EA045099B1

EA045099B1 - METHOD FOR FASTENING CONNECTING ELEMENT, MACHINE FOR IMPLEMENTING THE METHOD AND SET FOR FASTENING CONNECTING ELEMENT

Info

Publication number: EA045099B1
Application number: EA201991432
Authority: EA
Inventors: Мутумариаппан Санкаран; Марио Леманн; Лоран Торриано
Original assignee: Икея Сапплай Аг; Вудвелдинг Са
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2023-10-27

Description

Область техникиField of technology

Настоящее изобретение относится к способу крепления соединительного элемента в принимающем объекте. Изобретение также относится к машине для осуществления способа и к набору для крепления соединительного элемента.The present invention relates to a method for attaching a connecting element to a receiving object. The invention also relates to a machine for carrying out the method and to a kit for attaching a connecting element.

Уровень техникиState of the art

Винты повсеместно используют для соединения объектов. Иногда один из объектов, подлежащих соединению, имеет отверстие, снабженное внутренней резьбой для приема винта. Резьба может быть механически нарезана непосредственно в основном материале объекта. В других ситуациях основной материал объекта по различным причинам может быть менее подходящим для механической нарезки резьбы непосредственно в нем. На этот случай известны многочисленные способы крепления в объекте резьбовой металлической вставки. Например, FR 2485119 раскрывает способ крепления резьбовой вставки в древесно-стружечной плите. Резьбовую вставку вставляют в сжатом состоянии в предварительно просверленное отверстие и разжимают до жесткого соединения с древесно-стружечной плитой при ввинчивании винта в резьбовую вставку. В конструкции таких вставок ищут компромисс между, с одной стороны, прочностью соединения между резьбовой вставкой и объектом, в котором она крепится, и, с другой стороны, риском повреждения материала объекта, в котором она крепится, с ослаблением области, в которой крепится резьбовая вставка. В любом случае прочность соединения может быть уменьшена.Screws are used everywhere to connect objects. Sometimes one of the objects to be joined has a hole that is internally threaded to accept a screw. Threads can be mechanically cut directly into the base material of an object. In other situations, the base material of the object may, for various reasons, be less suitable for mechanical threading directly into it. In this case, numerous methods are known for attaching a threaded metal insert to an object. For example, FR 2485119 discloses a method for fastening a threaded insert in a particle board. The threaded insert is inserted in a compressed state into a pre-drilled hole and is released into a rigid connection with the chipboard when a screw is screwed into the threaded insert. In the design of such inserts, a compromise is sought between, on the one hand, the strength of the connection between the threaded insert and the object in which it is attached, and, on the other hand, the risk of damage to the material of the object in which it is attached, with weakening of the area in which the threaded insert is attached . In either case, the strength of the connection may be reduced.

Раскрытие сущности изобретенииDisclosure of the invention

Задачей настоящего изобретения является решение или по меньшей мере смягчение части или всех из вышеупомянутых проблем. Для этого предложены способ крепления соединительного элемента в принимающем объекте, принимающий объект, имеющий крепежную область, снабженную установочным отверстием для приема соединительного элемента, и соединительный элемент, имеющий дальний конец и ближний конец, причем ближний конец снабжен первыми соединительными средствами взаимодействия для соединения с ответными вторыми соединительными средствами взаимодействия другого объекта, а способ включает вставку дальнего конца соединительного элемента в установочное отверстие в направлении вставки вдоль оси вставки, вставку втулки, содержащей термопластический материал, в установочное отверстие, причем втулка охватывает соединительный элемент, и передачу энергии для расплавки по меньшей мере части термопластического материала втулки. Такой способ обеспечивает прочное соединение между соединительным элементом и принимающим объектом без подвергания материала принимающего объекта, например, расслоению или растрескиванию.It is an object of the present invention to solve or at least mitigate some or all of the above problems. To this end, a method for attaching a connecting element to a receiving object is proposed, the receiving object having a fastening area provided with a mounting hole for receiving the connecting element, and a connecting element having a distal end and a proximal end, the proximal end being provided with first connecting means for interaction for connection with mating second ones. connecting means for interacting another object, and the method includes inserting a distal end of the connecting element into the mounting hole in an insertion direction along the axis of the insert, inserting a sleeve containing thermoplastic material into the mounting hole, the sleeve enclosing the connecting element, and transmitting energy to melt at least part of thermoplastic bushing material. This method provides a strong connection between the connecting element and the receiving object without subjecting the material of the receiving object, for example, to delamination or cracking.

В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка и соединительный элемент могут быть предварительно собраны и вставлены в указанное установочное отверстие одновременно. В другом случае втулка и соединительный элемент могут быть вставлены друг за другом. Например, соединительный элемент может быть вставлен перед втулкой. Однако вставка втулки и соединительного элемента как сборки может обеспечить упрощение процесса крепления, так как не потребуется сохранять положение, например, соединительного элемента, в установочном отверстии при вставке втулки. Это также способствует такому направлению вставки, которое не направлено вертикально вниз, так как втулка может быть плотно посажена в установочном отверстии.In accordance with one embodiment, the sleeve and the connecting element can be pre-assembled and inserted into the specified mounting hole at the same time. Alternatively, the sleeve and the connecting element may be inserted one behind the other. For example, the connecting element may be inserted in front of the sleeve. However, inserting the bushing and connecting member as an assembly may provide a simplified fastening process since it will not be necessary to maintain the position of, for example, the connecting member in the mounting hole when inserting the bushing. This also promotes an insertion direction that is not vertically downward, so that the sleeve can be tightly seated in the mounting hole.

В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка может быть не связана с соединительным элементом. Благодаря этому при расплавлении различных частей втулки нерасплавленные части втулки могут быть способны к осевому перемещению вдоль соединительного элемента, позволяя при этом соединительному элементу оставаться неподвижным. Это способствует получению строго заданного окончательного положения соединительного элемента.In accordance with one embodiment, the sleeve may not be associated with the connecting element. Due to this, when various parts of the bushing are melted, the unmelted parts of the bushing can be capable of axial movement along the connecting element, while allowing the connecting element to remain stationary. This helps to obtain a strictly specified final position of the connecting element.

В соответствии с одним из вариантов осуществления энергия может быть передана посредством передачи механической энергии, предпочтительно механической вибрации. Механическая вибрация может вырабатывать теплоту трения в месте, где втулка граничит с соединительным элементом и/или принимающим объектом. Механическая вибрация может быть вызвана источником ультразвуковой вибрации, соприкасающимся, например, с втулкой. В соответствии с одним из вариантов осуществления источник ультразвуковой вибрации может удерживаться от соприкосновения с соединительным элементом на протяжении всего процесса крепления. Путем вжатия втулки в осевом направлении в установочное отверстие во время вибрации может быть запущена расплавка в областях, в которых втулка примыкает в осевом направлении к соединительному элементу и/или принимающему объекту.According to one embodiment, the energy may be transferred through the transmission of mechanical energy, preferably mechanical vibration. Mechanical vibration may generate frictional heat at the location where the sleeve contacts the coupling member and/or receiving object. Mechanical vibration can be caused by an ultrasonic vibration source in contact with, for example, a bushing. In accordance with one embodiment, the source of ultrasonic vibration can be kept from contacting the connecting element throughout the entire fastening process. By pressing the sleeve axially into the mounting hole during vibration, melting can be initiated in the areas in which the sleeve axially abuts the connecting element and/or the receiving object.

В соответствии с одним из вариантов осуществления расплавка термопластического материала может быть запущена в граничной области запуска расплавки между втулкой и соединительным элементом. Таким образом, место, где начнется расплавка, будет строго задано конструкцией и допусками втулки и соединительного элемента с обеспечением точного и воспроизводимого процесса крепления. Кроме того, минимизирован риск повреждения материала области крепления, так как нет необходимости в приложении давления и/или силы трения между втулкой и крепежной областью. Расплавка в указанной граничной области запуска расплавки может быть запущена посредством приложения осевой силы между втулкой и соединительным элементом и перемещения втулки по отношению к соединительному элементу с выработкой теплоты трения. В соответствии с одним из вариантов осуществления указанная граничная область запуска расплавки может быть расположена на дальнем конце втулки. Таким образомAccording to one embodiment, melting of the thermoplastic material may be initiated in a melt initiation boundary region between the sleeve and the connecting member. Thus, the location where melting begins will be strictly determined by the design and tolerances of the sleeve and connecting element, ensuring an accurate and repeatable fastening process. In addition, the risk of damage to the material of the fastening area is minimized, since there is no need to apply pressure and/or frictional force between the sleeve and the fastening area. Melting in the specified melting start boundary region can be started by applying an axial force between the sleeve and the connecting element and moving the sleeve relative to the connecting element to generate frictional heat. According to one embodiment, said melt trigger boundary region may be located at the distal end of the sleeve. Thus

- 1 045099 гарантируется глубокое крепление соединительного элемента. Граничная область запуска расплавки может быть образована граничной областью между осевым концом втулки и буртиком дальнего конца соединительного элемента, проходящим в радиальном направлении по отношению к оси вставки от корпусной части соединительного элемента.- 1 045099 guarantees deep fastening of the connecting element. The melt initiation boundary region may be formed by a boundary region between the axial end of the sleeve and a flange of the distal end of the connecting element extending in a radial direction with respect to the axis of the insert from the body portion of the connecting element.

В соответствии с одним из вариантов осуществления энергию можно передавать для последовательной расплавки множества раздельных в осевом направлении частей термопластического материала втулки. Расплавляя раздельные в осевом направлении части последовательно, энергию для расплавки можно последовательно сосредоточивать на каждой раздельной в осевом направлении части. Благодаря этому расплавка может быть обеспечена вдоль значительной части осевой длины соединительного элемента при всего лишь умеренной передаче энергии для расплавки к втулке. Это может быть особенно полезно в сочетании с крепежной областью или соединительным элементом из материала с высокой теплопроводностью, например металла, так как высокая теплопроводность в противном случае может ограничивать дальность течения расплавленного материала вдоль граничной области между внутренней стенкой установочного отверстия и соединительным элементом до его повторного отверждения. Раздельные в осевом направлении части термопластического материала втулки могут быть последовательно расплавлены посредством последовательного соединения с соответствующими различными частями соединительного элемента, например заплечиками, и/или радиальными буртиками, и/или заплечиками стенки установочного отверстия.In accordance with one embodiment, energy can be transmitted to sequentially melt a plurality of axially separate portions of the thermoplastic material of the sleeve. By melting the axially separated parts sequentially, the melting energy can be sequentially concentrated on each axially separated part. Thanks to this, melting can be achieved along a significant portion of the axial length of the connecting element with only a moderate transfer of melting energy to the sleeve. This may be particularly useful in combination with a fastening area or connecting element made of a material with high thermal conductivity, such as metal, since high thermal conductivity may otherwise limit the extent to which molten material can flow along the interface region between the inner wall of the mounting hole and the connecting element before it re-solidifies. . Axially separate portions of the thermoplastic material of the sleeve can be sequentially melted by sequential connection with corresponding different parts of the connecting element, for example shoulders and/or radial shoulders and/or shoulders of the wall of the mounting hole.

В соответствии с одним из вариантов осуществления дальний конец соединительного элемента может быть перемещен в конечное в осевом направлении положение, в котором он примыкает к опорной поверхности для поддержки в осевом направлении установочного отверстия, до расплавки указанной по меньшей мере части термопластического материала. Благодаря этому соединительный элемент может быть неподвижно прижат к опорной поверхности для поддержки в осевом направлении на протяжении всего процесса крепления, что обеспечивает его точное и строго заданное окончательное положение. Опорная поверхность для поддержки в осевом направлении может быть образована заплечиком на внутренней стенке установочного отверстия или, если установочное отверстие является глухим, дном установочного отверстия.In one embodiment, the distal end of the connecting member may be moved to an axially final position in which it abuts a support surface to axially support the mounting hole until said at least portion of the thermoplastic material melts. This allows the connecting element to be firmly pressed against the supporting surface for axial support throughout the entire fastening process, ensuring its final position is precise and precisely defined. The axial support support surface may be formed by a shoulder on the inner wall of the mounting hole or, if the mounting hole is blind, by the bottom of the mounting hole.

В соответствии с одним из вариантов осуществления крепежная область может содержать твердый материал, который является проницаемым для термопластического материала втулки, когда он расплавлен, а способ может также включать обеспечение проникновения по меньшей мере части расплавленного термопластического материала в указанный проницаемый материал. Проницаемый материал может быть волокнистым и/или пористым материалом, например конструкционным пенопластом, или листовым материалом на основе растительного сырья, например древесно-стружечной плитой или деревом, или пористым керамическим материалом.In one embodiment, the fastening area may comprise a solid material that is permeable to the thermoplastic material of the sleeve when molten, and the method may also include allowing at least a portion of the molten thermoplastic material to penetrate said permeable material. The permeable material may be a fibrous and/or porous material, such as structural foam, or a plant-based sheet material, such as particle board or wood, or a porous ceramic material.

В соответствии с одним из вариантов осуществления способ может также включать обеспечение охвата в осевом направлении по меньшей мере частью расплавленного термопластического материала структуры, проходящей в радиальном направлении от корпуса соединительного элемента, а затем обеспечение отверждения расплавленного термопластического материала с обеспечением поддержки в осевом направлении между соединительным элементом и крепежной областью. Проходящая в радиальном направлении структура может, например, содержать буртик, охватывающий корпусную часть соединительного элемента и проходящий от нее в радиальном направлении.In accordance with one embodiment, the method may also include causing at least a portion of the molten thermoplastic material to axially enclose a structure extending radially from the body of the coupling member, and then causing the molten thermoplastic material to solidify to provide axial support between the coupling member. and mounting area. The radially extending structure may, for example, comprise a collar that encloses and extends radially from the body portion of the connecting element.

В соответствии с одним из вариантов осуществления способ может также включать обеспечение охвата по меньшей мере частью расплавленного термопластического материала изменяющейся в тангенциальном направлении поверхностной структуры соединительного элемента, а затем обеспечение отверждения расплавленного термопластического материала с приданием соединению между соединительным элементом и крепежной областью сопротивления скручиванию. Изменяющаяся в тангенциальном направлении структура может, например, содержать ребра на радиальном буртике, проходящие в радиальном и/или осевом направлении.In accordance with one embodiment, the method may also include causing at least a portion of the molten thermoplastic material to envelop the tangentially varying surface structure of the fastening element, and then causing the molten thermoplastic material to solidify to impart torsion resistance to the connection between the connecting element and the fastening region. The tangentially variable structure may, for example, comprise ribs on a radial flange extending in a radial and/or axial direction.

В соответствии с одним из вариантов осуществления принимающий объект может являться деталью мебели или заготовкой для выполнения детали мебели.According to one embodiment, the receiving object may be a piece of furniture or a blank for making a piece of furniture.

В соответствии с одним из вариантов осуществления первые соединительные средства взаимодействия могут являться охватывающими соединительными средствами взаимодействия для соединения с охватываемыми соединительными средствами взаимодействия. Такие охватывающие соединительные средства взаимодействия могут быть полностью заглублены в принимающем объекте с освобождением поверхности принимающего объекта от любых выступающих элементов. Охватывающие соединительные средства взаимодействия могут иметь внутреннюю резьбу для приема винта, имеющего ответную наружную резьбу. Такой винт может быть прикреплен, например, к ножке мебели или к регулируемой ножке мебели. В другом случае первые соединительные средства взаимодействия могут быть охватываемыми соединительными средствами взаимодействия для соединения с охватывающими соединительными средствами взаимодействия. Охватываемые соединительные средства взаимодействия могут иметь внешнюю резьбу для соединения с внутренней резьбой, например, гайки.According to one embodiment, the first connecting means may be female connecting means for connecting to the male connecting means. Such female coupling means may be completely recessed into the receiving object, freeing the surface of the receiving object from any protruding elements. The female coupling means may have internal threads to receive a screw having a mating male thread. Such a screw may be attached, for example, to a furniture leg or to an adjustable furniture leg. Alternatively, the first coupling means may be male coupling means for connecting to the female coupling means. The male coupling means may have external threads for connection to internal threads, such as nuts.

В соответствии с одним из вариантов осуществления способ может также включать перемещениеAccording to one embodiment, the method may also include moving

- 2 045099 ближнего конца втулки в направлении вставки во время расплавки указанной по меньшей мере части втулки. Это может вжимать расплавленный термопластический материал в любые пространства или поры в крепежной области принимающего объекта с увеличением таким образом прочности соединения.- 2 045099 of the proximal end of the sleeve in the insertion direction during melting of said at least part of the sleeve. This can force the molten thermoplastic material into any spaces or pores in the fastening area of the receiving object, thereby increasing the strength of the connection.

В соответствии с одним из вариантов осуществления соединительный элемент может быть вставлен в установочное отверстие до положения, в котором он расположен заподлицо или заглублен по отношению к внешней поверхности принимающего объекта. Также в другом случае или в дополнение, втулка может быть перемещена до положения, в котором ближний конец втулки расположен заподлицо или заглублен по отношению к указанной внешней поверхности принимающего объекта. Это может уменьшить риск того, что какие-либо соответствующие выступающие части будут помехой объекту или будут зажаты под объектом, который требуется прикрепить к принимающему объекту посредством указанных первых и вторых соединительных средств взаимодействия.In one embodiment, the connecting element may be inserted into the mounting hole to a position where it is flush or recessed with respect to the outer surface of the receiving object. Alternatively or in addition, the sleeve may be moved to a position in which the proximal end of the sleeve is flush or recessed with respect to said outer surface of the receiving object. This may reduce the risk that any respective protruding portions will interfere with the object or become jammed under the object that is desired to be attached to the receiving object by said first and second coupling means.

В соответствии еще с одним аспектом изобретения некоторые или все из вышеупомянутых проблем решены или по меньшей мере смягчены благодаря набору для крепления соединительного элемента, содержащему соединительный элемент, выполненный с возможностью крепления в принимающем объекте и имеющий относительно нетермопластический корпус с дальним концом для вставки в установочное отверстие принимающего объекта в направлении вставки вдоль оси вставки и ближний конец, снабженный первыми соединительными средствами взаимодействия для соединения с ответными вторыми соединительными средствами взаимодействия, причем набор для крепления соединительного элемента также содержит втулку, содержащую термопластический материал, имеющую дальний конец и ближний конец и выполненную с возможностью приема и охвата соединительного элемента. С использованием такого набора соединительный элемент может быть зафиксирован на месте в установочном отверстии, например после выполнения любого из способов, описанных выше. Это обеспечивает прочное соединение без подвергания материала принимающего объекта, например, расслоению или растрескиванию.In accordance with yet another aspect of the invention, some or all of the above problems are solved or at least mitigated by a coupling element mounting kit comprising a coupling element configured to be mounted in a receiving object and having a relatively non-thermoplastic body with a distal end for insertion into a mounting hole receiving object in the insertion direction along the axis of the insertion and a proximal end provided with first coupling coupling means for connection with the mating second coupling coupling means, wherein the coupling element attachment set also comprises a sleeve containing thermoplastic material having a distal end and a proximal end and configured to receiving and enveloping the connecting element. Using such a kit, the connecting element can be locked in place in the mounting hole, for example after performing any of the methods described above. This provides a strong connection without subjecting the material of the receiving object, such as delamination or cracking.

В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка может содержать множество разделенных в осевом направлении заплечиковых частей, выполненных с возможностью соединения с множеством разделенных в осевом направлении опорных поверхностей соединительного элемента и/или принимающего объекта с расплавкой втулки во множестве раздельных в осевом направлении областей расплавки. Таким образом, соединительный элемент может быть закреплен в нескольких осевых местах. Указанные заплечиковые части втулки могут быть расположены в осевых положениях, предотвращающих их одновременное соединение с соответствующими опорными поверхностями соединительного элемента и/или принимающего объекта, так что одна из областей расплавки может быть соединена только после расплавки заплечиковой части другой области расплавки. Заплечиковые части могут быть расположены в осевом направлении таким образом, чтобы расплавляться в последовательном порядке, например начиная с дальнего конца втулки.In accordance with one embodiment, the sleeve may include a plurality of axially separated shoulder portions configured to connect to a plurality of axially separated support surfaces of the coupling member and/or melt receiving object of the sleeve in a plurality of axially separated melt regions. In this way, the connecting element can be secured in several axial locations. Said bushing shoulder portions may be located in axial positions that prevent their simultaneous connection with the corresponding supporting surfaces of the connecting element and/or receiving object, so that one of the melt regions can be connected only after the melting of the shoulder portion of the other melt region. The shoulder portions may be axially arranged to melt in a sequential order, for example starting at the distal end of the sleeve.

В соответствии с одним из вариантов осуществления соединительный элемент на своем дальнем конце может иметь буртик дальнего конца, проходящий в радиальном направлении по отношению к оси вставки от корпуса, и внутреннее поперечное сечение втулки на ее дальнем конце может быть меньше, чем поперечное сечение буртика дистального конца, причем соединительный элемент выполнен с возможностью вставки во втулку до положения начала связывания, в котором буртик дальнего конца соединен в осевом направлении с дальним концом втулки. Буртик дальнего конца может образовывать упор для втулки с запуском, таким образом, расплавки буртика на дальнем конце соединительного элемента, который может быть расположен на дне установочного отверстия. Буртик может образовывать непрерывное или прерывистое ребро, охватывающее корпус. Ребро может проходить в плоскости, перпендикулярной направлению вставки. Буртик дальнего конца совместно с повторно отвержденным термопластическим материалом могут образовывать связь, имеющую высокую осевую прочность, между соединительным элементом и крепежной областью, в частности против вытягивания соединительного элемента в направлении, противоположном направлению вставки. В соответствии с одним из вариантов осуществления буртик дальнего конца может иметь ближнюю поверхность, которая по мере прохождения в радиальном направлении отклоняется в направлении вставки. Такая форма может увеличивать трение в соединении между втулкой и соединительным элементом и также может способствовать вжатию расплавленного термопласта в направлении внутренних стенок установочного отверстия. В соответствии с одним из вариантов осуществления буртик дальнего конца может иметь ближнюю поверхность, снабженную поверхностной структурой, увеличивающей трение с дальним концом втулки. Поверхностная структура может придавать прочность на кручение соединению между принимающим объектом и соединительным элементом. Например, поверхностная структура может быть выполнена в виде ребер, проходящих в радиальном направлении. В соответствии с одним из вариантов осуществления буртик дальнего конца также может быть перфорирован для увеличения течения расплавленного термопластического материала к дальней стороне буртика дальнего конца.In accordance with one embodiment, the connecting element at its distal end may have a distal end shoulder extending radially with respect to the axis of the insert from the body, and the internal cross-section of the sleeve at its distal end may be smaller than the cross-section of the distal end shoulder. , wherein the connecting element is configured to be inserted into the sleeve to a binding start position in which the distal end bead is axially connected to the distal end of the sleeve. The distal end bead may form a stop for the sleeve to launch, thereby melting the bead at the distal end of the connecting member, which may be located at the bottom of the mounting hole. The bead may form a continuous or discontinuous rib enclosing the housing. The rib may extend in a plane perpendicular to the direction of insertion. The distal end bead together with the re-cured thermoplastic material can form a bond having high axial strength between the connecting element and the fastening region, in particular against pulling of the connecting element in a direction opposite to the insertion direction. In one embodiment, the distal end bead may have a proximal surface that deflects in the direction of insertion as it extends radially. This shape can increase friction in the joint between the sleeve and the connecting element and can also help press the molten thermoplastic towards the inner walls of the mounting hole. In accordance with one embodiment, the distal end collar may have a proximal surface provided with a surface structure that increases friction with the distal end of the bushing. The surface structure may impart torsional strength to the connection between the receiving object and the connecting element. For example, the surface structure may be in the form of ribs extending in a radial direction. In accordance with one embodiment, the distal end bead may also be perforated to increase the flow of molten thermoplastic material to the distal side of the distal end bead.

В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка может быть выполнена с возможностью охвата соединительного элемента с ее свободной в радиальном направлении посадкой по меньшей мере во всех осевых положениях кроме дальнего конца. Это уменьшает риск того, что втулка начнет плавиться в других осевых положениях, а не на дальнем конце. Термин свободная в радиальном на- 3 045099 правлении посадка следует толковать как не являющаяся фрикционной посадкой - это не подразумевает присутствие зазора. В соответствии с одним из вариантов осуществления дальний конец втулки также может иметь свободную в радиальном направлении посадку. В соответствии еще с одним вариантом осуществления втулка может быть выполнена с возможностью соединения с соединительным элементом с плотной фрикционной посадкой на дальнем конце. Таким образом, расплавка может быть запущена на дальнем конце без использования буртика дальнего конца соединительного элемента, служащего упором для втулки. Втулка может быть не связана с соединительным элементом.In accordance with one embodiment, the sleeve may be configured to surround the connecting element with its radially free fit in at least all axial positions except the distal end. This reduces the risk of the bushing starting to melt in other axial positions than at the far end. The term radially free fit should be interpreted as not being a friction fit - it does not imply the presence of a gap. In one embodiment, the distal end of the sleeve may also have a radially free fit. According to yet another embodiment, the sleeve may be configured to be coupled to a friction-fit coupling member at a distal end. In this way, the melt can be started at the distal end without using the distal end flange of the connecting element to act as a stop for the sleeve. The sleeve may not be connected to the connecting element.

В соответствии с одним из вариантов осуществления соединительный элемент может содержать по меньшей мере один промежуточный буртик, расположенный в промежуточной области между ближним и дальним концами и проходящий в радиальном направлении по отношению к оси вставки от корпуса, а втулка может содержать обращенный внутрь окружной паз для приема промежуточного буртика. Промежуточный буртик может увеличивать осевую прочность скрепленного соединения между соединительным элементом и принимающим объектом, в частности против вдавливания соединительного элемента в направлении вставки. Это может быть особенно ценным, если установочное отверстие является сквозным отверстием или если установочное отверстие проходит почти через весь принимающий объект с оставлением только тонкой и слабой донной стенки. Таким образом, можно достичь значительной экономии материала, так как толщину принимающего объекта можно оставлять малой, при этом поддерживая осевую прочность крепления в направлении вставки. В соответствии с одним из вариантов осуществления соединительный элемент выполнен с возможностью вставки во втулку с удержанием в положении начала связывания, в котором промежуточный буртик принят в окружной паз и разделен в осевом направлении с ближним краем, ограничивающим окружной паз. Таким образом, ближний край окружного паза не будет соединен с промежуточным буртиком до тех пор, пока процесс расплавки не запущен еще где-то. Это способствует получению разделенных в осевом направлении областей плавления.In accordance with one embodiment, the connecting element may include at least one intermediate shoulder located in the intermediate region between the proximal and distal ends and extending in a radial direction with respect to the axis of the insert from the body, and the sleeve may include an inwardly facing circumferential groove for receiving intermediate shoulder. The intermediate shoulder can increase the axial strength of the bonded connection between the connecting element and the receiving object, in particular against the indentation of the connecting element in the insertion direction. This can be especially valuable if the mounting hole is a through hole or if the mounting hole passes through almost the entire receiving object leaving only a thin and weak bottom wall. In this way, significant savings in material can be achieved since the thickness of the receiving object can be kept small while maintaining axial strength of the attachment in the insertion direction. According to one embodiment, the connecting element is designed to be inserted into the sleeve and held in a binding position in which the intermediate shoulder is received into the circumferential groove and is axially separated from the proximal edge delimiting the circumferential groove. Thus, the near edge of the circumferential groove will not be connected to the intermediate shoulder until the melting process is started elsewhere. This helps to obtain axially separated melting regions.

Согласно одному из вариантов осуществления втулка может содержать расплавочный буртик ближнего конца из термопластического материала. Расплавочный буртик может содержать поверхностную структуру для увеличения трения между расплавочным буртиком и соединительным элементом и/или крепежной областью, например ребра, проходящие в осевом направлении вдоль внешней поверхности втулки. Соединительный элемент может быть выполнен с возможностью вставки во втулку до положения начала связывания, в котором расплавочный буртик расположен на ближней стороне соединительного элемента и не перекрывается с ним на виде в направлении, перпендикулярном оси вставки. Таким образом, даже если соединительный элемент полностью принят установочным отверстием принимающего объекта, расплавочный буртик может удерживаться разделенным в осевом направлении с окружным краем установочного отверстия на начальной стадии процесса связывания. Это означает, что расплавочный буртик не будет соединен с принимающим объектом и расплавлен до тех пор, пока не расплавилась более дальняя часть втулки.In one embodiment, the sleeve may include a proximal end melt bead made of thermoplastic material. The melt bead may include a surface structure to increase friction between the melt bead and the connecting element and/or fastening region, such as ribs extending axially along the outer surface of the sleeve. The connecting element can be configured to be inserted into the sleeve to a bonding position in which the melt bead is located on the proximal side of the connecting element and does not overlap with it in a view in a direction perpendicular to the axis of the insertion. Thus, even if the connecting member is completely received by the mounting hole of the receiving object, the melt bead can be kept separated in the axial direction from the circumferential edge of the mounting hole at the initial stage of the bonding process. This means that the melt bead will not be connected to the receiving object and melted until the further portion of the sleeve has melted.

В соответствии с одним из вариантом осуществления большая часть внешней поверхности втулки может быть гладкой во избежание избыточного трения и случайной расплавки в областях внешней поверхности, отличных от предназначенных для этого, таких как расплавочный буртик.In one embodiment, most of the outer surface of the sleeve may be smooth to avoid excessive friction and accidental melting in areas of the outer surface other than those intended, such as the melt collar.

В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка может быть по меньшей мере на 20% длиннее, чем соединительный элемент, на виде вдоль оси вставки. Таким образом, можно поддерживать осевое давление на втулку во время ее расплавки и сокращения в осевом направлении.According to one embodiment, the sleeve may be at least 20% longer than the connecting element when viewed along the axis of the insert. In this way, it is possible to maintain axial pressure on the sleeve while it melts and contracts in the axial direction.

В соответствии с одним из вариантов осуществления соединительный элемент может быть предварительно установлен во втулке с образованием связанной трением соединительной сборки. Такая конструкция может упростить машинную реализацию процесса крепления.In one embodiment, the coupling element may be pre-installed in the sleeve to form a frictionally coupled coupling assembly. This design can simplify the machine implementation of the fastening process.

В соответствии с одним из вариантов осуществления соединительный элемент может быть выполнен с возможностью соединения с втулкой в положении начала связывания замковым соединением. Такая конструкция может упростить машинную реализацию процесса крепления. В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка, будучи соединена замковым соединением с соединительным элементом, может проходить за соединительный элемент в направлении к ближнему концу по меньшей мере на 20% или по меньшей мере на 30% от общей длины втулки.In accordance with one embodiment, the connecting element may be configured to connect to the sleeve at the start position of the locking connection. This design can simplify the machine implementation of the fastening process. In one embodiment, the sleeve, when latched to the connecting element, may extend beyond the connecting element towards the proximal end by at least 20% or at least 30% of the total length of the sleeve.

В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка может содержать расширительную прорезь, проходящую от дальнего конца во втулку и обеспечивающую возможность упругого расширения втулки в радиальном направлении. Прорезь уменьшает риск того, что втулка разрушится при ее вдавливании с приведением в замковое соединение с соединительным элементом, в частности когда для втулки использован твердый и/или хрупкий материал, например пластмасса, усиленная стекловолокном. В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка может содержать две или более расширительные прорези, распределенные по окружности втулки для дополнительной гибкости.In accordance with one embodiment, the sleeve may include an expansion slot extending from a distal end into the sleeve and allowing the sleeve to elastically expand in a radial direction. The slot reduces the risk that the sleeve will break when pressed into locking engagement with the connecting member, particularly when the sleeve is made of a hard and/or brittle material such as fiberglass reinforced plastic. In one embodiment, the sleeve may include two or more expansion slots distributed around the circumference of the sleeve for added flexibility.

В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка в сечении, перпендикулярном оси вставки, может быть по существу круглой, а ее центральная ось может совпадать с осью вставки. Такая втулка, в частности, хорошо подходит для круглых установочных отверстий. Аналогично соединительный элемент может быть круглым в указанном сечении.In one embodiment, the sleeve may be substantially circular in cross-section perpendicular to the axis of the insert, and its central axis may be aligned with the axis of the insert. This bushing is particularly suitable for round mounting holes. Likewise, the connecting element may be circular in the specified cross-section.

Соединительный элемент может иметь охватывающие соединительные средства взаимодействия,The connecting element may have female connecting means,

- 4 045099 которые могут иметь внутреннюю резьбу для приема винта, имеющего ответную внешнюю резьбу.- 4 045099 which may have an internal thread to accept a screw having a matching external thread.

В соответствии с одним из вариантов осуществления втулка может содержать буртик ближнего конца, проходящий внутрь в радиальном направлении с обеспечением по меньшей мере частичного покрытия соединительного элемента на виде вдоль направления вставки при охвате соединительного элемента. Такая конструкция может обеспечивать дополнительную поддержку соединительного элемента в осевом направлении. Более того, буртик ближнего конца может быть того же цвета, что и внешняя поверхность принимающего объекта вблизи отверстия, так что соединительный элемент будет сливаться с поверхностью принимающего объекта.In accordance with one embodiment, the sleeve may include a proximal end flange extending inwardly in a radial direction to provide at least partial coverage of the coupling element when viewed along the insertion direction while enclosing the coupling element. Such a structure may provide additional axial support to the connecting element. Moreover, the proximal end bead may be the same color as the outer surface of the receiving object adjacent to the opening, such that the connecting member will blend into the surface of the receiving object.

В соответствии еще с одним аспектом изобретения некоторые или все вышеупомянутые проблемы решены или по меньшей мере смягчены благодаря машине, выполненной с возможностью осуществления процесса в соответствии с любым из способов, описанных выше. Машина может быть выполнена с возможностью выполнения указанного процесса с использованием любого из наборов для крепления соединительного элемента, описанных выше.In accordance with yet another aspect of the invention, some or all of the above problems are solved or at least mitigated by a machine configured to carry out a process in accordance with any of the methods described above. The machine may be configured to perform said process using any of the connecting element mounting kits described above.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Вышеперечисленные, равно как и дополнительные задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут лучше поняты из нижеследующего иллюстративного и неограничительного подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых одинаковые номера позиций использованы для сходных элементов, причем фиг. 1а представляет собой схематический перспективный вид соединительного элемента в соответствии с первым вариантом осуществления;The above and additional objects, features and advantages of the present invention will be better understood from the following illustrative and non-limiting detailed description of preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, in which like reference numerals are used for like elements, FIG. 1a is a schematic perspective view of a connecting member according to the first embodiment;

фиг. 1b представляет собой перспективный вид в разрезе соединительного элемента по фиг. 1а по линии В-В на фиг. 1а;fig. 1b is a perspective cross-sectional view of the connecting member of FIG. 1a along line B-B in Fig. 1a;

фиг. 2а представляет собой схематический перспективный вид втулки в соответствии с первым вариантом осуществления;fig. 2a is a schematic perspective view of a bushing according to the first embodiment;

фиг. 2b представляет собой перспективный вид в разрезе втулки по фиг. 2а по линии В-В на фиг. 2а;fig. 2b is a perspective cross-sectional view of the sleeve of FIG. 2a along line B-B in Fig. 2a;

фиг. 3а представляет собой схематический перспективный вид соединительного элемента по фиг. 1а и втулки по фиг. 2а в первом положении во время процесса сборки;fig. 3a is a schematic perspective view of the connecting element of FIG. 1a and bushings according to Fig. 2a in the first position during the assembly process;

фиг. 3b представляет собой схематический перспективный вид соединительного элемента по фиг. 1а и втулки по фиг. 3а во втором положении во время процесса сборки;fig. 3b is a schematic perspective view of the connecting element of FIG. 1a and bushings according to Fig. 3a in the second position during the assembly process;

фиг. 3с представляет собой схематический перспективный вид соединительного элемента по фиг. 1а и втулки по фиг. 3а в третьем, заключительном положении во время процесса сборки, при этом соединительный элемент и втулка совместно образуют связанную трением соединительную сборку;fig. 3c is a schematic perspective view of the connecting element of FIG. 1a and bushings according to Fig. 3a in the third and final position during the assembly process, with the connecting element and the bushing together forming a frictionally coupled connecting assembly;

фиг. 4а представляет собой схематический перспективный вид связанной трением соединительной сборки по фиг. 3с;fig. 4a is a schematic perspective view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 3c;

фиг. 4b изображает сечение связанной трением соединительной сборки по фиг. 4а по линии В-В на фиг. 4а;fig. 4b is a cross-sectional view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 4a along line B-B in Fig. 4a;

фиг. 5а представляет собой схематический перспективный вид связанной трением соединительной сборки по фиг. 4b, также в разрезе, в первом положении во время вставки в установочное отверстие принимающего объекта;fig. 5a is a schematic perspective view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 4b, also in section, in a first position during insertion into the mounting hole of the receiving object;

фиг. 5b представляет собой схематический перспективный вид связанной трением соединительной сборки по фиг. 5а в положении начала связывания в установочном отверстии;fig. 5b is a schematic perspective view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 5a in the position of the beginning of binding in the installation hole;

фиг. 6а представляет собой схематический вид в сечении связанной трением соединительной сборки по фиг. 5b в первом положении во время первой стадии связывания;fig. 6a is a schematic cross-sectional view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 5b in the first position during the first binding step;

фиг. 6b представляет собой схематический вид в сечении связанной трением соединительной сборки по фиг. 6а во втором положении во время первой стадии связывания;fig. 6b is a schematic cross-sectional view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 6a in the second position during the first binding step;

фиг. 6с представляет собой схематический вид в сечении связанной трением соединительной сборки по фиг. 6b в первом положении во время второй стадии связывания;fig. 6c is a schematic cross-sectional view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 6b in the first position during the second coupling step;

фиг. 6d представляет собой схематический вид в сечении связанной трением соединительной сборки по фиг. 6b во втором положении во время второй стадии связывания;fig. 6d is a schematic cross-sectional view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 6b in the second position during the second coupling step;

фиг. 6е представляет собой схематический вид в сечении связанной трением соединительной сборки по фиг. 6d в первом положении во время третьей стадии связывания;fig. 6e is a schematic cross-sectional view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 6d in the first position during the third binding step;

фиг. 6f представляет собой схематический вид в сечении связанной трением соединительной сборки по фиг. 6е во втором положении во время третьей стадии связывания;fig. 6f is a schematic cross-sectional view of the friction-bonded connection assembly of FIG. 6e in the second position during the third binding step;

фиг. 7 представляет собой схематический перспективный вид соединительного элемента в соответствии со вторым вариантом осуществления;fig. 7 is a schematic perspective view of a connecting member according to the second embodiment;

фиг. 8 представляет собой схематический перспективный вид соединительного элемента в соответствии с третьим вариантом осуществления;fig. 8 is a schematic perspective view of a connecting member according to the third embodiment;

фиг. 9 представляет собой схематический перспективный вид соединительного элемента в соответствии с четвертым вариантом осуществления;fig. 9 is a schematic perspective view of a connecting member according to the fourth embodiment;

фиг. 10 представляет собой блок-схему, изображающую способ крепления соединительного элемента в принимающем объекте; иfig. 10 is a block diagram showing a method of attaching a connecting member to a receiving object; And

- 5 045099 фиг. 11 представляет собой схематический вид машины в соответствии с одним из аспектов.- 5 045099 fig. 11 is a schematic view of a machine in accordance with one aspect.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Было доказано, что технология сварки дерева (Woodwelding®) весьма полезна для надежной фиксации вставок в волокнистой или пористой структуре. Общий принцип технологии сварки дерева требует размещения термопластического материала где-то в граничной области вставка/структура. Путем приложения механической вибрации, например посредством ультразвукового вибрационного устройства, к термопластическому материалу, создают силы трения, обусловливающие выработку тепла и последующее плавление термопластического материала. Вставку вдавливают в углубление структуры, пока термопластический материал по меньшей мере частично находится в жидкой фазе, после чего термопластическому материалу дают повторно отвердеть по прекращении механической вибрации. Другие примеры подробностей различных процессов технологии сварки дерева описаны, например, в WO 2015/181300.Woodwelding® has been proven to be very useful in securing inserts securely into fibrous or porous structures. The general principle of wood welding technology requires the placement of thermoplastic material somewhere in the insert/structure interface region. By applying mechanical vibration, such as an ultrasonic vibration device, to the thermoplastic material, frictional forces are generated to generate heat and subsequent melting of the thermoplastic material. The insert is pressed into the recess of the structure while the thermoplastic material is at least partially in the liquid phase, after which the thermoplastic material is allowed to re-solidify once the mechanical vibration has ceased. Further examples of details of various wood welding technology processes are described, for example, in WO 2015/181300.

Фиг. 1а изображает соединительный элемент 10 для крепления в принимающем объекте, например детали мебели (не показана). Соединительный элемент 10 имеет ближний конец 12, снабженный соединительными средствами 14 взаимодействия, которые в изображенном варианте осуществления выполнены как охватывающие соединительные средства взаимодействия и содержат внутреннюю резьбу 16 для соединении с винтом (не показан), снабженным ответной внешней резьбой. Соединительный элемент 10 также имеет дальний конец 18 для вставки в установочное отверстие (не показано) принимающего объекта. Соединительный элемент 10 имеет в целом круглый цилиндрический корпус 20, круглая цилиндрическая форма которого сосна с круглой цилиндрической формой резьбовых охватывающих средств 14 взаимодействия. На своем дальнем конце 18 соединительный элемент 10 имеет окружной буртик 22 дальнего конца, проходящий в радиальном направлении по отношению к центральной оси С1 круглой цилиндрической формы от корпуса 20. Ближняя поверхность 24 буртика 22 дальнего конца отклоняется в направлении дальнего конца и имеет поверхностную структуру, заданную множеством радиальных ребер 26. В промежуточной области между ближним и дальним концами 12, 18 соединительный элемент 10 снабжен окружным промежуточным буртиком 28, проходящим в радиальном направлении по отношению к центральной оси С1 от корпуса 20. На ближнем конце 12 соединительный элемент 10 сужается, задавая окружной заплечик 30, отклоняющийся в направлении дальнего конца.Fig. 1a shows a connecting element 10 for fastening to a receiving object, such as a piece of furniture (not shown). The connecting element 10 has a proximal end 12 provided with coupling means 14, which in the illustrated embodiment are configured as female coupling means and include an internal thread 16 for connection to a screw (not shown) provided with a mating external thread. The connecting member 10 also has a distal end 18 for insertion into a mounting hole (not shown) of the receiving object. The connecting element 10 has a generally round cylindrical body 20, the round cylindrical shape of which is pine with the round cylindrical shape of threaded female engagement means 14. At its distal end 18, the connecting member 10 has a circumferential distal end flange 22 extending radially with respect to a central axis C1 of a circular cylindrical shape from the body 20. The proximal surface 24 of the distal end flange 22 deviates toward the distal end and has a surface structure defined a plurality of radial ribs 26. In the intermediate region between the proximal and distal ends 12, 18, the connecting element 10 is provided with a circumferential intermediate flange 28 extending radially with respect to the central axis C1 from the housing 20. At the proximal end 12, the connecting element 10 tapers, defining a circumferential a shoulder 30 deviating towards the distal end.

Фиг. 1b изображает соединительный элемент 10 в разрезе по линии В-В на фиг. 1а. Как видно на фиг. 1b, промежуточный буртик 28 имеет ближнюю поверхность 32, отклоняющуюся в направлении дальнего конца, и дальнюю поверхность 34, которая лежит в плоскости, по существу перпендикулярной центральной оси С1. Соединительный элемент 10 имеет общую длину LC, которая обычно может быть между 5 и 40 мм. Соединительный элемент 10 также имеет диаметр, который изменяется вдоль длины соединительного элемента и достигает наибольшего значения DC у буртика дальнего конца.Fig. 1b shows the connecting element 10 in section along the line B-B in FIG. 1a. As can be seen in FIG. 1b, the intermediate shoulder 28 has a proximal surface 32 that deviates toward the distal end and a distal surface 34 that lies in a plane substantially perpendicular to the central axis C1. The connecting element 10 has an overall length LC, which can typically be between 5 and 40 mm. The connecting element 10 also has a diameter that varies along the length of the connecting element and reaches its greatest DC value at the distal end shoulder.

Фиг. 2а изображает втулку 36, выполненную из термопластического материала. Втулка 36 имеет гладкую, по существу круглую цилиндрическую внешнюю поверхность 37 и круглое цилиндрическое внутреннее отверстие 38, выполненное с возможностью приема и охвата соединительного элемента 10 способом, который будет разъяснен ниже. Внутренняя и внешняя круглые цилиндрические формы 37, 38 втулки 36 соосны с центральной осью С2 втулки. На дальнем конце 40 втулка 36 снабжена парой расширительных прорезей 42а-b, проходящих от дальнего конца к ближнему концу 44 втулки 36. Внутренний дальний край втулки 36 задает дальний расплавочный заплечик 41. На ближнем конце 44 втулка 36 содержит ободок 46, проходящий в радиальном направлении по отношению к центральной оси С2 от втулки 36. Множеством фрикционных ребер 48, которые проходят вдоль направления центральной оси С2 и распределены по окружности внешней поверхности 37, задан расплавочный буртик 47 ближнего конца. Дальние концы фрикционных выступов 48 задают ближний расплавочный заплечик 49, обращенный в направлении дальнего конца.Fig. 2a shows a sleeve 36 made of thermoplastic material. The sleeve 36 has a smooth, substantially round cylindrical outer surface 37 and a round cylindrical inner hole 38 configured to receive and enclose a connecting member 10 in a manner that will be explained below. The inner and outer round cylindrical shapes 37, 38 of the bushing 36 are coaxial with the central axis C2 of the bushing. At the distal end 40, the sleeve 36 is provided with a pair of expansion slots 42a-b extending from the distal end to the proximal end 44 of the sleeve 36. The inner distal edge of the sleeve 36 defines a distal melt shoulder 41. At the proximal end 44, the sleeve 36 includes a rim 46 extending in a radial direction. with respect to the central axis C2 from the sleeve 36. A plurality of friction ribs 48, which extend along the direction of the central axis C2 and are distributed around the circumference of the outer surface 37, define a proximal end melt bead 47. The distal ends of the friction ridges 48 define a proximal melt shoulder 49 facing toward the distal end.

Фиг. 2b изображает втулку 36 в разрезе по линии В-В на фиг. 2а. Как видно на фиг. 2b, дальний конец 44 снабжен проходящим внутрь ободком 50, который задает внутренний заплечик 52 ближнего конца, обращенный в направлении дальнего конца. В промежуточной области между ближним и дальним концами 44, 40 втулка 36 снабжена обращенным внутрь окружным пазом 54 для приема промежуточного буртика 28 соединительного элемента 10 (фиг. 1а). Дальний край 56 паза 54 отклоняется в направлении дальнего конца, при этом ближний край паза 54, задающий промежуточный расплавочный заплечик 58, по существу параллелен плоскости, перпендикулярной центральной оси С2. Втулка имеет полную длину LS, которая, например, может обычно быть между 7 и 60 мм.Fig. 2b shows the sleeve 36 in section along the line B-B in FIG. 2a. As can be seen in FIG. 2b, the distal end 44 is provided with an inwardly extending rim 50 that defines an inner proximal end shoulder 52 facing toward the distal end. In the intermediate region between the proximal and distal ends 44, 40, the sleeve 36 is provided with an inwardly facing circumferential groove 54 for receiving an intermediate shoulder 28 of the connecting element 10 (Fig. 1a). The distal edge 56 of the groove 54 is deflected toward the distal end, with the proximal edge of the groove 54 defining the intermediate melt shoulder 58 being substantially parallel to a plane perpendicular to the central axis C2. The hub has a full length LS, which for example can typically be between 7 and 60 mm.

Совместно с соединительным элементом 10 по фиг. 1a, 1b втулка 36 задает набор для крепления соединительного элемента. Фиг. 3а-3с изображают, как сборка набора 60 для крепления соединителя образует связанную трением соединительную сборку 63 (фиг. 3с). Как изображено на фиг. 3а, ближний конец 12 соединительного элемента 10 вжимают в дальний конец 40 втулки 36 вдоль направления сборки, показанного стрелкой 64 и совпадающего с центральными осями С1, С2 (фиг. 1а, 2а) соединительного элемента 10 и втулки 36. Во время вставки расширительные прорези 42а-b позволяют дальнему концу 40 втулки 36 упруго расширяться, как показано стрелками на фиг. 3b, с обеспечением вжатия промежуточного буртика 28 соединительного элемента 10 в окружной паз 54 втулки 36. По достижении положения, показанного на фиг. 3с, дальний конец 40 втулки 36 упруго сокращается с приведением втулки 36 и со- 6 045099 единительного элемента 10 в замковое соединение. Фиг. 4а изображает связанную трением соединительную сборку 62 в перспективе, а фиг. 4b изображает ее же в сечении по линии В-В на фиг. 4а. Как видно из фиг. 4b, дальний расплавочный заплечик 41 соединен с буртиком 22 дальнего конца, при этом промежуточный расплавочный заплечик 58 разделен в осевом направлении с промежуточным буртиком 28. Соединение между дальней поверхностью 34 (фиг. 1b) промежуточного буртика 28 и дальним краем 56 (фиг. 2b) паза 54 поддерживает втулку 36 и соединительный элемент 10 в замковом соединении. Хотя не изображено никакого зазора, втулка 36 охватывает соединительный элемент 10 с обеспечением свободной в радиальном направлении посадки вдоль всей длины в осевом направлении. Как ясно из фиг. 4b, втулка 36 длиннее, чем соединительный элемент 10, и проходит за соединительный элемент 10 в направлении ближнего конца.Together with the connecting element 10 of FIG. 1a, 1b, the sleeve 36 defines a set for attaching the connecting element. Fig. 3a-3c depict how the assembly of the connector mounting kit 60 forms a friction-bonded connector assembly 63 (FIG. 3c). As shown in FIG. 3a, the proximal end 12 of the connecting element 10 is pressed into the distal end 40 of the sleeve 36 along the assembly direction shown by arrow 64 and coinciding with the central axes C1, C2 (Figs. 1a, 2a) of the connecting element 10 and sleeve 36. During insertion, expansion slots 42a -b allow the distal end 40 of the sleeve 36 to elastically expand, as shown by the arrows in FIG. 3b, causing the intermediate flange 28 of the connecting element 10 to be pressed into the circumferential groove 54 of the sleeve 36. Once the position shown in FIG. 3c, the distal end 40 of the sleeve 36 elastically contracts to bring the sleeve 36 and the connecting element 10 into a locking connection. Fig. 4a shows the friction-bonded connection assembly 62 in perspective, and FIG. 4b shows it in section along the line B-B in Fig. 4a. As can be seen from Fig. 4b, the distal melt shoulder 41 is connected to the distal end shoulder 22, with the intermediate melt shoulder 58 being axially separated from the intermediate shoulder 28. The connection between the distal surface 34 (Fig. 1b) of the intermediate shoulder 28 and the distal edge 56 (Fig. 2b) The groove 54 supports the sleeve 36 and the connecting element 10 in a locking connection. Although no clearance is shown, sleeve 36 surrounds coupling member 10 to provide a radially free fit along its entire axial length. As is clear from Fig. 4b, the sleeve 36 is longer than the connecting member 10 and extends beyond the connecting member 10 towards the proximal end.

Фиг. 5а, 5b изображают вставку связанной трением соединительной сборки 62 в круглое цилиндрическое установочное отверстие 64 принимающего объекта 66. Установочное отверстие 64 расположено в крепежной области 63 принимающего объекта 66, которая состоит из материала, проницаемого для расплавленного термопластика, такого как древесно-стружечная плита. Установочное отверстие 64 имеет часть 65 с увеличенным диаметром, прилегающую к поверхности принимающего объекта 66 и задающую заглубленный упорный заплечик 67 в установочном отверстии 64. Установочное отверстие 64 с двойным диаметром может быть выполнено сверлом с двойным диаметром. Связанную трением соединительную сборку 62 вставляют вдоль оси А вставки, которая совпадает с центральными осями С1, С2 (фиг. 1а, 2а), в направлении вставки, показанном стрелкой 68. Связанную трением соединительную сборку 62 вставляют с обеспечением свободной в радиальном направлении посадки в установочное отверстие 64, т.е. без запрессовки, и вставку завершают приведением соединительного элемента 10 в соприкосновение с донной поверхностью 70 установочного отверстия 64. Фиг. 5b изображает связанную трением соединительную сборку 62 в положении готовности к связыванию с принимающим объектом 66.Fig. 5a, 5b depict the insertion of a friction-bonded connection assembly 62 into a circular cylindrical mounting hole 64 of a receiving body 66. The mounting hole 64 is located in a fastening area 63 of the receiving body 66, which is composed of a material permeable to molten thermoplastic, such as particle board. The mounting hole 64 has an enlarged diameter portion 65 adjacent to the surface of the receiving object 66 and defining a recessed stop shoulder 67 in the mounting hole 64. The double diameter mounting hole 64 may be formed with a double diameter drill bit. The friction-bonded connection assembly 62 is inserted along the axis A of the insert, which coincides with the central axes C1, C2 (Figs. 1a, 2a), in the insertion direction shown by arrow 68. The friction-bonded connection assembly 62 is inserted to ensure a radially free fit in the installation hole 64, i.e. without pressing, and the insert is completed by bringing the connecting element 10 into contact with the bottom surface 70 of the mounting hole 64. FIG. 5b depicts the friction bonded connection assembly 62 in a position ready to be coupled to the receiving object 66.

Фиг. 6а представляет собой увеличенный вид положения на фиг. 5b, и фиг. 6a-6f изображают процесс связывания для крепления соединительного элемента 10 в принимающем объекте 66. В положении на фиг. 6а ближний расплавочный заплечик 49 втулки 36 разделен в осевом направлении с упорным заплечиком 67 установочного отверстия 64 (фиг. 5а). Во время связывания энергию ультразвуковой вибрации передают к втулке посредством сонотрода (не показан), который соединяют с ближним концом 44 втулки 36. Сонотрод прикладывает осевое давление в направлении стрелки 72 и вызывает вибрацию втулки 36 с выработкой теплоты трения в граничной области между втулкой 36 и соединительным элементом 10 или принимающим объектом 66 или обоими. На каждой из фиг. 6а, 6с и 6е основной уровень соединения осевой силы, прикладываемой втулкой 36 к соединительному элементу 10 или принимающему объекту 66, обозначен линией F.Fig. 6a is an enlarged view of the position of FIG. 5b, and fig. 6a-6f depict a binding process for attaching the connecting member 10 to the receiving object 66. In the position of FIG. 6a, the proximal melt shoulder 49 of the sleeve 36 is axially separated from the thrust shoulder 67 of the mounting hole 64 (Fig. 5a). During bonding, ultrasonic vibration energy is transmitted to the sleeve by a sonotrode (not shown) which is connected to the proximal end 44 of the sleeve 36. The sonotrode applies axial pressure in the direction of arrow 72 and causes the sleeve 36 to vibrate to generate frictional heat in the interface region between the sleeve 36 and the coupling element 10 or receiving object 66 or both. In each of FIG. 6a, 6c and 6e, the main level of connection of the axial force applied by the sleeve 36 to the connecting element 10 or receiving object 66 is indicated by line F.

На первом этапе связывания, изображенном на фиг. 6а, сонотрод прикладывает давление в направлении стрелки 72, таким образом прижимая дальний расплавочный заплечик 41 втулки 36 к буртику 22 дальнего конца соединительного элемента 10. Соединение между дальним расплавочным заплечиком 41 и буртиком 22 дальнего конца задает дальнюю граничную область 74 запуска расплавки. Энергия трения, вырабатываемая ультразвуковой вибрацией сонотрона в дальней граничной области 74 запуска расплавки, расплавляет термопластический материал дальнего конца втулки, что приводит к положению, изображенному на фиг. 6b. По мере того, как сонотрон продолжает вибрировать и вдавливать втулку 36 вдоль направления вставки, расплавленный термопластик 76 втулки 36 вжимается в проницаемый материал крепежной области 63, примыкающей к дальнему концу соединительного элемента 10. Буртик 22 дальнего конца задает сравнительно непроницаемое для жидкости дно зазора, заполненного расплавленным термопластиком, между соединительным элементом 10 и внутренней стенкой установочного отверстия 64 и таким образом направляет расплавленный термопластик 76 в радиальном направлении в крепежную область 62. Расплавленный термопластик также соединяется с поверхностной структурой буртика 22 дальнего конца, что изображено в перспективе на увеличенном виде детали в нижней части фиг. 6b, с последующим образованием прочного беззазорного соединения после дальнейшего охлаждения и отверждения термопластика. Ближняя и промежуточная части втулки 36 остаются твердыми и действуют как поршень, вжимая расплавленный термопластик 76 в крепежную область 63. По мере движения втулки 36 вдоль направления вставки промежуточный расплавочный заплечик 58 втулки 36 входит в соединение с ближней поверхностью 32 промежуточного буртика 28 с образованием промежуточной граничной области 78 запуска расплавки, изображенной на фиг. 6с.In the first coupling step shown in FIG. 6a, the sonotrode applies pressure in the direction of arrow 72, thereby pressing the distal melt shoulder 41 of the sleeve 36 against the distal end shoulder 22 of the connecting element 10. The connection between the distal melt shoulder 41 and the distal end shoulder 22 defines the distal melt trigger boundary region 74. The frictional energy generated by the ultrasonic vibration of the sonotron in the distal melt trigger region 74 melts the thermoplastic material of the distal end of the sleeve, resulting in the position shown in FIG. 6b. As the sonotron continues to vibrate and press the sleeve 36 along the direction of insertion, the molten thermoplastic 76 of the sleeve 36 is pressed into the permeable material of the fastening area 63 adjacent to the distal end of the connecting element 10. The distal end bead 22 defines a relatively liquid-tight bottom of the gap filled molten thermoplastic, between the connecting element 10 and the inner wall of the mounting hole 64 and thus directs the molten thermoplastic 76 in a radial direction into the fastening area 62. The molten thermoplastic is also bonded to the surface structure of the distal end bead 22, as shown in perspective in the enlarged view of the part at the bottom parts of fig. 6b, followed by the formation of a strong, gap-free joint after further cooling and curing of the thermoplastic. The proximal and intermediate portions of the sleeve 36 remain solid and act as a piston to force the molten thermoplastic 76 into the fastening area 63. As the sleeve 36 moves along the insertion direction, the intermediate melt shoulder 58 of the sleeve 36 engages the proximal surface 32 of the intermediate shoulder 28 to form an intermediate boundary melt start region 78 shown in FIG. 6s.

На втором этапе связывания сонотрод прижимает промежуточный расплавочный заплечик 58 к промежуточному буртику 28 соединительного элемента 10. Теплота трения, вырабатываемая ультразвуковой вибрацией сонотрода в промежуточной граничной области 78 запуска расплавки, расплавляет термопластик промежуточной области втулки 36, что приводит к положению, изображенному на фиг. 6d. По мере того, как сонотрод продолжает вибрировать и вдавливать втулку в направлении вставки, расплавленный термопластик 76 втулки 36 продолжает вжиматься в проницаемый материал крепежной области 63, примыкающей к промежуточному буртику 28 соединительного элемента 10. По мере движения втулки 36 вдоль направления вставки ближний расплавочный заплечик 49 втулки 36 входит в соеди- 7 045099 нение с упорным заплечиком 67 установочного отверстия с образованием ближней граничной области 80 запуска расплавки, показанной на фиг. 6е.In the second coupling step, the sonotrode presses the intermediate melt shoulder 58 against the intermediate shoulder 28 of the coupling member 10. The frictional heat generated by the ultrasonic vibration of the sonotrode in the intermediate melt trigger boundary region 78 melts the thermoplastic of the intermediate region of the sleeve 36, resulting in the position shown in FIG. 6d. As the sonotrode continues to vibrate and press the sleeve in the insertion direction, the molten thermoplastic 76 of the sleeve 36 continues to be pressed into the permeable material of the fastening area 63 adjacent to the intermediate shoulder 28 of the connector 10. As the sleeve 36 moves along the insertion direction, the proximal melt shoulder 49 The sleeve 36 engages in connection with the thrust shoulder 67 of the mounting hole to form the proximal melt start boundary region 80 shown in FIG. 6e.

На третьем этапе связывания сонотрод прижимает ближний расплавочный заплечик 49 к упорному заплечику 67 принимающего объекта 66. Теплота трения, вырабатываемая ультразвуковой вибрацией сонотрода в ближней граничной области 80 запуска расплавки, расплавляет термопластический материал ближней части втулки 36, а по мере того, как сонотрод продолжает вибрировать и вдавливать втулку 36 вдоль направления вставки, расплавленный термопластик 76 втулки 36 продолжает вдавливаться в проницаемый материал крепежной области 63, примыкающей к ближнему концу соединительного элемента 10. По достижении положения по фиг. 6f давление и вибрации прекращают, например путем отключения питания сонотрода или отсоединения его от втулки 36, и термопластику позволяют повторно отвердеть. Верхняя часть втулки 36 остается нетронутой на протяжении всего процесса крепления и, в конечном положении на фиг. 6f, проходит за соединительный элемент 10 в направлении, противоположном направлению 68 вставки (фиг. 5а). В проиллюстрированном примере соединительный элемент 10 имеет длину LC в осевом направлении (фиг. 1b) меньшую, чем длина LH в осевом направлении (фиг. 1b) установочного отверстия 64 (фиг. 5а), так что он немного заглублен в установочном отверстии 64 (фиг. 5а), будучи в конечном положении. Таким образом можно избежать случайного соприкосновения между сонотродом и соединительным элементом 10, так как поверхность принимающего объекта 66 может действовать как концевой ограничитель для сонотрода. Во время связывания внутренний заплечик 52 ближнего конца (фиг. 2b) втулки 36, как в примере, изображенном на фиг. 6f, может быть уже расплавлен путем соединения трением с окружным заплечиком 30 (фиг. 1а) соединительного элемента 10 с плотным вделыванием заплечика 30; в другом случае процесс крепления может быть остановлен перед тем, как внутренний заплечик 52 ближнего конца достигнет окружного заплечика 30 соединительного элемента 10. В конечном положении по фиг. 6f втулка 36 выступает над поверхностью принимающего объекта 66. Немного в другой вариации процесса крепления третий этап связывания вместо этого можно продолжать до тех пор, пока ближний конец 44 (фиг. 6а) втулки 36 не достигнет положения, в котором он расположен заподлицо с поверхностью принимающего объекта 66. В другой вариации третий этап связывания можно продолжать до тех пор, пока ближний конец 44 втулки 36 не достигнет положения, в котором он заглублен в принимающем объекте 66.In the third coupling step, the sonotrode presses the proximal melt shoulder 49 against the thrust shoulder 67 of the receiving object 66. The frictional heat generated by the ultrasonic vibration of the sonotrode in the proximal melt trigger boundary region 80 melts the thermoplastic material of the proximal portion of the sleeve 36, and as the sonotrode continues to vibrate and press the sleeve 36 along the insertion direction, the molten thermoplastic 76 of the sleeve 36 continues to be pressed into the permeable material of the fastening area 63 adjacent to the proximal end of the connecting member 10. Upon reaching the position of FIG. 6f, the pressure and vibration are stopped, for example by turning off the power to the sonotrode or disconnecting it from the sleeve 36, and the thermoplastic is allowed to re-cure. The top of the sleeve 36 remains intact throughout the entire fastening process and, in the final position in FIG. 6f extends beyond the connecting element 10 in a direction opposite to the insertion direction 68 (FIG. 5a). In the illustrated example, the connecting member 10 has an axial length LC (FIG. 1b) less than the axial length LH (FIG. 1b) of the mounting hole 64 (FIG. 5a), such that it is slightly recessed in the mounting hole 64 (FIG. 5a), being in the final position. In this way, accidental contact between the sonotrode and the connecting member 10 can be avoided, since the surface of the receiving object 66 can act as an end stop for the sonotrode. During tying, the inner proximal end shoulder 52 (FIG. 2b) of the sleeve 36, as in the example shown in FIG. 6f, can already be melted by frictionally connecting with the circumferential shoulder 30 (Fig. 1a) of the connecting element 10 with a tight embedding of the shoulder 30; alternatively, the fastening process may be stopped before the inner proximal end shoulder 52 reaches the circumferential shoulder 30 of the connecting member 10. In the final position of FIG. 6f, the sleeve 36 protrudes above the surface of the receiving object 66. In a slightly different variation of the fastening process, the third stage of binding can instead continue until the proximal end 44 (Fig. 6a) of the sleeve 36 reaches a position in which it is flush with the surface of the receiving object. object 66. In another variation, the third tying step may be continued until the proximal end 44 of the sleeve 36 reaches a position where it is embedded in the receiving object 66.

Соединительный элемент 10, описанный выше, имеет корпус 20 (фиг. 1а), снабженный гладкой внешней поверхностью. Фиг. 7 изображает соединительный элемент 110 в соответствии со вторым вариантом осуществления, который во всех аспектах идентичен соединительному элементу по фиг. 1a, 1b за исключением того, что корпус 120 имеет накатанную поверхностную часть 120а. Как видно в сечении (i), параллельном оси А вставки, накатанная поверхностная часть 120а задает поверхностную структуру, которая изменяется в осевом направлении с обеспечением высокой осевой прочности закрепленного соединительного элемента 110 после того, как он вделан в повторно отвержденный термопласт в установочном отверстии. Аналогично, как видно в сечении (ii), перпендикулярном оси А вставки, накатанная часть задает поверхностную структуру, которая изменяется в тангенциальном направлении по отношению к оси А вставки с обеспечением высокой прочности на кручение закрепленного соединительного элемента 110 после того, как он вделан в повторно отвержденный термопласт в установочном отверстии.The connecting element 10 described above has a body 20 (Fig. 1a) provided with a smooth outer surface. Fig. 7 shows a connecting element 110 in accordance with the second embodiment, which is identical in all aspects to the connecting element of FIG. 1a, 1b except that the housing 120 has a knurled surface portion 120a. As seen in section (i) parallel to the axis A of the insert, the knurled surface portion 120a defines a surface structure that changes in the axial direction to provide high axial strength to the secured connector 110 after it is embedded in the recured thermoplastic in the mounting hole. Likewise, as seen in section (ii) perpendicular to the axis A of the insert, the knurled portion defines a surface structure that varies tangentially with respect to the axis A of the insert to provide high torsional strength to the fastened connecting element 110 after it is re-embedded. cured thermoplastic in the mounting hole.

Фиг. 8 изображает соединительный элемент 210 в соответствии с третьим вариантом осуществления, который во всех аспектах идентичен соединительному элементу по фиг. 1a, 1b за исключением того, что вдоль осевого направления А проходят ребра 220а для поддержки при кручении, выступающие из корпуса 220 соединительного элемента 210. Одно или несколько таких ребер могут быть выполнены на соединительных элементах, предназначенных для приложений, требующих повышенной прочности на кручение.Fig. 8 depicts a connector 210 in accordance with the third embodiment, which is identical in all aspects to the connector of FIG. 1a, 1b except that along axial direction A there are torsional support ribs 220a projecting from the body 220 of the coupling member 210. One or more such ribs may be provided on coupling members intended for applications requiring increased torsional strength.

Фиг. 9 изображает соединительный элемент 310 в соответствии с четвертым вариантом осуществления, который во всех аспектах идентичен соединительному элементу по фиг. 1a, 1b за исключением того, что буртик 322 дальнего конца снабжен перфорацией для увеличения течения расплавленного термопластического материала к дальней стороне буртика 322 дальнего конца. Такая конструкция может увеличить объем крепежной области 63 (фиг. 5а), которого достигает расплавленный термопластик, с увеличением общей прочности крепления.Fig. 9 depicts a coupling member 310 in accordance with the fourth embodiment, which is identical in all aspects to the coupling member of FIG. 1a, 1b except that the distal end bead 322 is provided with perforations to increase the flow of molten thermoplastic material to the distal side of the distal end bead 322. This design can increase the volume of the fastening area 63 (FIG. 5a) that the molten thermoplastic reaches, increasing the overall fastening strength.

Фиг. 10 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ, описанный далее. На этапе 400 (фиг. 5а, 5b) дальний конец соединительного элемента 10 вставляют в установочное отверстие 64. На этапе 402 (фиг. 5а, 5b) в установочное отверстие 64 вставляют втулку 36, охватывающую соединительный элемент 10. Как было в подробностях проиллюстрировано выше, этапы 400 и 402 могут быть выполнены одновременно путем предварительной сборки соединительного элемента 10 и втулки 36; в другом случае соединительный элемент 10 и втулка 36 могут быть вставлены в любом последовательном порядке в положение, в котором втулка 36 охватывает соединительный элемент 10. Наконец, на этапе 404 (фиг. 6а-6f) передают энергию для расплавки по меньшей мере части термопластического материала втулки 36. Как было проиллюстрировано выше, расплавка может быть запущена поэтапно в последовательном порядке во множестве разделенных в осевом направлении граничных областей 74, 78, 80 запуска расплавки. Дополнительные граничные области запуска расплавки могут быть обеспечены вдоль длины в осевом на- 8 045099 правлении соединительного элемента 10 и втулки 36, например путем обеспечения дополнительных пар промежуточных буртиков 28 и окружных пазов 54, распределенных вдоль длины соединительного элемента 10 и втулки 36.Fig. 10 is a flowchart illustrating the method described next. At step 400 (FIGS. 5a, 5b), the distal end of the connecting element 10 is inserted into the mounting hole 64. At step 402 (FIGS. 5a, 5b), a sleeve 36 is inserted into the mounting hole 64, enclosing the connecting element 10. As illustrated in detail above , steps 400 and 402 can be performed simultaneously by preassembling the connecting member 10 and the sleeve 36; in another case, the connecting element 10 and the sleeve 36 can be inserted in any sequential order into a position in which the sleeve 36 surrounds the connecting element 10. Finally, at step 404 (Figs. 6a-6f), energy is transferred to melt at least a portion of the thermoplastic material sleeves 36. As illustrated above, the melt can be started in stages in a sequential order in a plurality of axially separated melt start boundary regions 74, 78, 80. Additional melt initiation boundary regions may be provided along the axial length of the connecting member 10 and bushing 36, for example by providing additional pairs of intermediate flanges 28 and circumferential grooves 54 distributed along the length of the connecting member 10 and bushing 36.

Машина, выполненная с возможностью осуществления способа, описанного выше, схематически показана на фиг. 11. Машина 500 может содержать подающий блок 502, выполненный с возможностью обеспечения соединительного элемента 10 и втулки 36, а также размещающее устройство, выполненное с возможностью приема соединительного элемента 10 и втулки 36 от подающего блока 502 и размещения соединительного элемента 10 и втулки 36 (фиг. 1а, 2а) в установочном отверстии 64 (фиг. 5а) принимающего объекта 66. Машина 500 также может содержать устройство 506 для передачи энергии, такое как нагреватель или сонотрод, для передачи энергии ко втулке 36. Машина 500 также может быть оснащена магазином 508, содержащим множество втулок 36 и соединительных элементов 10 - или в виде отдельных компонентов, или в виде связанных трением соединительных сборок 64 - для автоматических повторяемых операций крепления при подаче принимающих объектов 66, перемещаемых через машину 500.A machine capable of carrying out the method described above is shown schematically in FIG. 11. The machine 500 may include a feed block 502 configured to provide a connecting member 10 and a sleeve 36, as well as a placement device configured to receive a connecting member 10 and a sleeve 36 from a feed block 502 and receive a connecting member 10 and a sleeve 36 (FIG. 1a, 2a) in the mounting hole 64 (Fig. 5a) of the receiving object 66. The machine 500 may also include a power transfer device 506, such as a heater or sonotrode, to transfer energy to the sleeve 36. The machine 500 may also be equipped with a magazine 508 , comprising a plurality of bushings 36 and coupling members 10 - either as individual components or as frictionally coupled coupling assemblies 64 - for automatic, repeatable fastening operations while feeding receiving objects 66 moved through the machine 500.

Примерами проницаемых материалов, особенно подходящих для крепежной области 63, описанной выше, служат твердые материалы, такие как дерево, фанера, древесно-стружечная плита, картон, бетонно-кирпичный материал, пористое стекло, пена из металла, керамики или полимерных материалов или спеченная керамика, стекло или металлические материалы, причем такие материалы содержат пространства, в которые может проникать термопластический материал и которые изначально заполнены воздухом или иным удаляемым или сжимаемым материалом. Другими подходящую примерами служат композитные материалы, которые обладают вышеуказанными свойствами, или материалы с поверхностями, содержащими подходящую шероховатость, подходящие полученные механической обработкой поверхностные структуры или подходящие поверхностные покрытия (например, состоящие из частиц). Если проницаемый материал имеет термопластические свойства, желательно, чтобы он поддерживал свою механическую прочность во время этапа крепления или благодаря дополнительному содержанию механически стабильной фазы, или благодаря обладанию значительно более высокой температурой плавления, чем термопластический материал, которые требуется расплавить на этапе крепления. Проницаемый материал предпочтительно является твердым по меньшей мере при температуре окружающей среды, при этом твердый в контексте настоящей заявки означает, что этот материал является жестким, по существу не упруго гибким (нет характеристик эластомера) и не пластически деформируемым, и он не является или является в очень малой степени упруго сжимаемым. Он также содержит (реально или потенциально) пространства, в которые может втекать или быть вжат для крепления расплавленный материал. Например, он является волокнистым или пористым или содержит проницаемые поверхностные структуры, которые, например, произведены подходящей механической обработкой или выполнением покрытия (реальные пространства для проникновения). В другом случае проницаемый материал способен создавать такие пространства под действием гидростатического давления расплавленного термопластического материала, что означает, что он может не быть проницаемым или быть в очень малой степени в условиях окружающей среды. Это свойство (обладание потенциальными пространствами для проникновения) подразумевает, например, негомогенность в смысле механического сопротивления. Примером материала, который обладает таким свойством, служит пористый материал, поры которого заполнены материалом, который может быть выдавлен из пор, композит из мягкого материала и твердого материала или гетерогенный материал (такой как дерево), в котором граничная адгезия между составляющими меньше, чем сила, прикладываемая проникающим расплавленным материалом. Таким образом, в целом проницаемый материал имеет негомогенность в смысле структуры (пустые пространства, такие как поры, полости и т.п.) или в смысле состава материала (удаляемый материал или разделяемые материалы). Для полноты, однако, следует указать, что изобретение не ограничено приложениями с проницаемыми материалами; оно также может быть использовано для крепления соединительных элементов в принимающих объектах из материалов, которые не являются проницаемыми в соответствии с вышеприведенным определением. Установочное отверстие 64 при необходимости может быть снабжено поднутрениями. Поднутрения также могут быть созданы в процессе, например путем вжимания втулки в материал принимающего объекта с его растрескиванием или путем сжатия, например, сот в сотовой панели.Examples of permeable materials particularly suitable for the fastening area 63 described above include hard materials such as wood, plywood, particle board, cardboard, concrete masonry, porous glass, metal, ceramic or polymer foam, or sintered ceramic. , glass or metallic materials, such materials containing spaces into which the thermoplastic material can penetrate and which are initially filled with air or other expellable or compressible material. Other suitable examples are composite materials that have the above properties, or materials with surfaces containing suitable roughness, suitable machined surface structures or suitable surface coatings (eg, particulate). If the permeable material has thermoplastic properties, it is desirable for it to maintain its mechanical strength during the fastening step either by additionally containing a mechanically stable phase or by having a significantly higher melting point than the thermoplastic material that is required to be melted during the fastening step. The permeable material is preferably hard at least at ambient temperature, where hard in the context of this application means that the material is rigid, not substantially elastically flexible (no elastomer characteristics) and not plastically deformable, and it is not or is very little elastically compressible. It also contains (actually or potentially) spaces into which molten material can flow or be pressed for attachment. For example, it is fibrous or porous or contains permeable surface structures, which are, for example, produced by suitable mechanical processing or coating (actual spaces for penetration). Alternatively, the permeable material is capable of creating such spaces under the hydrostatic pressure of the molten thermoplastic material, which means that it may not be permeable or to a very small extent under ambient conditions. This property (having potential spaces for penetration) implies, for example, inhomogeneity in the sense of mechanical resistance. An example of a material that has this property is a porous material whose pores are filled with material that can be squeezed out of the pores, a composite of a soft material and a hard material, or a heterogeneous material (such as wood) in which the interfacial adhesion between the components is less than the force , applied by penetrating molten material. Thus, in general, a permeable material has inhomogeneity in terms of structure (empty spaces such as pores, cavities, etc.) or in terms of material composition (removable material or separated materials). For completeness, however, it should be noted that the invention is not limited to applications with permeable materials; it can also be used for attaching connecting elements in receiving objects made of materials that are not permeable according to the above definition. The mounting hole 64 may be provided with undercuts if necessary. Undercuts can also be created by the process, for example by pressing a sleeve into the material of the receiving object causing it to crack, or by compressing, for example, honeycomb in a honeycomb panel.

Соединительный элемент 10 выполнен из относительно нетермопластического материала. Показательным подходящим материалом для соединительного элемента является металл, такой как сталь, алюминий, цинковый сплав, такой как Zamak 5, или медно-свинцовый сплав. Однако термин относительно нетермопластический следует толковать в контексте процесса крепления; для того чтобы крепить соединительный элемент 10, используя указанный процесс, корпус 20 соединительного элемента 10 должен оставаться твердым в течение процесса крепления. Следовательно, термин относительно нетермопластический следует толковать как включающий также любой термопластический материал, имеющий точку плавления существенно выше, чем таковая втулки 36, поскольку такой материал не будет иметь термопластических свойств в контексте изобретения.The connecting element 10 is made of a relatively non-thermoplastic material. An exemplary suitable material for the connecting member is a metal such as steel, aluminum, a zinc alloy such as Zamak 5, or a copper-lead alloy. However, the term relatively non-thermoplastic should be interpreted in the context of the fastening process; In order to fasten the connecting element 10 using the specified process, the body 20 of the connecting element 10 must remain solid during the fastening process. Therefore, the term relatively non-thermoplastic should be interpreted to also include any thermoplastic material having a melting point substantially higher than that of the sleeve 36, since such material would not have thermoplastic properties in the context of the invention.

Термопластический материал, подходящий для втулки 36, описанной выше, может включать полимерную фазу (особенно основанную на цепи с С, Р, S или Si), которая переходит из твердой в жидкуюThe thermoplastic material suitable for the sleeve 36 described above may include a polymer phase (especially one based on a C, P, S or Si chain) that transitions from solid to liquid

--

Claims

or fluid at a temperature above a critical temperature range, for example by melting, and reconverts to a solid material when cooled again below a critical temperature range, for example by crystallization, the viscosity of the solid being several orders of magnitude, for example three orders of magnitude, higher, than that of the liquid phase. The thermoplastic material typically may contain a polymer component that is not covalently cross-linked or is cross-linked in such a way that the cross-links are reversibly broken when heated to or above the melting temperature range. The polymeric material may also contain filler, such as fibers or particles of material, that does not have thermoplastic properties or has thermoplastic properties, including a melting temperature range that is substantially higher than the melting temperature range of the base polymer. Examples of thermoplastic material are thermoplastic polymers, copolymers or filled polymers, the main polymer or copolymer being, for example, polyethylene, polypropylene, polyamides (in particular polyamide 12, polyamide 11, polyamide 6 or polyamide 66), polyoxymethylene, polycarbonate-urethane, polycarbonates or polyester carbonates, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), acrylonitrile styrene acrylate (ASA), styrene acrylonitrile, polyvinyl chloride, polystyrene or polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), polysulfone (PSU), poly-p- phenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymers (LCP), etc.

Mechanical vibration or oscillation suitable for the method of the invention may typically have a frequency of 2 to 200 kHz, more typically 10 to 100 kHz, and even more typically 15 to 40 kHz. For example, they can provide typical vibration power from 0.2 to 20 W per square millimeter of active surface. A vibrating instrument, such as a sonotrode, can be configured such that the area of interaction with the sleeve oscillates predominantly in the direction of the insert axis A (FIG. 5a) with an amplitude from 1 to 100 μm, for example from about 30 to 60 μm.

The invention has been described above primarily with respect to several embodiments. However, as one skilled in the art will readily understand, other embodiments other than those described above are equally possible within the scope of the invention as defined by the appended claims. For example, mounting hole 64 (FIG. 5a) is depicted as a blind hole. However, in another case, it can be made in the form of a through hole passing through, for example, a piece of furniture made of chipboard. The inner surface of the through hole 64 may be provided with an end stop shoulder, for example by forming a through hole 64a of a smaller diameter in the bottom 70 of the mounting hole 64. Thus, the internal thread 14 (Fig. 1a) of the connecting element 10 can be accessed from both sides of the plate. Moreover, the bushing 36 (FIG. 2a) has been illustrated as having an axial through hole 38 for receiving the connecting element 10. However, this is not necessary - it may be sufficient for the bushing to be open at only one end. For example, the proximal end sleeve 36 may be covered by an axial end wall. Such a sleeve may be used to secure a hidden connecting element which may later be accessible, for example by removing the axial end wall to expose the threads, to install optional components, for example those relating to a reconfigurable furniture system. Above, all components have been illustrated as having a substantially circular cylindrical geometry or a geometry with rotational symmetry about the insert axis A (FIG. 5a) and the central axes C1, C2 (FIGS. 1a, 2a). However, while such a geometry may be preferred for round mounting holes 64, and round mounting holes may be easier to produce, such as by drilling, a circular geometry is not required. Moreover, the connecting member, sleeve and mounting hole are not required to have the same general shape or complementary shapes. Above, the first and second connecting engagement means are described as screw engagement means. However, this is not necessary. The invention is also suitable for attaching other types of connecting coupling means, such as bayonet coupling means, snap connectors, magnets, clamps, and the like. It is not required that the connecting element to be secured in the receiving object be provided with female connecting means; in other cases it may be a male coupling means such as a threaded rod.

CLAIM

1. A method of fastening a connecting element (10, 110, 210, 310) in a receiving object (66) having a fastening area (63) provided with an installation hole (64) for receiving a connecting element (10, 110, 210, 310) having a distal end (18) and a proximal end (12), wherein the proximal end (12) is provided with first engagement coupling means (14) for connection to mating second coupling coupling means, and the method includes inserting a distal end (18) of a coupling element (10, 110 , 210, 310) into the mounting hole (64) in the insertion direction (68) along the axis (A) of the insert, characterized in that it includes

- 10 045099 inserting a sleeve (36) containing thermoplastic material (76) into the mounting hole (64), the sleeve (36) enclosing the connecting element (10, 110, 210, 310) and not connected to it, transferring energy for melting at least part of the thermoplastic material (76) of the sleeve (36); and moving the proximal end (44) of the sleeve (36) in the direction (68) of the insert while melting said at least part of the thermoplastic material (76) of the sleeve (36).

2. The method according to claim 1, wherein the sleeve (36) and the connecting element (10) are pre-assembled and inserted into said mounting hole (64) simultaneously.

3. A method as claimed in any one of the preceding claims, wherein the energy is transmitted by means of mechanical energy transmission, preferably mechanical vibration.

4. The method as claimed in any one of the preceding claims, wherein the melt of the thermoplastic material (76) is started in the melt start boundary region (74, 78) between the sleeve (36) and the connecting element (10).

5. The method according to claim 4, wherein said melt start boundary region (74) is located at the distal end (40) of the sleeve (36).

6. A method according to any of the preceding claims, whereby energy is transmitted to sequentially melt a plurality of axially separated portions (41, 58, 49) of thermoplastic material (76) of the sleeve (36).

7. A method as claimed in any one of the preceding claims, wherein the distal end (18) of the connecting element (10) is moved to an axially final position in which it abuts the support surface (70) to axially support the mounting hole (64) to melting said at least part of the thermoplastic material (76).

8. A method according to any one of the preceding claims, wherein the fastening area (63) contains a solid material that is permeable to the thermoplastic material (76) of the sleeve (36) when it is molten, and the method also includes allowing penetration of at least a portion of the molten thermoplastic material ( 76) into the specified permeable material.

9. The method as claimed in any one of the preceding claims, further comprising causing at least a portion of the molten thermoplastic material (76) to axially surround a structure (28, 22) extending radially from the body (120) of the connecting element (10), and then causing the molten thermoplastic material (76) to solidify while providing axial support between the connecting member (10) and the fastening area (63).

10. The method of any one of the preceding claims, further comprising causing at least a portion of the molten thermoplastic material (76) to envelop the tangentially varying surface structure (26, 120a, 220a, 322) of the connecting element (10, 310), and then allowing it to cure molten thermoplastic material (76) to impart torsion resistance to the connection between the connecting element (10) and the fastening area (63).

11. The method according to any of the preceding claims, according to which the receiving object (66) is a piece of furniture or a blank for making a piece of furniture.

12. A method according to any one of the preceding claims, wherein the first coupling means (14) are female coupling means for connecting to the male coupling means.

13. The method according to any of the preceding claims, wherein the connecting element (10, 110, 210, 310) is inserted into the mounting hole (64) to a position in which it is flush or recessed with respect to the outer surface of the receiving object (66), and/or moving the sleeve (36) to a position in which the proximal end (44) of the sleeve (36) is flush or recessed with respect to the specified outer surface of the receiving object (66).

14. A machine (500) configured to implement the method according to any one of claims 1 to 13, comprising a feed unit (502) configured to provide a connecting element (10, 110, 210, 310) and a sleeve (36);

a placement device configured to receive a connecting element (10, 110, 210, 310) and a sleeve (36) from a feed block (502) and accommodate the connecting element (10, 110, 210, 310) and a sleeve (36);

a device (506) for transmitting energy to melt at least a portion of the thermoplastic material (76) of the sleeve (36).

-