JP2021529671A - 接続要素、部品接続およびその生産方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (28)
- 中空円筒形シャフト(12,42,76)と、前記シャフト(12,42,76)を一方向に回転駆動することができるドライブ(16)とを有し、前記中空円筒形シャフト(12,42,76)は、少なくとも1つの自由端を有し、前記ドライブ(16,48)は、前記自由端の反対側に配置され、前記中空円筒形シャフト(12,42,76)内には、中空空間が形成されている、接続要素(10,30,40,58,78)であって、
前記中空円筒形シャフト(12)の円周方向に作用するドライバ構造(22,32)が、前記中空空間に配置されており、
前記ドライバ構造は、要素中心軸(M)に平行または側面(20)に投影された要素中心軸(M)に対して最大20°の角度偏差で、直線的に設定方向に側面(20)上を延びるように配置され、および/または、前記ドライブ側端に配置されている
ことを特徴とする接続要素。 - 請求項1に記載の接続要素において、
前記シャフト(12,42,76)に接続される肩部(18,44)を備えている
ことを特徴とする接続要素。 - 請求項2に記載の接続要素において、
前記肩部(18,44)は、前記シャフトの端部を形成するヘッド(46)の一部である
ことを特徴とする接続要素。 - 請求項2に記載の接続要素において、
前記肩部(18)は、最小径が少なくとも中空円筒形シャフト(12)の内径に対応する中央の凹部(24)を有する環状肩部(18)として設計されている
ことを特徴とする接続要素。 - 請求項4に記載の接続要素において、
前記中央の凹部(24)は、その直径が前記シャフト(12)の前記自由端から離れる方向に増加するように設計されている
ことを特徴とする接続要素。 - 請求項2乃至4の何れか1項に記載の接続要素において、
前記ドライブ(16,48)は、前記ヘッド(46)および/または前記肩部(18)に形成されている
ことを特徴とする接続要素。 - 請求項3乃至6の何れか1項に記載の接続要素において、
前記ドライブ側端に配置された前記ドライバ構造は、前記ヘッドの下側に形成されている
ことを特徴とする接続要素。 - 前述の請求項の何れか1項に記載の接続要素において、
前記要素中心軸に平行に直線的に前記側面上を延びる、または、前記側面に投影された前記要素中心軸に対して20°の角度偏差で直線的に前記側面上を延びる前記ドライバ構造は、隆起部分(22)の形で設けられている
ことを特徴とする接続要素。 - 前述の請求項の何れか1項に記載の接続要素において、
前記要素中心軸に平行に直線的に前記側面上を延びる、または、前記側面に投影された前記要素中心軸に対して20°の角度偏差で直線的に前記側面上を延びる前記ドライバ構造は、溝(32)の形で設けられている
ことを特徴とする接続要素。 - 前述の請求項の何れか1項に記載の接続要素において、
特に面取り(26)の形の刃先を前記自由端に備えている
ことを特徴とする接続要素。 - 前述の請求項の何れか1項に記載の接続要素において、
鉄金属、とりわけ鋼で形成されている
ことを特徴とする接続要素。 - ベース層(52,72)とその上に配置された最上層(54,74)とを含む2つの部品層(52,54,72,74)間の部品接続の生産方法であって、
中空円筒形シャフト(12,42,76)を有する接続要素(10,30,40,58,78)が、回転および軸力の下、前記最上層(54,74)に打ち込まれ、
前記シャフトの内部によって前記最上層(54,74)からスラグ(62,82)が切りだされて前記接続要素の回転によって同伴され、
回転および接触圧力の下、前記スラグ(62,82)が前記ベース層(52,72)に溶接され、
前記接続要素(10,30,40,58,78)の少なくとも一部が、前記ベース層(52,72)に押し込まれる
ことを特徴とする部品接続の生産方法。 - 請求項12に記載の部品接続の生産方法において、
前記スラグ(62,82)が所定位置に溶接されるまで前記接続要素(10,30,40,58,78)が駆動される速度は、少なくとも2000rpmである
ことを特徴とする部品接続の生産方法。 - 請求項13に記載の部品接続の生産方法において、
前記接続要素(10,30,40,58,78)が前記ベース層(52,72)の表面に到達するまで前記スラグ(62,82)が切られるときに前記接続要素(10,30,40,58,78)の変形を確実に防止するように、前記接続要素(10,30,40,58,78)が切断のために適切な速度と軸力で適用される第1工程が実行される
ことを特徴とする部品接続の生産方法。 - 請求項14に記載の部品接続の生産方法において、
前記スラグ(62,82)を回転し続けながら溶接するための軸力を前記スラグ(62,82)に加えることによって、前記切り出されたスラグ(62,82)が前記ベース層(52,72)に溶接される第2工程が実行され、
前記溶接するための工具によって加えられる前記軸力は、切断するために加えられる前記軸力と比べて増大している
ことを特徴とする部品接続の生産方法。 - 請求項15に記載の部品接続の生産方法において、
前記接続要素(10,30,40,58,78)は、その挿入方向と反対の端部で前記中空円筒形シャフト(12,42,76)を閉じるヘッドを有し、
前記接続要素の前記ヘッドは、溶接するための軸力を前記スラグ(62,82)に加える
ことを特徴とする部品接続の生産方法。 - 請求項15に記載の部品接続の生産方法において、
前記接続要素(10,30,40,58,78)は、少なくとも前記中空円筒形シャフト(12,42,76)の内面の上方で挿入方向に対して開いており、
前記接触圧力は、前記接続要素(10,30,40,58,78)に前記接触圧力を加える設定ツールによって前記スラグ(62,82)に加えられる
ことを特徴とする部品接続の生産方法。 - 請求項15乃至17の何れか1項に記載の部品接続の生産方法において、
前記ベース層(52,72)および/または前記最上層(54,74)に対して前記軸方向に確実な接続を生成するために、前記接続要素(10,30,40,58,78)および前記スラグ(62,82)に作用する前記溶接軸力は、リベット軸力と比較して増大し、速度は減速する
ことを特徴とする部品接続の生産方法。 - 請求項18に記載の部品接続の生産方法において、
前記接続要素(10,30,40,58,78)は、少なくとも前記中空円筒形シャフト(12,42,76)の内面の上方で挿入方向に対して開いており、
前記接触圧力は、前記接続要素(10,30,40,58,78)に前記接触圧力を加える設定ツールによって前記スラグ(62,82)に加えられ、
挿入方向の反対側に位置する前記スラグ(62,82)の端部は、フレア状になる
ことを特徴とする部品接続の生産方法。 - ベース層(52,72)およびその上に配置された少なくとも1つの最上層(54,74)と、中空円筒形シャフト(12,42,76)および前記シャフト(12,42,76)を回転方向に駆動するドライブを有する接続要素(10,30,40,58,78)とを備え、前記中空円筒形シャフト(12,42,76)は少なくとも1つの自由端を有し、前記ドライブは前記自由端の反対側の端部に配置され、前記中空円筒形シャフト(12,42,76)によって中空空間が形成され、前記中空円筒形シャフト(12,42,76)の一部は前記ベース層(52,72)によって完全に囲まれており、前記中空円筒形シャフト(12,42,76)の内部によって前記最上層(54,74)からスラグ(61,82)が切り出される、部品接続であって、
前記中空空間には、前記ベース層と前記スラグ(61,82)との間に材料接続が存在する
ことを特徴とする部品接続。 - 請求項20に記載の部品接続において、
前記中空円筒形シャフトの円周方向に作用するドライバ構造が、前記中空空間に配置され、
前記ドライバ構造は、前記スラグの材料によって囲まれている
ことを特徴とする部品接続。 - 請求項20または21に記載の部品接続において、
軸方向に作用する確実な接続は、前記最上層(54,74)から突出する前記スラグ(62,82)の半径方向に変位した材料が前記最上層(54,74)および/または前記接続要素(10,30,40,58,78)上にカラーを形成することによって生成される
ことを特徴とする部品接続。 - 請求項20または21に記載の部品接続において、
軸方向に作用する確実な接続は、前記接続要素(10,30,40,58,78)と前記最上層(54,74)との確実な適合、および前記ベース層の前記接続要素(10,30,40,58,78)の確実な適合によって生成される
ことを特徴とする部品接続。 - 請求項20乃至23の何れか1項に記載の部品接続において、
前記ベース層(52,72)との確実な接続は、挿入方向に延びる前記接続要素(10,30,40,58,78)の前記自由端をフレア加工することによって生成される
ことを特徴とする部品接続。 - 請求項20乃至24の何れか1項に記載の部品接続において、
前記接続要素(10,30,40,58,78)は、前記ベース層(52,72)および前記最上層(54,74)よりも高い強度を有している
ことを特徴とする部品接続。 - 請求項20乃至25の何れか1項に記載の部品接続において、
前記ベース層および前記最上層(54,74)は非鉄金属で作られ、前記接続要素は鋼または非鉄金属で作られている
ことを特徴とする部品接続。 - 請求項20乃至25の何れか1項に記載の部品接続において、
前記ベース層および前記最上層(54,74)は熱可塑性材料で作られ、前記接続要素はプラスチック材料、鋼または非鉄金属で作られている
ことを特徴とする部品接続。 - 請求項20乃至27の何れか1項に記載の部品接続において、
前記接続要素は、請求項1乃至11の何れか1項に記載された形式の接続要素である
ことを特徴とする部品接続。
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