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CN1234329A - 在构件和零件之间产生连接的方法 - Google Patents

在构件和零件之间产生连接的方法 Download PDF

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Abstract

在一种使一个构件和一个零件相连的方法中规定了,构件贴靠一个连接区内的零件表面且借助在构件和零件之间注入的且粘附在零件上的变硬的浇注材料形成至少一个中间夹持件,可以使此中间夹持件与构件有效地夹持连接。利用该方法可以低成本地产生连接,而这种连接又可以不太费事地被拆开。

Description

在构件和零件之间产生连接的方法
本发明涉及一种在构件与零件之间产生连接的方法。
常见的零部件连接方法一方面具有可卸连接类型而另一方面具有不可卸连接类型。但其实是一种在耗费可观成本的情况下才能拆开零部件的不可卸连接，但是例如在焊接或铆接的情况下，这造成了连接件的全部毁坏，而且在大多数情况下，这也造成了对原来相连的连接区的机械损伤。
与之相比，可卸连接、大部分螺纹连接、粘结等不仅在生产安装中而且尤其是在拆卸时(如果适于拆下连接件的话)很费事，因而这些连接方式很费钱。
本发明的任务在于低成本地产生可不太费事地拆除的连接。
根据本发明，如此完成了上述任务，即构件贴靠在一个连接区内的零件表面上，借助在零件和构件之间注入的且附着在零件上的硬化后的浇注材料至少形成了一个中间夹持件，可以使此中间夹持件与构件有效地夹持连接。
所述方法的特点在于，构件不是直接与零件相连而是间接地通过中间夹持件相连，在这里，按照本发明基本方式通过在零件和构件间注入可硬化的浇注材料而当场即在连接区内形成了中间夹持件。
还采取了这样的措施，即构件安装在处于预定位置的零件上，因而它在通过注入浇注材料来形成中间夹持件时参与了浇注材料定型成为中间夹持件的过程。
由浇注材料当场形成的即成型于连接区内的中间夹持件因其粘附在零件上而与该零件相连。为了加强这种连接，中间夹持件最好与零件粘在一起，通过或多或少呈液态的浇注材料沉入预先涂覆在连接区内的粘结剂层中实现。随后，可以使硬化后的中间夹持件与构件处于夹持如同样也是粘附的有效连接，从而最终可以容易而简单地使构件与零件相连。还可以将粘结剂涂在连接区内的构件表面上。随后，通过由粘结剂层产生的中间夹持件和构件间的力连接(可传递力的)而在变硬的中间夹持件和构件之间形成了耐久的有效夹持连接。
中间夹持件例如可以是由浇注材料注成的。
根据本发明的一个最接近改进方案，在形成中间夹持件时通过构件和零件形成了一个浇注材料容纳腔。此容纳腔最好完全由零件和构件构成。构件例如可以放置在处于预定位置的零件上，由此同时形成了一个这样的容纳腔。容纳腔最好基本上成如在构件中的凹槽、凹穴等空腔形状，挤压出的浇注材料注入其中以便形成中间夹持件。被定义为容纳腔的空腔最好如此设置在构件中，即它在构件贴靠零件时在指向连接区内的零件表面的方向上是敞开的。注入空腔的浇注材料完全充满空腔，空气在这里从空腔中逸出。注入的浇注材料一直填充空腔，直到浇注材料也贴靠位于连接区内的零件表面为止，在其方向上敞开地形成了空腔。由于浇注材料贴靠此表面，所以出现了浇注材料粘附在连接区内的零件表面上的现象，由此形成了由浇注材料硬化而形成的中间夹持件与零件的连接。由浇注材料形成的中间夹持件同时接受如与构件的力锁合连接，浇注材料被注入构件空腔中。此外，空腔壁以及连接区内的零件表面被用作由注入的浇注材料形成的中间夹持件的成型模。
根据本发明的另一个改进方案规定了：为将浇注材料注入到空腔中而采用了一个带有一个浇嘴的浇注装置，其中通过浇嘴并经至少一个构件开口将浇注材料注入容纳腔。当采用这样的带有如尖端收缩形浇嘴的浇注装置时，大大简化了将浇注材料往构件空腔的注入。通过浇嘴高压供料方式使浇注材料穿过浇嘴，如喷出，因此它可以通过构件开口直接流入空腔。这种注入过程一直持续进行，直到空腔充满浇注材料为止，且尤其是直到浇注材料也能贴靠并粘附在连接区内的零件表面上为止。空腔中的原有空气经用作排气口的第二开口从空腔中逸出。一直利用浇嘴注入浇注材料，直到所有空气从空腔中逸出且注入的浇注材料开始从排气口中流出为止。为了用浇嘴注入浇注材料，可以在构件中开设一个随后可封闭的开口如一个透孔。例如，构件可以是一个伸长的型材，它在可自由选择的区域内具有一个这样的注入口并可能具有一个排气口。但是，也可以借助一个浇嘴并在作为构件的型材的自由端上方将浇注材料注入空腔，即当无需在构件中开设开口就可以到达此自由端上的空腔时，可以进行上述操作。
根据本发明的一个最接近改进方案，当安装到零件上时通过一个夹持装置夹持构件，夹持装置配有至少一个开口，这个开口对应于用作浇嘴的构件开口使浇嘴装入。在本发明方法中，构件先被装在零件上，随后在这两个部分之间形成连接。为了固定构件，最好采用这样的夹持装置，即它一直使零件和构件的位置保持不变，直到在零件和构件间注入的浇注材料硬化成一个使这两个部件连接在一起的中间夹持件为止。为了使夹持装置不防碍将浇注材料注入构件空腔中，空腔具有对应于构件浇嘴的的构件开口儿装入浇嘴。因此为了将浇注材料注入构件空腔，通过夹持装置开口和构件开口地从外面装入浇注装置的浇嘴，直到它到达构件空腔为止。
零件和构件可以由不同材料构成，如金属、玻璃、木头、塑料或弹性体。因此，本发明方法还具有这样的优点，即可以毫无问题地将不同材料连接起来。
例如，可以将双组分聚氨脂类用作浇注材料。于是，由此形成的中间夹持件通过化学反应硬化。还可以将单组分聚氨脂类用作浇注材料。但是，也可以采用其它硬化材料，如通过热处理硬化的材料。
根据本发明的另一个改进方案，如此实现了构件和由浇注材料制成的中间夹持件之间的持久连接，即在构件和硬化后的中间夹持件之间采用了形成形状配合连接的相应设计结构，这些设计结构可以使粘结、锁定或夹卡成为可能。因此，在注入浇注材料时如此充满例如构件的空腔，即中间夹持件在其硬化后与构件扣紧在一起。同样可以在构件的突起、条边、凸肩、肋条等处浇入浇注材料，从而这样的夹持机构被包入变硬的中间夹持件中并同样被夹紧。以此方式，在硬化后的中间夹持件和构件之间形成了这两个部件之间的形状配合连接。由于发挥其作用的中间夹持件成品粘附在零件上或与零件粘在一起，所以零件和构件随后通过中间夹持件相连。另外，在构件和中间夹持件之间存在一种机械连接，在相应的夹持机构形状的情况下可以比较轻松地拆开这种连接，即当构件可以简单地从中间夹持件中抽出时或将突起、支脚、肋条等夹持机构从中间夹持件中抽出时，可以比较轻松地拆开上述连接。
当构件和浇注材料所用材料出现粘接趋势时，在形成浇注材料之前给参与由浇注材料形成中间夹持件活动的构件表面涂覆一种分离剂。这样一来就简化了随后拆开连接的操作，即零件和构件又可以不必太费事地分开。
为了保持零件和中间夹持件之间的有效夹持连接，原则上可以采用相反的一种形成形状配合连接的相应设计结构。
对于浇注材料来说，一种其在硬化后的硬度和弹性与各构件的相应性能相反的材料是特别有利的。例如，当构件完全或部分由硬材料如金属等构成时，硬化后仍有弹性的材料被选用为浇注材料是有利的。随后，构件可以从浇注材料硬化后而形成的中间夹持件中抽出，这是因为中间夹持件的弹性材料是可以变形的。另一方面，当构件是由软材料如弹性体构成时，采用较硬质浇注材料是有利的。随后，在分开零件和构件时，比中间夹持件软的构件变形。
在附图中给出了本发明方法的实施例尤其是本发明连接技术的各种应用方案。其中：
图1以截面图示出了在一个零件和一个构件之间的连接区实施方案的侧视示意图；
图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的连接区的截面示意图；
图3是图1所示连接区的视图；
图4以截面图示出了在一个零件和一个构件之间的连接区的另一个实施方案的侧视示意图；
图5是图4所示连接区的俯视图；
图6是沿图5的Ⅵ-Ⅵ线的连接区的截面示意图；
图7是图4所示连接区的视图；
图8用截面图示出了具有安装在汽车车门上的周边车门密封件的的汽车车门局部；
图9是图8所示车门密封件的截面示意图；
图10、11是图8所示车门密封件的其它截面图；
图12是图8-图11所示的车门密封件的另一个侧视图。
在图1中以截面图示出了一个零件1与一个构件2之间的连接区的示意侧视图。在连接区内的零件1的表面上涂覆有粘结剂4。
零件1例如可以是汽车车身的一部分，而构件2例如可以是待固定在汽车车身上的型材尤其是密封件。构件2的横截面被设计成矩形。构件2具有一个其横截面呈蘑菇形的材料掏空部，通过此材料掏空部形成了一个空腔6。如图2所示，空腔6沿整个构件2的长度延伸。空腔6如此设置在构件2内，即它的蘑菇杆部在指向连接区的零件1表面的方向上是敞开的。
通过空腔6形成了一个容纳腔，其中可以将浇注材料3注入构件2和零件1之间。在图3中示出了借助浇嘴7注入浇注材料3的情况。设置在构件2中的空腔6通过一个开口5或孔与构件2的外界相通。图3所示的浇注装置浇嘴7以其喷注端从外侧装在开口5上。可以经浇嘴7并穿过开口5地将浇注材料3注入空腔6。浇注材料3一直被注入，直到所有空气从空腔6中逸出并且在空腔6中完全注满浇注材料3为止。此外，浇注材料3还贴靠连接区内的零件1表面，在这个表面上涂覆有粘结剂4。浇注材料3在其注入空腔6后硬化成为一个中间夹持件8。这个硬化后的中间夹持件8具有蘑菇形空腔横截面。由于浇注材料3沉入涂覆在零件1上的粘结剂4，所以硬化后的中间夹持件8与零件1力锁合连接。选择适当材料，可以即使不使用粘结剂4也能实现中间夹持件8粘附在零件1上，即当浇注材料3粘附在零件1上时，中间夹持件粘附于零件上。
作为构件2的相应结构的侧凹与由中间夹持件8形成的蘑菇形侧突起嵌接。这样一来，在中间夹持件8和构件2之间形成了形状配合的连接，它可以根据要求不毁坏参与连接的部件而再次拆开。因此，在本发明方法中，通过当场形成的中间夹持件8使零件1和构件2间接相连。
在图4-图6中，呈环形地形成了零件1上的构件。在构件2中，设有一个空腔6作为容纳腔，它在指向连接区内的零件1表面的方向上是敞开的。空腔6形状视构件2形状而定，同样成环形。如图6所示，它通过两个开口5、9与外界相通并且它具有矩形横截面。在此实施方案中，与图1-图3所示实施方案不同的是，在一个在空腔6中硬化的中间夹持件8和构件2之间形成的不是形状配合连接，而是力锁合连接。为此，在将浇注材料3浇入空腔6前，构件2的容纳腔6的腔壁涂覆有粘结剂4’。随后如图4所示的那样，仍然可以通过浇嘴7将浇注材料3注入空腔6。浇嘴7安装在构件2的开口5上并随后通过开口5注入浇注材料3。一直浇入浇注材料3，直到空腔6中的原有空气通过作为排气孔的开口9完全逸出为止。如图4所示，当浇注材料开始通过开口9从空腔6中外流时，由此实现了空气从开口9中的完全逸出。注入容纳腔6的浇注材料3沉入零件1和构件2上的粘结剂4、4’。在浇注材料3硬化成中间夹持件8之后并且在粘结剂4、4’凝固后，构件2和零件1通过中间夹持件8力锁合连接。
如图7所示，在将浇注材料3注入构件2的空腔6时，采用了一个夹持装置10。在浇入浇注材料3时，利用该夹持装置将构件2固定在零件1上。图7示意示出了夹持装置10，它基本上成框架形且它形状配合地连接构件2并相对零件1位置固定。为了将浇嘴7引向构件2的开口5，在夹持装置10中也设有一个浇嘴装入口11。
两个环形车门密封件固定在图8所示的汽车车身局部上，在这里可以是汽车车门12的一部分。所述密封件通过本发明的连接方法与汽车车门12相连。密封件13具有一个其横截面成蘑菇形的空腔6。通过一个根据本发明方法形成的中间夹持件8充满了作为容纳腔的空腔6。中间夹持件8在这里作为构件局部形状配合地与密封件13连接。中间夹持件8与构件1在这里是汽车车门12力连接。在密封件14被设计成车门接缝密封件的情况下，中间夹持件8与构件2和密封件14力连接。另外，中间夹持件8与汽车车门12力连接。
在图9中以截面图示出的密封件13由具有不同硬度的两个材料部分构成。在浇注材料3的或硬化后的中间夹持件8的空腔6区域内，密封件13是由一个U形件15构成的，它是由硬材料制成的。这种硬材料适于同硬化后的中间夹持件8形成机械坚固的且形状配合的夹持连接。常见密封件13区域由软材料构成，例如，它可以紧贴着汽车车身局部并起到了密封件的作用。
如图10、11所示，根据本发明方法使密封件13与例如作为零件1的汽车车身相连。密封件13为此贴靠在一个连接区内的零件1表面上，其中设置在密封件13内的空腔6在指向零件1的方向上是敞开的。为了将密封件13紧紧压靠在零件1上，又采用了一个夹持装置10，其搭接密封件13而且同时调节并保持密封件位置。在密封件13的一个局部内，在型材件15的高度上开设了一个开口5，可以通过此开口将浇注材料3注入空腔。根据开口5的位置，夹持装置具有一个相应的开口11，如图11所示的那样，可以通过开口11插入浇注装置的浇嘴7，直到它贴靠在密封件13的开口5上为止。
图12以侧视图示出了型材件15的开口5和夹持装置10的开口11的相应位置。随后，可以通过浇嘴7将浇注材料3注入空腔6，直到空腔6中完全充满浇注材料3且浇注材料位于零件1和密封件13表面上为止。此时，在零件1和密封件13上事先未涂覆有粘结剂，当采用不仅粘附在零件1上而且粘附在密封件13上的浇注材料3时，不需要粘结剂。参与形成空腔6的密封件13表面也可以涂覆有分离剂，它的作用是使粘附的浇注材料3只与零件1力连接并在浇注材料3和密封件13之间形成形状配合的连接。
在本发明方法中，使构件2与零件1形成连接的制造大大简化了。这种简化尤其是如此实现的，即通过零件1和构件2设计成一种完全适于形成中间夹持件8的浇注材料3的形状，从而不需要采用其它零件，这是有利的。可以通过几个加工步骤简单地获得构件2的如密封件13的连接，使构件2贴靠着零件1并且通过容纳腔注入如喷入浇注材料3。喷注可以很快速地进行，从而浇注材料3很快就充满了整个容纳腔。在浇注材料3硬化后，又可以拆下所用的夹持装置10并使构件2与零件1紧紧连在一起。另外，在有利的实施方式中连接各部件的中间夹持件8不可见，因为它在容纳腔中完全被零件1和构件2裹住了。在有利的实施方式中，所用的粘结剂4、4’也是看不到的。

Claims (11)

1．一种使一个构件与一个零件相连的方法，其特征在于，构件(2)贴靠着一个连接区内的零件(1)表面上，借助在零件(1)和构件(2)之间注入的且粘附在零件(1)上的可硬化的浇注材料(3)至少形成一个中间夹持件(8)，此中间夹持件可与构件(2)有效地夹持连接。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在连接区内的零件(1)表面上和/或构件(2)表面上涂覆有粘结剂(4,4’)，浇注材料(3)沉入粘结剂层中。
3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，构件(2)在由浇注材料(3)形成中间夹持件(8)时参与了浇注材料(3)的成型。
4．如权利要求3所述的方法，其特征在于，当构件(2)和浇注材料(3)的所用材料出现粘接趋势时，在形成浇注材料(3)之前给参与由浇注材料(3)形成中间夹持件(8)活动的构件(2)表面涂覆一种分离剂。
5．如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，中间夹持件(8)是由一种浇注材料(3)浇注成的。
6．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在形成中间夹持件(8)时，通过构件(2)和零件(1)形成了一个浇注材料(3)的容纳腔，浇注材料(3)被注入此容纳腔。
7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，此容纳腔基本上是通过一个嵌入构件(2)中的凹槽、凹穴等空腔(6)形成的，它在构件(2)贴靠零件(1)时在指向连接区内的零件(1)表面的方向上是敞开的。
8．如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，为了注入浇注材料(3)而使用了一个带有一个浇嘴(7)的浇注装置，其中通过浇嘴(7)并经至少一个构件(2)开口(5)将浇注材料(3)注入容纳腔。
9．如权利要求8所述的方法，其特征在于，当构件(2)安装到零件(1)上时，通过一个夹持装置(10)来夹持构件(2)，夹持装置(10)配有至少一个开口(11)，此开口与构件(2)用于浇嘴(7)的开口(5)对应，用来将浇嘴(7)装入。
10．如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，为了形成构件(2)和硬化的中间夹持件(8)之间的夹持连接，采用产生形状配合连接的相应设计结构。
11．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，可以用EPDM作构件(2)的材料，而将聚氨脂类用作浇注材料(3)。
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