[发明专利]用于建立至少两个工件之间的不可分离的连接的方法以及根据这种方法建立的连接系统

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的、用于在至少两个工件之间建立不可分离的连接的方法以及根据权利要求10的前序部分的、根据这种方法建立的连接系统。

背景技术

在汽车工业中使用螺丝连接，其中把焊接螺母焊接在板形工件上。焊接螺母在其内壁上具有螺纹。在金属板内形成钻孔，钻孔的直径大约相应于套管的内径。接着把具有螺纹的套管如此焊接在金属板上，特别借助电阻焊，使得接着通过金属板上的孔能够把螺丝拧入套管。这样的连接的建立很麻烦并且成本高。首先必须对金属板钻孔或者冲孔。在套管内切削形成内螺纹，接着把套管位置准确地焊接在钻的或者冲的孔的区域内。切削的螺纹制造导致一种昂贵的过程并且导致大的材料消耗。

发明内容

本发明的任务在于，如此构成开头所述类型的方法和连接系统，使得能够实现一种成本低的然而满足在连接方面的要求的途径。

该任务在根据本发明的方法中通过权利要求1的特征部分的特征和在根据本发明的连接系统中通过权利要求10的特征部分的特征解决。

在本发明的方法中首先使用一个转动的工具将一个工件局部地如此加热，使得被加热的工件区域变软并且能够用该工具成型为一个从该工件突出的套筒。摩擦热如此之高，使得被挤出的形状为套筒的材料与另一个工件的材料以材料锁合的方式连接(一体连接)。这两个工件之间的材料锁合导致这两个工件之间的一种无瑕疵的牢固连接。

在一种优选的实施方式中一个工件成板形构造，而另一个工件成套管形构造。原则上也可以并非整个工件、而仅一个工件区域成板形构造。该薄的工件区域能够没有问题地用工具如此加热，使得能够由被加热的工件区域形成上述套筒。

把套管形的工件放在成型的套筒上并且与其牢固连接，所述套管形的工件可以是一个单个的套管或者也可以是另一个较大的工件的一个套管形的区域。

在套管形的工件的内壁内和在成型的套筒的内壁内形成内螺纹是有利的。由此螺纹的一部分也通过成型的套筒构成。以这种方式产生足够大的螺纹长度。

所谓薄的工件区域或者板形的工件应该理解为，该工件区域通过热作用特别通过摩擦热能够被如此强烈地加热，以至于该工件区域能够变形。

有利的是，把套管形的工件靠在所述一个工件上并且而后才把该工件在套管形的工件的区域内加热。由此产生的软的材料然后被挤出到套管形的工件内。被加热的、被挤出的工件区域以材料锁合的方式与套管形的工件连接。这种处理方法在未拧接的和拧接的状态下导致连接的无瑕疵的气密性。由于在挤出的工件区域和套管形的工件之间的材料锁合的连接，不构成气体能够穿透的缝或类似物。由于该材料锁合的连接，位于套管形的工件内的螺纹能够可靠地接收非常高的拧紧力矩，其例如可以在9和12Nm之间。

套管的内轮廓还显著地决定挤出的材料的流动。

为局部加热工件，使用热熔钻是有利的。使用它在热熔钻孔过程期间工件的材料通过摩擦热被如此强烈地加热，使得该被加热的材料能够通过热熔钻而被挤出以构成套筒。由此能够在一个加工步骤内，在工件内形成孔、使该孔的被加热的边缘区变形为套筒并且使得套管形的工件与所述一个工件的成型的套筒牢固地、特别材料锁合地连接。

被加热的工件区域用热熔钻挤出到套管形的工件的接收空间内。该接收空间有利地通过在内侧设置的直径扩宽构成，该直径扩宽如此选择，使得能够接收被挤出的材料。

有利的是套管形的工件如此成型，即它在它的轴向长度上具有恒定的壁厚。在套管形的工件连接到所述一个工件的区域内，套管形的工件构成为扩宽的，由此构成一个接收空间。套管形的工件在该区域内可以被拉大或者可以以较大的直径构成。

有利的是套管形的工件的接收空间如此大，使得工件的被挤出的材料完全填满所述接收空间。由此套管形的工件在接收空间的区域内具有比在该区域上连接的区域较大的壁厚。套管形的工件以该加强的壁段与所述一个工件连接，使得在套管形的工件和所述一个工件之间的该过渡区域内给出可靠的强度。

最优的是接收空间和被挤出的材料如此互相配合，使得被挤出的材料完全填满接收空间。在任何情况下接收空间都这样大，使得没有被挤出的材料留在接收空间外面，这可能破坏连接。