CN211573941U - 紧固装置和组件 - Google Patents
紧固装置和组件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211573941U CN211573941U CN202020111449.6U CN202020111449U CN211573941U CN 211573941 U CN211573941 U CN 211573941U CN 202020111449 U CN202020111449 U CN 202020111449U CN 211573941 U CN211573941 U CN 211573941U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fastening device
- component
- flat
- flat base
- overmolded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 30
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims description 14
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 11
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
- F16B5/08—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of welds or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/002—Resistance welding; Severing by resistance heating specially adapted for particular articles or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
- B23K11/11—Spot welding
- B23K11/115—Spot welding by means of two electrodes placed opposite one another on both sides of the welded parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
- B23K11/18—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded of non-ferrous metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/34—Preliminary treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/006—Vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/15—Magnesium or alloys thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
- F16B2200/81—Use of a material of the hooks-and-loops type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种紧固装置(1)和组件。该紧固装置(1)具有上表面(A)和下表面(B)并且包括单件冲压金属部件(1a),该单件冲压金属部件限定:呈碗状形状的中心部分(2),该中心部分(2)具有平坦基部(21)和至少一个侧壁(22);和具有平坦轮缘(30)和多个爪(31)的周边部分(3),紧固装置(1)用于在发生以下情况时将由复合材料制成的第一部件组装到由金属材料制成的第二部件:平坦轮缘(30)和侧壁(22)在紧固装置(1)的下表面(B)侧与第一部件成一体;爪(31)嵌入第一部件中;并且平坦基部(21)在紧固装置(1)的下表面(B)侧焊接到第二部件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种紧固装置,该紧固装置用于通过将该紧固装置与金属材料电阻焊接而将复合材料和金属材料组装。更具体地说,本实用新型涉及汽车领域。
背景技术
特别是在陆地或空中运输的领域中,已知的是使用多材料组件,这种多材料组件集成了例如钢、铝、镁之类的金属部件和例如基体和加强件(例如碳纤维或玻璃纤维加强聚合物)之类的复合材料部件。这些多材料组件通过用较轻的复合材料代替金属部件来解决车辆重量减轻问题,以便降低能量消耗或改善车辆动态特性。然而,考虑到所组装材料的不同性质,这些组件相对难以实施。
文献FR3065895涉及一种用于通过电阻焊接将复合材料紧固到金属材料的装置。该紧固装置包括金属插入件,该金属插入件定位在预先形成在复合材料中的开口中,使得该金属插入件完全穿过该开口以与金属材料接触。然后将焊接电极施加到该金属插入件,以在该插入件和金属材料之间在它们的接触点处焊接。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供现有技术的解决方案的替代解决方案。本实用新型特别涉及一种用于将复合材料部件紧固到金属材料部件的装置,该紧固通过将紧固装置与金属材料部件电阻焊接而执行。该装置允许部件在这些之间实现简化、经济和牢固的紧固。
为了实现该目的,本实用新型的目的是提出一种紧固装置,该紧固装置具有上表面和下表面并且包括单件冲压金属部件,该单件冲压金属部件限定:具有平坦基部和至少一个侧壁的碗状中心部件;和具有平坦轮缘和多个爪的周边部分。紧固装置用于在发生以下情况时将复合材料的第一部件紧固到金属材料的第二部件:
平坦轮缘和侧壁在紧固装置的下表面侧固定到第一部件;
爪嵌入第一部件中;并且
平坦基部在紧固装置的下表面侧焊接到第二部件。
根据本实用新型的其它有利和非限制性特征,单独地或以任何技术上可行的组合来考虑:
周边部分的平坦轮缘包括位于紧固装置的上表面侧的至少一个倒角;
周边部分的平坦轮缘具有多边形形状;
周边部分的平坦轮缘在其边缘上具有至少两个平坦点,以便于操纵紧固装置;
爪是通过切割单件冲压金属部件并使该单件冲压金属部件弯曲而形成的;
爪相对于平坦轮缘形成45°至90°之间的角度,并且延伸超过紧固装置的下表面;
中心部件的侧壁是锥形的;
单件冲压金属部件的厚度在0.5mm和2.5mm之间;
紧固装置包括包覆成型层,包覆成型层定位成在紧固装置的下表面侧抵靠周边部分和侧壁,其中包覆成型层用于与第一部件成一体。
包覆成型层由用玻璃纤维加强或没用玻璃纤维加强的热塑性材料构成,该热塑性材料例如是聚酰胺、聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯;
紧固装置包括包覆成型的圆锥形尖端,该包覆成型的圆锥形尖端与包覆成型层成一体并且定位成在紧固装置的下表面侧与平坦基部相对,其中包覆成型的圆锥形尖端被构造成可移除以便暴露平坦基部。
包覆成型的圆锥形尖端由用玻璃纤维加强或没用玻璃纤维加强的热塑性材料制成,该热塑性材料例如是聚酰胺、聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯;
根据本实用新型的另一方面,本实用新型提出了一种组件,该组件包括复合材料的第一部件、金属材料的第二部件和如上所述的紧固装置,其中:紧固装置的平坦轮缘和侧壁在紧固装置的下表面上与第一部件成一体;爪嵌入第一部件中;并且平坦基部在紧固装置的下表面上焊接至第二部件。
根据又一方面,本实用新型的目的是提出一种用于生产组件的方法,该方法包括:将紧固装置固定到第一部件的第一步骤,然后将紧固装置固定到第二部件的第二步骤。
根据本实用新型的其它有利和非限制性特征,单独地或以任何技术上可行的组合来考虑:
使用注射成型技术执行第一步骤,并且第一步骤包括:第一子步骤,该第一子步骤供应第一初步部件,第一初步部件至少包括纤维并具有穿过第一初步部件的至少一个开口;第二子步骤,该第二子步骤将紧固装置的碗状部定位在开口中,使得平坦基部与第一初步部件的下表面齐平或从第一初步部件的下表面略微突出,其中爪至少部分地穿过第一初步部件;第三子步骤,该第三子步骤注射基体以形成由复合材料制成的第一部件;
第一步骤包括加热第一部件并将紧固装置驱动到第一部件中,使得碗状部穿过第一部件的厚度,并且平坦基部与第一部件的下表面齐平或从第一部件的下表面略微突出;
在驱动之前,使紧固装置在其平坦基部处设置尖端,以便于其驱动并保护平坦基部的表面,其中所述尖端在第一步骤完成时被移除;
尖端是通过磁化作用联接到平坦基部的可移除尖端,该可移除尖端在所述基部与尖端之间的接合处设置有在平坦基部的周边上延伸的密封件。
附图说明
本实用新型的进一步的特征和优点将从下面参考附图对本实用新型的详细描述中显现,其中:
图1a示出了根据第一实施方式的紧固装置的上表面A的概图;
图1b示出了根据第一实施方式的紧固装置的下表面B的概图;
图2示出了使用根据第一实施方式的紧固装置的组件的横截面图,该横截面图未穿过碗状部的中心;
图3表示形成本实用新型的组件的第一阶段;
图4示出了在形成本实用新型的组件的第二步骤之后的根据紧固装置的上表面的组件的概图;
图5表示形成本实用新型的组件的第三步骤;
图6a示出了根据第二实施方式的紧固装置的上表面A的概图;
图6b是根据第二实施方式的紧固装置的下表面B的概图;
图7是使用根据本实用新型的第二实施方式的紧固装置的组件的横截面图。
具体实施方式
为了简化以下描述,将使用相同的附图标记用于相同的或执行相同功能的元件。附图是示意性的表示,为了清楚起见,这些附图不一定按比例绘制。
紧固装置的一般表示
紧固装置1的目的是通过电阻焊接将由复合材料(例如用碳纤维或玻璃纤维加强的聚合物)制成的第一部件4与由金属材料制成的第二部件5组装。紧固装置1具有上表面A和下表面B。
紧固装置1由单件冲压金属部件1a形成。“单件冲压金属部件”是指单片金属(通常为金属板),该单片金属已经经历一个或多个冲压步骤,即金属板的冷成形步骤。该部件也可以已经经历一个或多个切割和/或弯曲步骤。
单件冲压金属部件1a具有0.5mm至2.5mm之间的厚度,优选地具有1mm至2mm之间的厚度,如图2所示,该厚度在金属部件1a的整个表面上基本上恒定。该厚度对应于冲压之前的初始金属板的厚度。在通过冲压而变形的区域中,冲压部分的厚度可以稍微减小。
可以从黑色金属和钢选择用于单件金属部件的金属。
根据第一实施方式的紧固装置的描述
图1a和图1b分别示出了根据本实用新型的第一实施方式的紧固装置1的上表面A和下表面B的概图。紧固装置1包括中心部件2和周边部分3。周边部分3围绕中心部件2。
中心部件2为碗状形状,并具有平坦基部21和侧壁22。中心部件2的侧壁22有利地是锥形的。
在以下描述中,“中心部件”和“碗状部”可以以等同的方式使用。
紧固装置1旨在用于通过碗状部2的侧壁22和周边部分3在下表面B侧固定到第一部件4,如图2所示。紧固装置1旨在用于借助于电极8a通过碗状部2的平坦基部21在下表面B侧焊接到第二部件5,如图2所示。将在使用紧固装置1将第一部件4组装到第二部件5的以下描述中提供进一步的细节。
碗状部2的深度以这样的方式确定,即当借助于紧固装置1将第一部件4组装到第二部件5时,平坦基部21可以与第二部件5接触。有利的是,碗状部2的深度大致对应于第一部件4的厚度,并且优选地稍大于第一部件4的厚度。
碗状部2的内部尺寸优选地选择成为电极8a的横向尺寸或直径留出足够的间隙。这具有通过防止电极8a变为与侧壁22接触而减少可能的短路风险的效果,特别是当将所述电极8a定位在碗状部2中以用于焊接在第二部件5上时。
周边部分3具有在基本上平行于平坦基部21的平面中延伸的平坦轮缘30。周边部分3还具有四个爪31。应当注意,可以考虑更多或更少数量的爪31。
爪31旨在用于通过穿透第一部件4并被封闭在第一部件4中来改善紧固装置1的抗剪切能力和抗扭转能力。
有利地,特别是在周边部分3的端部处通过切割单件部件1a并使单件部件1a弯曲而形成爪31,如图1a和图1b中清楚地示出。
爪31相对于平坦轮缘30形成45°至90°之间的角度,并且延伸超过紧固装置1的下表面B,使得这些爪31能够至少部分地穿过第一部件4。
优选地,选择爪31的长度,使得爪31的端部不比碗状部2的平坦基部21进一步延伸;这防止了爪离开第一部件4。
爪31的端部有利地成形为像尖端一样,使得它更容易穿透到第一部件4中。
有利地,平坦轮缘30是多边形形状,与要不具有冠状形状的平坦轮缘30相比,这种多边形形状具有改善对紧固装置1所经受的扭矩的抵抗的优点。此外,平坦轮缘30的表面面积越大,最终组件的机械强度越好。然而,必要的是根据所使用的紧固装置1的数量和它们的布置来限制该面积,以避免短路的风险,并且如果需要,能够例如以50mm至60mm的距离形成紧密的焊接点。该表面的选择是机械强度和紧固装置1的尺寸之间的折衷。
可选地,平坦轮缘30在紧固装置1的上表面A侧包括至少一个倒角32。倒角32可以放置在爪31的两侧(图1a)。倒角32旨在用于改善紧固装置1到第一部件4的固定,如下所述。
作为选择,如图1a所示,平坦轮缘30在其边缘上具有四个平坦点33,以便于例如借助于机械臂来操纵和定位装置1。平坦点33优选成对地彼此面对地布置,例如相对于装置1的中心对称。平坦点33可以存在于边缘的全部或部分厚度上。即使在图1a和1b中示出了四个平坦点33,但也可以考虑使用不同数量的平坦点,例如两个、三个或多于四个。
使用根据第一实施方式的紧固装置的组件
图2示出了包括根据第一实施方式的紧固装置1、第一部件4和第二部件5的组件的横截面图,该横截面图未穿过碗状部2的中心。
为了制造这种组件,需要几个步骤。在第一步骤中,将紧固装置1固定到第一部件4,这可以根据所使用的技术在一个或多个子步骤中完成。在第二步骤中,然后将紧固装置1固定到第二部件5。
有几种方式来执行第一步骤。实际上,第一步骤会受到第一部件4的初始材料的影响。
第一种情况对应于第一部件4初始仅由纤维构成并且于是被称为第一初步部件的情况。优选注射成型技术,例如称为“RTM”(意为“树脂传递成型”)的低压树脂注射成型或称为“LCM”(意为“液体压缩成型”)的树脂注射和浸渍成型。在该第一种情况下,必须注射基体(通常是树脂)以制造复合材料的第一部件4。
第二种情况对应于第一部件4初始是复合材料的情况,第一部件4由预饱和的纤维形成:这种情况不需要基体注射步骤。
在第一种情况下,第一步骤通过注射成型技术执行。
该第一步骤包括提供第一初步部件的第一子步骤。该第一初步部件主要由纤维例如碳纤维或玻璃纤维制成,并且具有穿过其厚度的开口。
第二子步骤包括在紧固装置1的下表面B侧将紧固装置1的碗状部2放置在上述开口中,使得平坦基部21与第一部件4的底表面齐平或从第一部件4的底表面略微突出。爪31通过将构成第一初步部件的纤维推回也穿透到第一初步部件中。
在第三子步骤中,将优选地由热固性材料例如环氧树脂构成的基体注射到第一初步部件上和第一初步部件中以形成复合材料的第一部件4,从而填充纤维之间的间隙以确保所述材料的结合。
通过填充碗状部2和上述开口之间的间隙以及爪31和第一部件4的材料的纤维之间的间隙,基体促进了装置1的固定。如图4所示,基体还将覆盖平坦轮缘30的倒角32,从而改善紧固装置1到第一部件4的固定。紧固装置1的上表面A的其余部分和平坦基部21保持没有任何基体。该子步骤利用使用两部分模具的专用工具来执行,该模具在紧固装置1的水平处在第一部件4上闭合以注射基体。为了防止基体渗透到希望没有任何基体(特别是用于焊接)的区域中,将密封元件例如接头放置在工具中。这些密封元件特别地位于要保护的区域的周边,例如位于碗状部2的平坦基部21。
在第二种情况下,已经可以获得由复合材料制成的第一部件4,因此不需要执行基体注射步骤。第一部件4也不必具有开口。在这种情况下,第一部件4的基体优选地由热塑性材料制成。
为了实现将紧固装置1固定在第一部件4上,第一步骤包括加热所述第一部件4,以便软化基体。第一步骤于是包括将紧固装置1驱动到第一部件5中。该下沉发生在装置1的下表面B侧。
例如借助于挤压机将紧固装置1推入到第一部件4中:目的是使碗状部2穿过第一部件4的厚度,并且使平坦基部21与第一部件4的下表面齐平或从该下表面略微突出。
在该下沉期间,爪31通过将构成第一部件4的纤维推回而穿透到第一部件4中。第一部件4的加热允许基体软化,因此与第一种情况类似,基体将能够填充在插入紧固装置1期间产生的空间(特别是由爪31产生的空间),并如图4所示覆盖平坦轮缘30的倒角32,从而允许紧固装置1固定到第一部件4。平坦基部21以及紧固装置1的上表面A的其余部分必须保持没有任何基体,以便随后焊接。
为了实现这个目的,并且以节约成本的方式,在将紧固装置1推入第一部件4中之前,在下表面B侧,使紧固装置1在其平坦基部21上配备有可移除尖端7a(图3)。该可移除尖端7a旨在用于在保护平坦基部21的表面的同时便于将紧固装置1插入到第一部件4中。该可移除尖端7a可通过磁化作用与平坦基部21组装在一起,并且设置有密封件6以限制对平坦基部21的表面造成损坏的风险,特别是由于基体渗透而对平坦基部21的表面造成损坏的风险。该密封件6有利地在平坦基部21和尖端7a之间的接合处在所述基部21的周边上延伸。
一旦基体已经硬化,就在第一步骤结束时移除尖端7a和密封件6(如果存在的话),从而完成紧固装置1到第一部件4的固定。
在两种情况下,在第一步骤之后,紧固装置1都被插入到第一部件4中,第一部件4在所述装置1的下表面B侧与平坦轮缘30和侧壁22接触。
在图5所示的第二步骤中,在平坦基部21处将紧固装置1焊接到第二部件5。
将设有紧固装置1的第一部件4放置在第二部件5上,使得平坦基部在紧固装置1的下表面B上与第二部件5接触。然后,在装置1的上表面A侧,将第一电极8a放置在碗状部2中,并与平坦基部21接触。第二电极8b也被布置成与第一电极8a相对地抵靠第二部件5,使得平坦基部21和第二部件5位于两个电极8a和8b之间。在第一电极8a和第二电极8b之间施加电流,以将平坦基部21电阻地熔合到第二部件5。在熔化期间,还向第一电极8a和/或第二电极8b施加压力。
在该第二步骤结束时,第一部件4夹在紧固装置1和第二部件5之间,这确保了组件的良好机械阻力。爪31用于将第一部件4夹在紧固装置1和第二部件5之间。
根据第二实施方式的紧固装置的描述
图6a和图6b分别示出了根据本实用新型的第二实施方式的紧固装置1的上表面A和下表面B的概图。
根据该第二实施方式的紧固装置1具有与参考第一实施方式描述的那些特征相同的特征。
在该第二实施方式中,紧固装置1还包括在紧固装置1的下表面B侧放置成抵靠周边部分3和侧壁22的包覆成型层1b。包覆成型层1b保留了紧固装置1的所有结构特征,例如爪31、平坦点33等。
该包覆成型层1b旨在用于与第一部件4成一体。因此在以下所述的组件中,该包覆成型层1b将位于单件冲压金属板1a和第一部件4之间。
包覆成型层1b的目的是通过防止单件冲压金属板1a与第一部件4的复合材料直接接触来保护装置1不受腐蚀。因此包覆成型层1b允许更为多样化地选择用于板1a的金属材料,从而允许使用对复合材料的腐蚀具有不同敏感性的材料。
如果装置的上表面A上存在倒角,则包覆成型层1b覆盖倒角32(图6a),并且包括促进包覆成型层1b和金属板1a之间的固定的爪31(图6b)。
包覆成型层1b可以由诸如聚酰胺、聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯之类的热塑性材料制成。热塑性材料有利地用玻璃纤维加强,即,它包含玻璃纤维。这是为了改善热塑性材料的刚性。
有利地,紧固装置1还包括在其下表面B侧与平坦基部21相对地布置的包覆成型的圆锥形尖端7b。该尖端7b具有与在使用根据第一实施方式的紧固装置1时所提到的尖端7a相同的功能,以形成根据本实用新型的组件。包覆成型的圆锥形尖端7b有利地由类似于包覆成型层1b的材料的热塑性材料形成,在移除之后,这种热塑性材料不会留下附着到由碗状部2的平坦基部21形成的焊接区域的残留物。优选地,包覆成型的圆锥形尖端7b的热塑性材料用玻璃纤维加强,以使其更脆,从而便于其随后的移除。
同样有利地,包覆成型的圆锥形尖端7b和包覆成型层1b形成为单件。
圆锥形尖端7b可设有空腔71,以便于紧固装置1穿过第一部件4。
圆锥形尖端7b设有弱化凹槽72,以使圆锥形尖端7b可与包覆成型层1b分离。该弱化凹槽72在平坦基部21的周边上形成冠状部,在该冠状部处圆锥形尖端7b变薄。因此,当平坦基部21必须暴露时,可以使用工具在弱化凹槽72处容易地将圆锥形尖端7b与包覆成型层1b分离。
有利的是,弱化凹槽72略微高于碗状部2的平坦基部21,以暴露侧壁22的一部分。这具有如下效果,即:当使碗状部2的平坦基部21与第二部件5接触以执行焊接时,如果发生不精确性故障,则能够避免包覆成型层1b被第二部件5潜在地阻止。
使用根据第二实施方式的紧固装置的组件
图7示出了包括根据第二实施方式的由金属板1a和包覆成型层1b形成的紧固装置1并且包括第一部件4和第二部件5的组件的横截面图。
如前面参考使用第一实施方式中的紧固装置1的组件所述,使用第二实施方式中的紧固装置1的组件的制造方法还包括两个步骤:将紧固装置1固定到第一部件4的第一步骤和将紧固装置1固定到第二部件5的第二步骤。
对于第一步骤,也可以发现与第一实施方式相同的情况,即第一部件4初始是仅由纤维制成的第一初步部件的第一种情况,以及初始可获得由复合材料制成的第一部件4的第二种情况。
在第一种情况下,第一步骤通过注射成型技术执行。
该第一步骤包括提供第一初步部件的第一子步骤。该第一初步部件主要由诸如碳纤维或玻璃纤维之类的纤维制成,并且具有穿过第一初步部件的开口。在该第一种情况下,紧固装置1不包括包覆成型的圆锥形尖端7b,而仅包括包覆成型层1b。
第二子步骤包括在紧固装置1的包覆成型层1b所在的下表面B侧将紧固装置1的碗状部2放置在开口中,使得平坦基部21与第一部件4的底表面齐平或从该底表面略微突出。爪31通过将构成第一部件4的纤维推回也穿透到第一部件4中。
在第三子步骤中,将优选地由诸如环氧树脂之类的热固性材料制成的基体注射到第一初步部件上和第一初步部件中以形成复合材料的第一部件4,并且填充纤维之间的间隙以确保其结合。通过填充爪31和第一部件4的材料的纤维之间的间隙,基体促进了装置1的固定。如果包覆成型层1b具有倒角32,则这些倒角32也将覆盖有基体。紧固装置1的上表面A的其余部分和平坦基部21保持没有任何基体。该子步骤利用使用两部分模具的专用工具来执行,该模具在紧固装置1的水平处在第一部件4上闭合以注射基体。为了防止基体渗透到希望没有任何基体(特别是用于焊接)的区域中,将密封元件例如接头放置在工具中。特别地,它们位于要保护的区域的周边,例如位于碗状部2的平坦基部21。
在第二种情况下,已经可以获得由复合材料制成的第一部件4,因此不需要执行基体注射步骤。第一部件4也不必具有开口。在该第二种情况下,紧固装置1配备有包覆成型的圆锥形尖端7b,并且第一部件4的基体优选地由热塑性材料制成。
对于这种情况,为了实现紧固装置1到第一部件4的固定,第一步骤包括加热第一部件4以软化基体。然后,第一步骤包括将紧固装置1驱动到第一部件4中。这在装置1的下表面B侧完成,包覆成型的圆锥形尖端7b位于该下表面B侧。
例如借助于压力机将紧固装置1推入到第一部件4中,使得碗状部2穿过第一部件4的厚度,并且使得平坦基部21与第一部件4的下表面齐平或从该下表面略微突出。
在该下沉期间,包覆成型的圆锥形尖端7b横穿构成第一部件4的纤维并将构成第一部件4的纤维推回,从而在保护平坦基部21的表面的同时便于下沉。通过在包覆成型的圆锥形尖端7b上存在空腔71,可以有利于纤维的推回。一旦基体已经硬化,就将圆锥形尖端7b移除,以完成紧固装置1到第一部件4的固定。
当爪31被驱动进入时,爪31也穿透到第一部件4中,从而将构成第一部件4的纤维推回。第一部件4的加热允许基体软化,类似于第一种情况,基体因而将能够填充在插入紧固装置1期间产生的开口(特别是由爪31产生的开口)。如果包覆成型层1b具有倒角32,则这些倒角32也将覆盖有基体。这允许紧固装置1附接到第一部件4。平坦基部21以及紧固装置1的上表面A的其余部分必须保持没有任何基体以用于随后的焊接。
在两种情况下,在第一步骤之后,紧固装置1都被插入到第一部件4中,第一部件4在所述装置1的下表面B侧与包覆成型层1b接触,并且更具体地与平坦轮缘30和侧壁22接触。包覆成型层1b因此通过防止金属板1a与第一部件4的直接接触而保护紧固装置1免受腐蚀。包覆成型层1b的热塑性材料还使得能够通过包覆成型层1b的材料与第一部件4的材料之间的表面粘附将紧固装置1预固定到第一部件4。
在第二步骤中,在平坦基部21上将紧固装置1焊接到第二部件5。
为此,将设有紧固装置1的第一部件4放置在第二部件5上,使得平坦基部在紧固装置1的下表面B上与第二部件5接触。然后,在装置1的上表面A侧,将第一电极8a放置在碗状部2中,并与平坦基部21接触。第二电极8b被布置成与第一电极8a相对地抵靠第二部件5,使得平坦基部21和第二部件5位于两个电极8a和8b之间。在第一电极8a和第二电极8b之间施加电流,以将平坦基部21电阻地熔合到第二部件5。在熔化期间,还向第一电极8a和/或第二电极8b施加压力。
在该第二步骤结束时,第一部件4夹在紧固装置1和第二部件5之间,这确保了组件的良好机械阻力。爪31用于将第一部件4夹在紧固装置1和第二部件5之间。
当然,本实用新型不限于所描述的实施方式,并且可以使用替代的解决方案而不偏离如权利要求中所限定的本实用新型的范围。
例如,我们提到了使用不同技术的两种情形,但是在不超出本实用新型的范围的情况下,也可以针对每种情形考虑其他情形或技术。
Claims (15)
1.一种紧固装置(1),所述紧固装置(1)具有上表面(A)和下表面(B),并且所述紧固装置(1)包括单件冲压金属部件(1a),所述单件冲压金属部件(1a)限定:
呈碗状形状的中心部分(2),所述中心部分(2)具有平坦基部(21)和至少一个侧壁(22);和
周边部分(3),所述周边部分(3)包括平坦轮缘(30)和多个爪(31),
其特征在于,所述紧固装置(1)用于在发生以下情况时将由复合材料制成的第一部件(4)与由金属材料制成的第二部件(5)组装:
所述平坦轮缘(30)和所述侧壁(22)在所述紧固装置(1)的下表面(B)侧与所述第一部件(4)成一体;
所述爪(31)嵌入所述第一部件(4)中;并且
所述平坦基部(21)在所述紧固装置(1)的下表面(B)侧焊接到所述第二部件(5)。
2.根据权利要求1所述的紧固装置(1),其特征在于,所述周边部分(3)的平坦轮缘包括位于所述紧固装置(1)的上表面(A)侧的至少一个倒角(32)。
3.根据权利要求1或2所述的紧固装置(1),其特征在于,所述周边部分(3)的平坦轮缘具有多边形形状。
4.根据权利要求1或2所述的紧固装置(1),其特征在于,所述周边部分(3)的平坦轮缘在其边缘上具有便于操纵所述紧固装置的至少两个平坦点(33)。
5.根据权利要求1或2所述的紧固装置(1),其特征在于,所述爪(31)是通过切割所述单件冲压金属部件(1a)并使所述单件冲压金属部件(1a)弯曲而形成的。
6.根据权利要求1或2所述的紧固装置(1),其特征在于,所述爪(31)相对于所述平坦轮缘形成45°和90°之间的角度,并且延伸超过所述紧固装置(1)的下表面(B)。
7.根据权利要求1或2所述的紧固装置(1),其特征在于,所述中心部分(2)的侧壁(22)是锥形的。
8.根据权利要求1或2所述的紧固装置(1),其特征在于,所述单件冲压金属部件(1a)的厚度在0.5mm和2.5mm之间。
9.根据权利要求1所述的紧固装置(1),其特征在于,所述紧固装置(1)包括包覆成型层(1b),所述包覆成型层(1b)定位成在所述紧固装置(1)的下表面(B)侧抵靠所述周边部分(3)和所述侧壁(22),其中所述包覆成型层(1b)用于与所述第一部件(4)成一体。
10.根据权利要求9所述的紧固装置(1),其特征在于,所述包覆成型层(1b)由用玻璃纤维加强或没用玻璃纤维加强的热塑性材料构成。
11.根据权利要求10所述的紧固装置(1),其特征在于,所述热塑性材料为聚酰胺、聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的紧固装置(1),其特征在于,所述紧固装置(1)包括包覆成型的圆锥形尖端(7b),所述包覆成型的圆锥形尖端(7b)与所述包覆成型层(1b)成一体并且定位成在所述紧固装置(1)的下表面(B)侧与所述平坦基部(21)相对,其中所述包覆成型的圆锥形尖端(7b)被构造成能够移除以便暴露所述平坦基部(21)。
13.根据权利要求12所述的紧固装置(1),其特征在于,所述包覆成型的圆锥形尖端(7b)由用玻璃纤维加强或没用玻璃纤维加强的热塑性材料制成。
14.根据权利要求13所述的紧固装置(1),其特征在于,所述热塑性材料为聚酰胺、聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
15.一种组件,所述组件包括由复合材料制成的第一部件(4)、由金属材料制成的第二部件(5)和根据权利要求1至14中任一项所述的紧固装置(1),其特征在于:
所述紧固装置(1)的平坦轮缘和侧壁(22)在所述紧固装置(1)的下表面(B)侧与所述第一部件(4)成一体;
所述爪(31)嵌入所述第一部件(4)中;并且
所述平坦基部(21)在所述紧固装置(1)的下表面(B)侧焊接到所述第二部件(5)。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1900855A FR3092023B3 (fr) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | DISPOSITIF DE FIXATION pour assembler UN MATERIAU COMPOSITE a UN MATERIAU metallique par soudage electrique par resistance |
FR1900855 | 2019-01-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN211573941U true CN211573941U (zh) | 2020-09-25 |
Family
ID=71524827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202020111449.6U Active CN211573941U (zh) | 2019-01-30 | 2020-01-17 | 紧固装置和组件 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN211573941U (zh) |
DE (1) | DE202020000240U1 (zh) |
FR (1) | FR3092023B3 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113623298A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-09 | 上汽通用汽车有限公司 | 一种金属板与复合材料板的连接结构及连接工艺 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3065895B1 (fr) | 2017-05-04 | 2019-07-12 | Maxime Grojean | Insert destine a l'assemblage d'une premiere piece et d'une deuxieme piece par soudage electrique par resistance, et procede d'assemblage utilisant cet insert |
-
2019
- 2019-01-30 FR FR1900855A patent/FR3092023B3/fr active Active
-
2020
- 2020-01-17 CN CN202020111449.6U patent/CN211573941U/zh active Active
- 2020-01-22 DE DE202020000240.2U patent/DE202020000240U1/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113623298A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-09 | 上汽通用汽车有限公司 | 一种金属板与复合材料板的连接结构及连接工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE202020000240U1 (de) | 2020-06-23 |
FR3092023B3 (fr) | 2021-01-01 |
FR3092023A3 (fr) | 2020-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2364249B1 (en) | Hybrid joining component | |
US11898596B2 (en) | Insert intended for the assembly of a first part and a second part by electric resistance welding, and assembly method using this insert | |
CN211573941U (zh) | 紧固装置和组件 | |
JP6109271B2 (ja) | 接合構造体、及び接合構造体の製造方法 | |
ES2705852T3 (es) | Fabricación de una unión híbrida | |
US11746956B2 (en) | High-pressure tank liner and method of manufacturing same | |
DE102010013089B4 (de) | Hybridbauteil | |
CN101796320A (zh) | 冲击能量吸收构件 | |
CN108327792A (zh) | 混合结构的轴架 | |
CN211693079U (zh) | 紧固装置和组件 | |
EP0878856B1 (en) | Method of manufacturing cover and terminal construction for enclosed storage battery | |
CN113261148A (zh) | 用于制造具有密封元件的棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件的方法以及电池单体 | |
US20050043116A1 (en) | Golf club and method for manufacturing the same | |
CN112996623A (zh) | 异种材料接合用焊接法、接合辅助构件和异种材料焊接接头 | |
KR101845855B1 (ko) | 단자-구비형 전지 케이스 덮개 및 밀폐형 전지 | |
JP5369841B2 (ja) | 電池の製造方法 | |
WO2016125552A1 (ja) | 接合構造体 | |
KR20010030223A (ko) | 연료 탱크 및 그 제조 방법 | |
JP2003305775A (ja) | 繊維強化樹脂と金属板との接合方法および接合構造 | |
CN114269505B (zh) | 接合结构以及接合方法 | |
CN110064832B (zh) | 部件的接合构造 | |
US20240051059A1 (en) | Insert intended for the assembly of two parts and assembly method using this insert | |
JP4330245B2 (ja) | 繊維強化プラスチック成形方法及び穴形成用カラー | |
KR102042284B1 (ko) | 하이브리드 모듈 브라켓의 결합구조 | |
CN118076816A (zh) | 能量吸收装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |