用于使球体与第一构件形锁合连接的方法以及构件连接系统与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的特征用于使球体与第一构件形锁合连接的方法以及一种根据权利要求12的特征的构件连接系统。

背景技术：

具有球状的连接元件的构件连接系统例如由DE2012206938B3或者DE102012212101B3中已知。在那里使用由一个球体或者由多个相互连接的球体构成的连接元件。在此将这些连接元件焊接到第一构件上。

技术实现要素：

本发明的任务是，提出一种用于将连接元件与构件连接在一起的替代的方法以及一种基于这种方法的构件连接系统。

该任务通过权利要求1或12的特征解决。本发明的有利的构造方案与扩展方案可由从属权利要求中得出。

为了实施根据本发明的方法，首先提供具有通孔的第一构件。所述第一构件可例如是金属板、尤其是钢板或者铝板。作为对此的替代，第一构件也可以是由塑料制成的构件(例如塑料板坯)、尤其是由纤维(例如玻璃纤维、碳纤维或类似物)增强的塑料构件。

此外提供一种由球体构成的或者具有至少一个球体的连接元件。将所述连接元件这样引入到第一构件的通孔中，使得球体在第一构件的相互对置的侧上从第一构件中伸出。

紧接着，将第一压制工具从第一构件的第一侧放置到球体上，并且将第二压制工具从第一构件的与第一侧对置的第二侧放置到球体上。

通过所述压制工具的压合使球体塑性变形、确切地说这样塑性变形，使得球体的材料不仅在第一构件的第一侧上而且在第二侧上流动、确切地说这样流动，使得球体的材料在第一构件的第一侧上以及第二侧上搭接并突出于通孔边缘，由此产生球体与第一构件的形锁合的连接。

因此，使球体如此变形，使得球体塑性变形的边缘区域呈括弧状地搭接第一构件的边缘。在穿过球体和第一构件延伸的横截面中观察，球体塑性变形的边缘区域具有U形的结构，其中，“U形的边腿”在第一构件的两侧上搭接并突出于通孔。可规定，在穿过球体和第一构件延伸的横截面中观察，球体的中央区域完全或者基本上保持不变形，也就是说即使在球体变形之后，该球体的中央区域也继续完全或者基本上具有球状的形状。

如已经表明的那样，所述球体也可称为“连接元件”，或者所述球体可构成包括另外一些元件的连接元件的一部分(区段)。“球体”的概念并非一定受限于数学意义中的精确的球体几何结构，而是也可包括类球体的元件。

如已经所述的那样，根据本发明的连接元件可由一个单个的球体构成。作为对此的替代，所述连接元件也可由两个球体或者更多个相互连接的球体(多球体)构成。在连接元件由正好两个球体构成的情况下，其可被称之为“双球体”。

这种连接元件的各单个球体可相互焊接或者以其它方式相互连接。但是，包括多个“子元件”的连接元件并非必须一定仅由球体构成。也可考虑具有一个球体或者多个球体的连接元件，其中，从所述一个球体中或者从所述多个球体中的一个球体中突出有其它子元件，例如螺栓、多边体或类似物。

根据本发明的一种扩展方案，将球体如此引入到通孔中，使得球体在第一构件的第一侧上以及在第二侧上从第一构件中伸出近似相同远或者精确相同远。

所述球体可例如由金属材料(例如由钢或者由铝)制成。

当以“双球体”作业时，在压入之前已将所述球体与第二球体固定连接。作为对此的替代，也可考虑将球体首先作为单球体与第一构件连接，并且紧接着、也就是说在该球体发生塑性变形之后将第二球体或者其它子元件(例如螺栓、多边体或者类似物)尤其通过焊接与该塑性变形的球体连接。

根据本发明的一种扩展方案，沿着通孔的中垂线方向观察，将第一压制工具和/或第二压制工具安置在球体的径向外部区域中。通过各压制工具的压合，在球体的径向外部区域中球体材料径向朝外流动。

为此使用的第一压制工具可构造为套筒状的，其中，在压制工具压合时，将第一压制工具的端面在球体的径向外部区域中朝向球体挤压。第二压制工具可与此相应地构造为套筒状的，其中，在压制工具压合时，将第二压制工具的端面在球体的径向外部区域中朝向球体挤压。压制工具的端面可圆环状地构成。与此相应可规定：球体在所述挤压时沿其周边的一部分或者沿其整个周边在第一构件的两侧上塑性变形。

在挤压球体时，第一构件可在第一压紧装置(例如上压紧装置)和第二压紧装置(例如下压紧装置)之间夹紧。在第一压紧装置中可设有凹部，第一压制工具可移动地设置在该凹部中，其中，第一压制工具在挤压球体时在该凹部中移动。与此相应地可在第二压紧装置中设有凹部，第二压制工具可移动地设置在该凹部中并且在挤压球体时在该凹部中移动。

下面对根据本发明的构件连接系统进行说明。根据本发明的构件连接系统具有带有通孔的第一构件以及由球体构成的或者具有至少一个球体的连接元件，所述球体引入到通孔中并且在第一构件的相互对置的侧上从第一构件中伸出，其中，球体通过挤压如此塑性变形，使得变形的球体的材料在第一构件的第一侧上以及第二侧上搭接并突出于所述通孔的边缘，由此在球体和第一构件之间产生形锁合连接。

此外，构件连接系统具有第二构件，所述第二构件具有通孔或者容纳开口，其中，连接元件伸入到第二构件的通孔中或者容纳开口中。

根据本发明的一种扩展方案，第二构件形锁合地与连接元件共同作用，使得所述两构件在连接元件的位置上相对彼此对中。

所述连接元件可夹紧到第二构件的通孔或者容纳开口中。

此外可规定，将由塑料制成的卡夹元件卡合到连接元件上。所述两构件可通过卡夹元件保持在一起。作为对此的替代，也可规定，将具有“卡夹状的凸缘”的构件卡合到连接元件上。

所述构件之一可以是或者所述两构件都可以是车辆构件。尤其所述构件之一可以是车辆车身构件或者所述两构件可以都是车辆车身构件。

所述两构件可以附加地以其它方式相互连接，例如通过焊接连接、粘合连接、铆钉连接或者类似连接。

附图说明

下面结合附图详细地阐述本发明。附图如下：

图1和图2示出用于挤压双球体中的一个球体与第一构件的步骤。

具体实施方式

图1示出第一构件1，该第一构件例如可由钢板、铝板、塑料板坯或者类似物构成。在塑料构件的情况下，所述第一构件尤其可以是纤维增强的塑料构件，也就是说例如由玻璃纤维、碳纤维或者类似物在其坚固性方面增强的塑料构件。

在第一构件1中设有通孔2。

正如从图1中可见的那样，第一构件1夹紧在第一压紧装置(上压紧装置)3和第二压紧装置(下压紧装置)4之间。在上压紧装置3中设有圆柱形的凹部3a，第一压制工具5可移动地设置在该凹部中。在下压紧装置4中同样设有圆柱形的凹部4a，下压制工具6可移动地设置在该凹部中。

在图1和图2中说明的实施例中使用双球体7，所述双球体由两个相互连接的球体7a、7b构成。所述两个球体7a、7b可例如相互焊接在一起。

可规定，下方的球体7b的直径最多与通孔2的直径同样大。原则上，下方的球体7b也可相对于通孔2具有一定的少量过盈。当球体7b相对于球体2具有过盈时，必须将双球体或者双球体7中的球体7b以一定的压入力压入到通孔2中。

将双球体7置于如下位置中：在该位置中，下方的球体7b在通孔2的两侧上从通孔2中以及由此从第一构件1中伸出。在图1中，下方的球体7b相对于第一构件对称设置，也就是说，下方的球体7b或者说其赤道平面的中心处在第一构件1的中心平面8中。

在图1和图2中所使用的压制工具5、6构造成套筒状的。下压制工具6可具有圆柱体的形状，其内径小于下方的球体7b的直径，并且其外径稍小于或者约等于压紧装置4的凹部4a的直径。

上压制工具5也构造成套筒状的。在压制工具5、6压合时，压制工具5、6的端面5b、6b与下方的球体7b的径向外部区域贴靠，其中，球体7b的径向外部区域被挤入到压制工具5、6的端面5b、6b之间，这最好由图2可见。压制工具5、6被如此程度地压合，使得下方的球体7b塑性变形。在此，下方的球体7b的材料如此流动，使得球体7b的材料在第一构件1的第一侧1a上以及第二侧1b上搭接并突出于通孔2的边缘。由此在球体和第一构件1之间产生形锁合的连接。

在图2中示出的剖视图中，下方的球体7b的塑性变形的边缘区域具有在球体7b的整个周边上延伸的括弧形状或者在球体7b的整个周边上延伸的U形形状，该U形的边腿径向朝外地相对于通孔2伸出并且从上和从下搭接并突出于通孔2，由此在第一构件1和球体7b之间产生形锁合的连接。应明确指出的是，球体7b并非必须一定要沿其整个周边塑性变形。也可考虑球体7b仅沿着一个周向部段或者沿着多个周向部段塑性变形。

因此，即使在变型或者说变形之后，所述球体7b也相对于通孔2的中垂线对称。当各压制工具5、6足够程度地压合时，下方的球体7b不仅与第一构件在平移方面固定连接，而且也通过摩擦锁合与第一构件1不可相对转动地连接。