用于拼合材料層的工具和方法技術

本發明專利技術涉及一種用于將至少兩個材料層(1，2，3，4)通過銷釘(5)拼合起來的工具，其中，至少一個材料層(1)構造為金屬材料層，所述工具包括釘楔裝置(6)和焊接裝置(7)，其中，所述釘楔裝置(6)設計為，使所述銷釘(5)釘穿待拼合的至少兩個材料層(1，2，3，4)，所述焊接裝置(7)設計為，在釘入所述銷釘(5)之后將所述銷釘的至少第一區段(8)與所述至少一個金屬材料層(1)焊接。本發明專利技術還涉及一種用于通過銷釘(5)利用所述工具拼合至少兩個材料層(1，2，3，4)的方法，其中，至少一個材料層構造為金屬材料層。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于將至少兩個材料層通過銷釘拼合起來的工具，其中，至少一個材料層構造為金屬材料層，并且本專利技術還涉及一種用于將至少兩個材料層通過銷釘拼合起來的方法，其中，至少一個材料層構造為金屬材料層。
技術介紹
這類用于連接材料層的方法例如應用在汽車工業中且尤其應用在復合結構的機動車和機動車構件的制造中。在此例如存在這樣的需求，即，將由經玻璃纖維強化的塑料(GFK)制成的塑料件或附件固定在由鋼板制成的車身構件上。眾所周知，這類連接可例如通過機械式的鉚接實現，其中，鉚釘穿透第一材料層而只使第二材料層變形。此外已知的是，通過點焊拼合金屬材料層，通過點焊使多個金屬層在局部小范圍內熔融且通過緊接著的凝固使多個金屬層焊接在一起。此外已知的是應用釘子，釘子可穿過待連接的兩個材料層且可通過形狀配合以及力作用(即通過作用在其頭端部上的力)在兩個材料層之間建立持久的連接。在此，釘子克服從材料層中被軸向拉出的抵抗力相對較小。上述類型的用于將兩個拼合部件(尤其平面材料)拼合在一起的方法已由DE102004025492A1公開。在該方法中，拼合元件(尤其為鉚釘)打穿其中一個拼合部件。鉚釘貼靠在第二拼合部件上，對該第二拼合部件施加機械載荷，或者根據某一實施形式對第二拼合部件楔口。此后，在接下來的焊接過程中將電流導引到拼合元件和拼合部件之間的接觸位置且由此將拼合元件和拼合部件焊接在一起。為此有利地應用常規焊槍。此外，通過兩個電極在拼合部件和拼合元件之間施加拼合力，拼合部件被夾緊在兩個電極之間。該已知的拼合方法的缺點是，與第二拼合部件的連接不那么穩固，且尤其的是，可由第二拼合部件承受的剪切力僅很小或根本沒有。此外，通過所使用的工具只能對拼合元件施加較小的壓力。
技術實現思路
因此，本專利技術要解決的技術問題在于，給出一種用于拼合至少兩個材料層的工具和方法，該工具和方法在上述方面有所改進且尤其可以實現一種簡單且可靠的材料層拼口 ο上述技術問題通過一種利用銷釘拼合至少兩個材料層的工具得以解決，其中，至少一個材料層構造為金屬材料層，該工具包括釘楔裝置和焊接裝置，其中，釘楔裝置設計為，使銷釘穿過至少兩個的待拼合的材料層，而焊接裝置設計為，在銷釘釘入之后至少將銷釘第一區段與金屬材料層焊接在一起。本任務也通過一種用于拼合至少兩個材料層的方法通過銷釘解決，其中，至少一個材料層構造為金屬材料層，其中，借助于按照本專利技術的工具使銷釘穿過待拼合的至少兩個材料層，在釘入銷釘之后，至少將銷釘第一區段與金屬材料層焊接在一起。將按照本專利技術的工具的釘楔裝置是設計為，使銷釘釘穿至少兩個材料層，尤其釘穿所有應彼此連接的材料層。在此這樣理解釘穿材料層，即，銷釘尖端至少穿透兩個材料層到這種程度，即，尖端達到從兩個材料層出來的區域。因此，至少銷釘尖端將第二材料層的材料擠至從該材料層出來的區域。通過將銷釘也釘入第二材料層中，可由該材料層承受剪切力，從而確保在有側向力作用時連接同樣可靠。為此，銷釘可穿透第二材料層，從而銷釘尖端已由第二材料層中伸出。銷釘也可在剛要穿出第二材料層前終止，從而使該銷釘尖端不從材料層中突出。為此，釘楔裝置至少須在短時間內施加一個相應大的力，以便使銷釘穿過兩個材料層。按照本專利技術的工具另外具有焊接裝置，該焊接裝置在通過釘楔裝置釘入銷釘之后能至少將銷釘的第一區段與金屬材料層焊接在一起。焊接通常通過電阻焊實現，然而也可考慮另外的方法，例如通過感應加熱進行焊接。本專利技術的擴展設計在從屬權利要求、說明書以及附上的視圖中給出。按照本專利技術的工具有利地這樣設計，S卩，焊接裝置至少焊接銷釘第一區段，其中，所述銷釘的至少第一區段位于所述銷釘的沿釘入方向的前端。由此，不管銷釘后端部的連接形式如何，常常已磨尖的銷釘前部(該銷釘前部穿過材料層)都與金屬材料層焊接在一起且由此被可靠地固定住。根據按照本專利技術的工具的優選實施形式，該工具這樣設計，即，焊接裝置導引焊接電流通過銷釘。焊接電流可通過以下方式穿過非金屬材料層，即，該焊接電流沿著已釘入的銷釘而被引導。在又一實施形式中，工具這樣設計，S卩，焊接裝置將銷釘的兩個端部分別與各金屬材料層焊接在一起。由此在銷釘的兩個端部處將可焊接的材料層與已釘入的銷釘焊接在一起，從而可靠地固定住銷釘的兩個端部。如果釘楔裝置這樣設計，則對于按照本專利技術的工具是特別有利的，即，銷釘可以氣壓地釘穿至少兩個材料層。以該方式可以以相對簡單的措施達到所需的力，以便使銷釘穿過至少兩個材料層。按照本專利技術的工具的釘楔裝置在此可構造成與已知的氣釘槍類似的。相對于以氣壓形式構造釘楔裝置，也可與之不同地將該釘楔裝置設計成例如電動式的。按照本專利技術的工具可有利地這樣設計，S卩，在釘入銷釘之前，將材料層彼此夾緊。工具用于執行以下步驟:互相夾緊材料層，釘入銷釘和將銷釘焊接在材料層上。通過夾緊使材料層之間的摩擦配合式連接得到改進。如果這樣構造工具也是有利的，即，通過釘楔裝置這樣釘入銷釘，該銷釘在其沿釘入方向位于后方的端部處具有釘帽，在釘入之后所述釘帽貼靠在沿釘入方向的第一材料層上。。工具也可在該實施例中釘入構造為帶有釘帽的釘子的銷釘。釘帽使銷釘或釘子更好地固定在被穿透的第一材料層上，從而銷釘的該端部也可在不焊接的情況下被較好地固定。按照本專利技術還有一種用于借助按照本專利技術的工具將至少兩個材料層通過銷釘連接起來的方法，其中，至少一個材料層構造為金屬材料層，其中，銷釘穿過待連接的至少兩個材料層，在釘入銷釘之后，至少將銷釘的第一區段與金屬材料層焊接在一起。例如，至少其中一個金屬材料層由塑料或纖維塑料復合物、例如玻璃纖維強化塑料(GFK)制成，該材料層在按照本專利技術的方法中拼貼到至少一個另外的材料層上，。在例如將GFK材料固定在車身構件上時，按照本專利技術的方法是特別有利的。在本方法的實施形式中，至少一個金屬材料層由金屬輔助件構成。這在外側材料層不可焊接的情況下是尤為有利的，。在該情況下可使用金屬盤或金屬帶作為輔助件，以實現可將銷釘與該輔助件焊接在一起，且通過該焊接連接可靠地固定住其他材料層。附圖說明接下來參考附圖示例性地說明本專利技術。圖1為按照本專利技術的工具的示意圖。圖2a_圖2f表示圖1所示的工具的不同方法步驟和按照本專利技術的方法的流程。圖3示出了按照本專利技術彼此連接在一起的材料層的視圖。圖4示出了按照本專利技術彼此連接在一起的材料層的另一個視圖。圖5示出了按照本專利技術彼此連接在一起的材料層的另外一個視圖。具體實施例方式圖1示出了按照本專利技術的工具，該工具用于將材料層1，2，3和4彼此拼合起來。在該圖中，層I和4由可焊接的材料制成。層I由金屬車身構成，布置在材料層的對面側的層4相當于一種金屬附件，例如帶鋼。在這兩個可焊接的層之間布置兩個GFK或塑料部件2和3。所有材料層1，2，3和4應通過銷釘5彼此持久地連接在一起，而在圖1中它們還未連接起來。在按照本專利技術的工具中示意性地示出了釘楔裝置6和焊接裝置7。所示的釘楔裝置6的主要兀件為釘楔柱塞6。通過朝銷釘5的方向對釘楔柱塞6氣動地施壓,該銷釘5在所示狀態以很大的力釘穿所有材料層1，2，3和4。在焊接裝置7中，電極7作為主要元件被示出。在將銷釘5釘入所述材料層之后，將電極7置于外側材料層I和4上且焊接電流經過電極7被導引通過銷釘5，從而在銷釘5和可焊接的層I和4之間的接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于將至少兩個材料層(1，2，3，4)通過銷釘(5)拼合起來的工具，其中，至少一個材料層(1)構造為金屬材料層，所述工具包括釘楔裝置(6)和焊接裝置(7)，其中，所述釘楔裝置(6)設計為，使所述銷釘(5)釘穿待拼合的至少兩個材料層(1，2，3，4)，所述焊接裝置(7)設計為，在釘入所述銷釘(5)之后將所述銷釘的至少第一區段(8)與所述至少一個金屬材料層(1)焊接。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：M·埃拉徹，B·霍弗，M·羅德勒，
申請(專利權)人：馬格納斯泰爾汽車技術兩合公司，
類型：發明
國別省市：