面向远侧液化面与所述连接件的面向近侧支撑面接触；
-采用与所述套筒的近端接合的超声焊极来传递能量以至少使所述套筒的热塑性材料的流动部分液化并将所述液化面压靠至所述支撑面以引起所述流动部分的至少一部分径向向外流动；和
-使所述流动部分重新固化，由此重新固化的流动部分将该连接件锚固在所述接纳物体中，
-其中在液化所述热塑性材料的至少一部分之前，所述连接件的远端被移入轴端位置，在该轴端位置处所述连接件抵接所述安装孔的轴向支撑面，
-其中在液化所述热塑性材料的至少一部分之前、过程中和之后，所述连接件的远端抵靠于所述轴向支撑面，
-其中所述轴向支撑面为所述第二构建层的内表面，
-并且其中在所述套筒的所述流动部分被液化时沿插入方向移动所述套筒的近端。
2.根据权利要求1所述的方法，其中借助机械能量传递来传递能量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中借助机械振动来传递能量。
4.根据权利要求2所述的方法，其中借助机械旋转来传递能量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述液化面位于所述套筒的远端。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中传递能量以相继液化所述套筒的热塑性材料的多个轴向分离的部分。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在传递能量步骤中，所述连接件的远端或所述连接件的另一个面向远侧抵接面被保持抵靠所述安装孔内的轴向支撑面。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在传送能量和按压的步骤中，所述套筒朝插入方向移动而所述连接件基本固定不动。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括允许至少一部分液化的热塑性材料轴向包围从所述连接件的主体径向延伸的结构，并且之后允许液化的热塑性材料固化以在所述连接件与套筒之间提供轴向支撑。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括允许至少一部分液化的热塑性材料渗透入所述连接件的主体内的凹口，并且之后允许液化的热塑性材料固化以在所述连接件与所述套筒之间提供轴向支撑。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述连接件包括第一连接接合部，其用于与将待连接至所述接纳物体的物体的、匹配的第二连接接合部接合。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使所述流动部分的至少一部分径向向外流动包括引起所述流动部分的一部分进入所述第一构建层的直接远侧并且与所述第一构建层直接相邻的空间。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述面向近侧支撑面相对于径向限定出底切。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述连接件呈阶梯形，因而其包括第一面向近侧支撑面和第二面向近侧支撑面。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述连接件具有位于所述面向近侧支撑面的远侧的距离保持结构，从而在传递能量步骤中所述面向近侧支撑面被定位为与由所述接纳物体限定的轴向支撑相距一定距离。
16.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述套筒具有至少一个远侧突出特征，其中所述连接件的形状被设计为当所述套筒包围所述连接件时，允许所述远侧突出特征远侧延伸超过所述连接件的远端，并且其中所述方法包括此步骤，即在将所述液化面压靠于所述支撑面之前将所述套筒的远侧突出特征压靠于所述接纳物体的支撑结构，直至所述套筒件的热塑性材料的一部分液化并且被压入所述接纳物体的结构。
17.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述面向近侧支撑面为凸缘的近侧面。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述凸缘由所述连接件的多个轴向突起构成。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述凸缘的径向延伸小于所述套筒的远端的径向延伸。
20.一种连接件锚固套件，其包括连接件，所述连接件构造为待锚固入为轻质构建元件的接纳物体，所述轻质构建元件包括第一构建层和位于所述第一构建层的远侧的内衬层，其中所述第一构建层比所述内衬层更薄并且具有更高的密度，所述连接件具有主体，其具有沿着插入轴线以插入方向插入所述接纳物体的安装孔内的远端，所述连接件在近端的远侧具有面向近侧的支撑面，所述锚固套件还包括套筒，所述套筒包括呈固态的热塑性材料，所述套筒具有远端和近端并且被构造为接纳且包围所述连接件，其中所述连接件具有相对于所述插入轴线从所述主体径向延伸的凸缘，所述套筒在其远端处具有小于所述凸缘的横截面的内部横截面，其中所述连接件能够插入所述套筒至结合开始位置，在该结合开始位置处所述凸缘与所述套筒的远端轴向接合，其特征是，所述连接件被构造为移入轴端位置，在该轴端位置处所述连接件抵接所述安装孔的轴向支撑面，并且其中所述连接件锚固套件被构造为通过以下方式锚固在轻质构建元件内，即采用与所述套筒的近端接合的超声焊接来传递能量以在使所述套筒的面向远侧液化面与所述连接件的面向近侧支撑面接触时并且在液化所述热塑性材料的至少一部分之前、过程中和之后所述连接件的远端抵靠于所述轴向支撑面时至少使所述套筒的热塑性材料的流动部分液化，并且将所述液化面压靠至所述支撑面以引起所述流动部分的至少一部分径向向外流动，并且其中所述凸缘具有面向近侧并径向向内的近侧面，从而限定出朝向近侧开放且围绕所述主体延伸的凹槽。
21.根据权利要求20所述的连接件锚固套件，其中所述套筒包括多个轴向分离的肩部，所述肩部被构造为与所述连接件的多个轴向分离的支撑面接合，以在多个轴向分离的熔融区域中液化所述套筒。
22.根据权利要求20或21所述的连接件锚固套件，其中所述套筒被构造为至少在除了所述远端之外的所有轴向位置处以径向松配合的方式包围所述连接件。
23.一种机器，其被构造用于执行根据权利要求1-19中任一项所述的方法。
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