[发明专利]用于连接至少两个板的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于连接至少两个板的设备，其中，支撑板的强度比设置在该支撑板上的被支撑板的强度高，所述设备通过由旋转进给器(rotational feeder)旋转的连接元件连接所述两个板，所述连接元件通过凸缘(collar)将被支撑板按压至支撑板，并且通过转轴形成与所述支撑板的摩擦焊连接。

背景技术

DE 10 2004 034 498A1公开了一种用于在螺栓和板之间产生摩擦焊连接的装置，其中，由旋转进给单元旋转的螺栓通过在螺栓和板之间产生的摩擦热而以一定的旋转速度和一定的压力被按压至板上，使得在螺栓与板接触的区域发生螺栓熔化和板表面的熔化，从而因为螺栓和板之间的摩擦力的突然减小并因而导致扭矩减小而开始摩擦焊，这在保持螺栓按压到板上的压力和冷却摩擦位置的同时提供了完成摩擦焊的信号。为了实现此目的，所述设备设置有距离传感器、扭矩传感器和压力传感器，用于为控制单元提供数据，所述控制单元在这些测量数据的基础上控制旋转进给器，并且使旋转进给器静止，从而允许相应的熔化进行凝固，并因而完成摩擦焊连接。

DE 196 20 814A1中描述并显示了这种类型的一种特殊的摩擦焊。其中公开的摩擦焊连接关于三主体连接，该三主体连接包括通过连接主体相互连接的二维金属件和金属基座，使得所述连接主体在旋转的作用下按压在二维金属件上，使得二维金属件在连接主体的区域内熔化并且移动至正在通过摩擦焊连接所述连接主体的金属基座。通过所述连接主体的凸缘或法兰(flange)，连接主体在所述二维金属件上施加压力，其中，穿过二维金属件的连接主体的转轴通过摩擦焊与金属基座连接，从而通过连接主体将多主体连接牢固地保持在一起。

为了生产这样的多主体连接并且应用可行的生产工艺，取决于将要连接的板的材料，必须将连接主体以一定的压力按压在二维金属件上，从而融化其材料，并之后使连接主体穿入金属基座，并在金属基座形成摩擦焊连接。需要各自保持在该过程中的旋转速度和压力值通常由试验测定，而且在操作过程中保持由此在铝连接过程中所确定的作为优选的旋转速度数列和压力数列的值，从而形成足够牢固的摩擦焊连接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于通过连接元件连接至少两个板的设备，该设备操作过程中的参数，具体的如旋转速度、进给距离和进给压力可以进行可选择地调节，其中，还必须考虑不同的材料，因为可以通过摩擦焊处理将多个金属板以及多个塑料板牢固地相互连接。在这里提到的连接两个板的情况下，支撑板的强度必须大于设置在支撑板上的被支撑板的强度。

上述设备的特征在于，旋转进给单元设置有测量装置，该测量装置测量由旋转进给单元施加的轴向力和相应的进给距离，并且在将连接元件的转轴向下放置到被支撑板上时发出使所述连接元件和所述被支撑板的接触压力增大的信号，因此，使得旋转进给单元前进，所述旋转进给单元的进给运动至少可调节至三个连续的连接阶段，其中，第一阶段被调节为穿透被支撑板，第二阶段被调节为使转轴和支撑板摩擦焊，第三阶段通过将连接元件的轴向力按压至支撑板来完成摩擦焊处理。

通过具有上述特征的设备，可以根据摩擦焊的进给距离并考虑到将要连接的板的材料来调节摩擦焊处理所需的旋转进给运动，这意味着允许旋转进给器根据将要连接的板的厚度和材料来调节步骤长度(step length)，该步骤长度适于将要连接的板的厚度和所述板的材料。这样，从将要连接的板的已知厚度开始并考虑所述板的材料，决定了操作设备的过程中通过旋转进给器逐步经过的距离的长度，通过连接元件就可在所述板之间自动形成所希望的连接。根据本发明，连接过程通过旋转进给器被调节、划分成从起始位置开始的三个阶段，在不同的阶段，通过连接元件对板的材料进行不同的处理。在起始位置，首先将旋转进给器带至起始位置，从而将连接元件放置支撑板上，旋转进给器开始增大压力，这为接下来连接元件的进给运动的三个阶段形成开始信号。由于所述设备具有通过与旋转进给单元相关联的测量装置表明连接元件的各个位置的能力，所以连接元件可以通过测量在三个连续阶段中进行的进给运动来做相应的操作，然后连接元件强制地进行到三个阶段中工作，因此，最终通过摩擦焊与连接板连接。其中，调整第一阶段的长度以符合穿入支撑板的长度，在随后的两个阶段，摩擦焊的转轴由支撑板影响，之后在第三阶段，在旋转进给单元的压力下将连接元件按压至支撑板上完成摩擦焊处理。

因此，通过摩擦焊连接两个板的过程在可控的方式下完成。