[发明专利]用于接合工件层的方法以及连接元件和接合装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过引入连接元件来接合至少两个工件层的方法，所述连接元件具有被施加到该连接元件的外侧的涂层，其中，连接元件借助于接合装置在接合点处引入并使至少两个工件层互连，是在于借助于冲头，从第一工件层的方向上并在冲压力的作用下并同时在第一工件层(1)中形成切割面或者从第一工件层(1)的切割面旁经过的连接元件被导引穿过、特别地被冲压穿过至少第一工件层，以及至少部分地穿透第二工件层，且借助于在第二工件层上承载的印模板，所述连接元件在施加到连接元件上的冲压力的作用下变形，以使得所述连接元件以形状配合的方式使所述至少两个工件层互连。

本发明还涉及一种连接元件和接合装置。

背景技术

冲压铆合的方法例如通常已知于使至少两个工件层接合的情况中。该方法用作工件层的不能释放的力配合和形状配合接合，其利用特殊的冲压铆钉作为连接元件，利用所述连接元件，工件层在不用预钻孔的情况下，以联合的冲压和变形操作被冲压穿过和接合。此处，冲压铆钉用作一次性的切割冲头且本身在该情形中也变形。工件层最初借助于压紧装置在印模板上定位。随后，冲压铆钉经由冲头由力冲击并被压入接合部件。取决于铆合的方法，在该过程中，铆钉杆至少切割穿过最上面的工件层，且随后在印模板中扩散。当利用空心铆钉时，这种情况发生，特别地，不用完全刺穿最下面的工件层。在纤维加强材料、例如诸如玻璃纤维加强塑料或碳纤维加强塑料的冲压铆合情形中，纤维由冲压铆钉切割穿过，且纤维和基体材料的脱层可出现在切割面的周边区域。这可导致工件中的断裂和完全失败的连接碎片。

专利公开文献DE 10 2005 031 917 A1公开了一种用于使至少两个由类似材料或不同材料制成的片状工件接合的通用类型的接合方法，在该方法中，冲压铆合连接与粘合连接相结合。在实际的接合操作之前，另外粘附地将工件层彼此粘接的粘合剂被引入到工件层之间的接合区域。在实际的冲压铆合过程中，粘合剂从接合区域径向向外流动，但是不会到达切割面以及不会作用为防止脱层。

专利公开文献US 2010/0088880 A1公开了一种连接元件，所述连接元件在铆钉杆内具有粘合剂，所述粘合剂仅仅在接合过程开始后、具体地在冲压操作期间压入穿过铆钉杆的通道到达铆钉杆的外表面。在开始接合方法之前，连接元件未在外部被涂覆。

发明内容

目的

本发明基于改进在开端提及的类型的接合方法的目的，特别地着眼于在很大程度上或完全地避免纤维加强的工件层的切割面的区域中的脱层。而且，提供一种用于实施根据本发明的方法的连接元件和接合装置。

解决方案

根据本发明，该目的利用具有权利要求1中所述的方法步骤的方法、以及根据权利要求12的连接元件、和根据权利要求13的接合装置实现。可被单独地或彼此结合使用的有利实施例为从属权利要求的主题。

由于连接元件被加热到这样的程度，即使得连接元件的涂层熔化且湿化、尤其完全地密封第一工件层中的切割面，且由于重新固化的涂层在冷却过程之后粘附到第一工件层的切割面，所以尤其地切割面由涂层完全密封，并由此在工件层由纤维加强塑料制成的情形中防止了脱层。

工件层中的一个或多个可被预冲压，以使得已由预冲压形成的切割面由涂层覆盖。然而，切割面也可在根据本发明的方法期间由连接元件本身产生。穿通冲压式(through-punching)连接元件尤其适用于该目的。

穿通冲压式连接元件意欲被理解成在接合操作期间可冲压穿通一个或多个工件层的连接元件，例如冲压铆钉。然而，穿通冲压式连接元件也可被导引穿过预冲孔，所述预冲孔预先已被引入到没有任何问题的一个或多个工件层中，以使得连接元件本身不在工件层中冲压出孔，而是实质上仅仅用于工件层的连接。有利地，在开始该方法之前，至少两个工件层中的至少一个、尤其第一工件层在接合区域中为未预冲压的连续封闭表面。通过这种方式，处理中的投入被降低。

冲压铆钉、特别地为半中空的冲压铆钉，尤其适于用作穿通冲压式连接元件。最下面的工件层(因此为两个工件层情形中的第二工件层)优选不被或不完全被冲压铆钉冲压穿过，以使得形成紧密接合。因此，通用术语“穿通冲压式连接元件”也意欲包括已知的连接元件，所述连接元件不完全冲压穿过所有的工件层，而是一个工件层、尤其是两个工件层中的第二个，不被冲压穿过或仅仅部分地被冲压穿过。该方法在实心冲压铆钉被使用时、特别地在所有的工件层被完全冲压穿过的情形中也是有利的。

通过具有通孔或螺纹孔的连接元件，进一步的功能可在所述接合中集成或与所述接合关联。