用于通过至少一个塑性可变形的连接体连接物体的设备的制作方法

本实用新型涉及一种用于通过至少一个可塑性变形连接体连接物体的设备。

背景技术：

在根据EP 0 965 400 A2的已知方法和设备中，组成两个将要连接的部件中的一个的凸起的连接体，首先通过热空气喷嘴加热，然后，用冷冲压使穿过将要铆接的第二部件的连接体变形，并通过整体形成的铆钉头使该第二部件与第一部件连接。

此类型的铆接方法和设备需要使用大量能量，因为从喷嘴流出的热空气不仅加热连接体，即锚钉，而且加热周围材料，这有时可能导致视觉上能查别的损伤或甚至导致材料受损。另外，该连接经常出现不是特别好的压配合，而不是特别好的压配合通常归因于凸起、连接体或铆钉的不均匀加热。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，提供一种用于通过可塑性变形连接体连接物体的设备，在该可塑性变形连接体的帮助下，可以节能的方式获得高强度的热铆接，不会损伤连接体周围的材料。

本申请提供了一种用于通过至少一个塑性可变形的连接体连接物体的设备，其中，所述设备包括：成型冲压机，具有用于使所述连接体成形的下自由端；电加热筒，布置在所述成型冲压机内并朝向所述下自由端，以用于加热所述成型冲压机的所述下自由端；壁部，至少包围所述成型冲压机的所述下自由端，以形成间隙；以及供气管道，用于引导气体介质通过所述壁部进入所述间隙；因此，所述气体介质能被所述成型冲压机加热，并且然后所述气体介质能够加热所述连接体。

进一步地，所述成型冲压机和流限制装置能一起竖直移动。

进一步地，所述成型冲压机的外表面朝向所述下自由端，所述外表面具有传热肋，所述壁部包围所述传热肋。

进一步地，所述流限制装置包括具有下开口端的壁，该下开口端以喷嘴状方式逐渐变细。

进一步地，均匀地加热具有自由端的成型冲压机，在均匀加热所述成型冲压机的同时，通过在所述成型冲压机周围引导气体来产生加热的气流，通过在所述连接体周围引导所述加热的气流来均匀地加热所述连接体，在均匀地加热所述连接体的同时，通过所述成型冲压机的所述自由端，使所述连接体永久地变形，至少就在所述变形之后，停止所述加热的气流，这取决于所述连接体和所述成型冲压机的热含量，以及在所述连接体和所述成型冲压机上保持相对较冷的气流，直到使所述连接体和所述成型冲压机冷却为止。

进一步地，所述冷的气流的量比所述加热的气流的量大。

进一步地，所述连接体具有上端，在所述连接体上方向下引导所述加热的气流，并通过横向壁限制所述加热的气流。

进一步地，所述壁部包围所述成型冲压机，以在所述壁部和所述成型冲压机之间形成间隙，并且其中，将所述加热的气流从上方引入所述间隙，并朝向所述下自由端引导。

进一步地，使所述加热的气流朝向所述成型冲压机的所述下自由端加速。

根据本实用新型，在这样的设备的情况中实现此目的，该设备具有用于使可变形连接体变形的成型冲压机、用于加热连接体的加热装置和用于对连接体供应气体介质的装置，在第一变型中，其中，保持成型冲压机，并至少通过用于气体介质的限流装置中的其可加热的下自由端以可竖直移动的方式引导成型冲压机，在该情况中，可将介质引入成型冲压机和限流装置之间的间隙中。

在此设计变型中，用成型冲压机加热气体介质，这有助于使可变形连接体中的温度平稳，然后，通过加热的成型冲压机使此连接体变形。

参考没有任何结构变化地(该结构变化不仅用于使连接体变形，而且用于使未用于连接部件的物体变形)使用设备的事实，相反仅必须使连接体和这些物体设计变形，例如在凸起的末端。

在本实用新型的一个优选改进中，以可竖直移动的方式与限流装置一起引导成型冲压机。

为了获得用于加热成型冲压机和气体介质的能量的有效使用，在本实用新型的一个改进中，在成型冲压机的内部配备电加热装置，且成型冲压机由限流装置包围且间隙很小，限流装置具有供气管道并将气流引导至可变形连接体。电加热成型冲压机加热气体介质，将气体介质引入成型冲压机和限流装置之间的间隙，由于相对较窄的间隙的原因而以很小能量消耗快速加热气体介质。

此设备的一个优选改进中，将电加热装置作为加热筒直接布置在薄壁的、低质量的成型冲压机的前端附近。具有薄壁且由此具有小质量的成型冲压机的结构具有这样的优点：成型冲压机的加热会使用很少的能量，并且，加热和冷却之间可能具有快速的温度变化。由于将热能直接布置在端部附近以用于使连接体变形，所以从而节省能量且加热和冷却过程发生得更快。

特别是当如果使用相对大量的气体时，其可能是有利的，在本实用新型的一个改进中，在成型冲压机的外部的加热区域中设置传热肋，那么，由于通过此方式，特别是与对限流装置的狭窄间隙结合，可在成型冲压机和将要加热的气体之间获得非常好的热传递。

如果限流装置在其下开口端以喷嘴状方式逐渐变小，那么使气体介质在将要加热的连接体的方向上加速，这会增加热传递。如果加热冲压机设置有传热肋，那么此改进特别有利。然后，该逐渐变小的形状造成相对小的出口横截面，结果是，限流装置在出口端离连接体非常小的距离。通过此方式，不仅可获得连接体的特别好的加热，而且可屏蔽连接体周围的材料的热效应。

根据第二设计变型，将限流装置设计为包围成型冲压机的辐射加热装置，并由位于冲压机内且在冲压机的自由端展开的通道形成供气管道。通过此方式，将气流从上方引导至连接体上，气流在连接体周围流动并由辐射加热装置加热，结果是，气流有助于使连接体的加热平稳。另外，成型冲压机内的供气管道用于使成型冲压机冷却，以缩短循环时间，因为使所述成型冲压机在变形过程中在加热连接体时也被加热。

可使成型冲压机相对于辐射加热装置移动，使得辐射加热装置在变形过程中仅进入加热的区域。

此外，一种在开始时提到的类型的设备，其在变形之前，产生紧密地在连接体周围流动的加热的气流，以使连接体均匀地加热，并且，就在变形刚刚结束之后就结束加热作用，这取决于包含连接体和成型冲压机的系统的热含量，并且，保持冷气流直到使变形的连接体和成型冲压机冷却为止。

通过紧密地围绕在连接体流动的热气流，不仅完全均匀加热连接体，由此对后续的变形和铆接过程获得特别好的先决条件，而且避免加热连接体周围的材料，如果此情况中的材料是温敏材料，那么这是特别重要的。在变形之后，即，在铆接之后，连接体整体的均匀加热是同质材料结构的必要的先决条件，使得通过此方式获得的铆接获得高强度，并且，该铆接承受高加载力。结束加热作用所需的时间取决于由连接体和成型冲压机形成的整个系统的热含量的强度。如果，例如，用冷成型冲压机执行操作，结果，取决于其质量(mass，重量)，连接体存在过快冷却的危险，如果加热作用相对早地停止，那么加热作用不可避免地必须保持得比如果热条件更有利的情况稍微更长，从而使得能够稍微更早地停止加热作用，以缩短循环时间。

将表达方式“连接体”理解为可引入两个将要连接的部件的孔中的松铆钉，或一个可通过将要固定的部件中的孔的另一部件上的凸起。

通过位于连接体的区域中的加热元件，来加热均匀加热连接体所必需的气流。

为了冷却成型冲压机和所形成的铆钉头，在本实用新型的另一改进中，在加热作用结束之后，增加气流的量。通过此方式，使冷却作用加速。

在第一变型中，为了变形而加热成型冲压机，并用成型冲压机加热气流。

为了使成型冲压机能够尽可能强烈地加热气流，在本实用新型的另一改进中，使连接体的上端处的气流向下引导，并通过壁部限制向外。因此，可能在成型冲压机周围非常紧密地高速引导气流，结果，在成型冲压机和气流之间获得良好的热传递。另外，通过壁部限制具有这样的优点：在可变形连接体周围非常紧密地引导的少量加热气体是足够的，其结果是，需要很少的能量来均匀加热和塑化。另外，将要连接的部件的外部区域不会受到有害影响。

为了以特别令人印象深刻的方式获得这些优点，在一个有利的改进中，使壁部包围成型冲压机，至少在其加热区域中，具有较小间隙，并且，在成型冲压机的自由端的方向上，将气流从上方引入成型冲压机和壁部之间的间隙。

优选地，在成型冲压机的自由端的方向上使气流加速。

在该方法的第二变型中，将壁部设计为辐射元件，并使其加热可变形连接体和气流。在此类型的方法中，气流有助于均匀加热连接体也是基本的，因为在大多数情况中，不会将辐射加热元件设计为相对于其辐射的热量来说是如此均匀的，使得能确保没有气流也可完全均匀地加热连接体。

在此第二变型中，引导气流通过成型冲压机内的通道，并且，在其自由端汇合，将气流引导至可变形连接体上。通过此方式，确保连接体周围均匀的气流，从而确保此连接体内均匀的温度分布。

附图说明

图1示出了设备的第一设计变型的就在连接体变形之前的截面；

图2示出了设备的第二设计变型的就在连接体变形之前的截面；

图3示出了变形过程开始时的根据图2的设备；

图4示出了连接体加热过程中的设备的第三设计变型；

图5示出了变形过程开始时的根据图4的设备；

图6示出了变形过程结束时的根据图4和图5的设备。

具体实施方式

根据图1至图6的设备的所有设计变型都用于连接至少两个部件，即部件1和2，部件2由可塑化的塑料组成并具有凸起3，凸起3通过将要描述的设备以铆钉的方式变形，以将两个部件1和2连接在一起。此凸起在下文中叫做连接体，因为连接体是否设计成与两个将要连接的部件中的一个形成一体都没关系，如在代表性实施例中示出的；但是，连接体也可设计为松铆钉，引导其通过两个将要连接的部件，并且，其在一侧上具有已经预先制造的铆钉头。连接体也可设计为螺栓，在该情况中，铆钉头以所述方式在用于连接至少两个部件的此螺栓的两端整体地形成。可变形体的形状对于本设备来说并不重要。此可变形体的横截面可以是圆形的、椭圆形的、正方形的或长方形的。其可由实心材料组成，或是空心设计的。

在根据图1至图3的实施例中，在竖直方向上引导成型冲压机4与限流装置5一起移动，限流装置5在其上端具有供气管道6。根据图1，成型冲压机4在其内部中的前端附近具有加热筒8。根据图2，成型冲压机在其外周缘上具有传热肋9。通过将加热筒8布置在成型冲压机4的前端，在变形过程中在实际需要的位置处产生热能，另外，由此成型冲压机也具有相对较小的质量。在根据图1的实施例中，成型冲压机4和限流装置5之间的距离非常窄，使得引导通过加热的成型冲压机的气体可快速地达到所需温度。在根据图2的实施例中，在成型冲压机的外周缘上的下端附近设置传热肋，所述传热肋用于加热引导通过供气管道6的气体或以气旋流的方式向下流动并汇聚在前端7被引入的空气。以喷嘴状方式逐渐变细的前端7用于使气流加速，并用于减小限流装置5的出口横截面，由于传热肋的原因，必须使该横截面变宽。特别是在相对较大的、可变形的连接体的情况中，当必须具有增加的量的气体时，使用此实施例。在此情况中，用加热的空气均匀地加热可变形连接体3，直到达到使此连接体塑化的状态为止。然后，从图1和图2开始，如可在图3中看到的，使成型冲压机4与限流装置5一起降低，并执行成型过程，即，在连接体3的上端上整体地形成铆钉头3a。当此铆钉头已经形成时，切断加热筒8的加热动力，并增加通过供气管道6的气体供应。这通常是冷却成型冲压机和所形成的铆钉头3a的周围空气。由于成型冲压机质量小的原因，会出现成型冲压机的相对快速的冷却，以及与成型冲压机结合的新形成的铆钉头3a的相对快速的冷却。

在图4至图6示出的该设备的第三变型中，对将要连接的部件同样地提供参考数字1和2，并对可变形连接体提供参考数字3。

与之前的设备不同，在这里，提供辐射加热装置10，其以很小的间隙包围可变形连接体3。不能加热的成型冲压机11在中央具有供气通道12，其在成型冲压机11的前端展开。当通道12的前端封闭时，如在变形过程开始时出现的，分支管道13能够引导所供应的气体离开至外部。图5示出了变形过程的开始，而图6示出了变形过程的结束。在图4中，将成型冲压机11相对于可变形连接体3稍微升起，使得通过通道12供应的气体介质可向下流到可变形连接体3上，也可在可变形连接体3周围流动，结果是，此气流由辐射加热装置10加热，该辐射加热装置同时也加热连接体3。此气流具有连接体3以均匀方式加热的效果，因为辐射加热元件10在其整个高度上不会均匀地辐射热量。在图5所示的变形过程的开始时，封闭供气通道12的前端，并且成型冲压机11开始使处于塑化状态的连接体3变形，直到形成根据图5的铆钉头3a为止。在此变形过程中，增加所供应的在通道12中流动的气体的量，由于该封闭的原因，此一定量的气体在通道12的前端通过分支管道13离开。此气流引起成型冲压机的冷却，从而也引起整体形成的铆钉头3a的冷却，其结果是，大幅缩短循环时间。