本发明专利技术涉及连接系统，按本发明专利技术的连接系统包括至少两个构件（10、20），该连接系统具有以下特征：第一构件和第二构件，其中至少第二构件由增强塑料构成；自穿孔的、具有头部和杆部的连接元件（30），该连接元件的头部支撑在第一构件上，该连接元件的杆部完全穿过第一构件和第二构件；以及盘状的支座（40），杆部固定在该支座上，从而所述至少两个构件固定在头部和支座之间。此外，本发明专利技术公开了一种建立该连接系统的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及借助于自穿孔的连接元件连接各构件，其中至少ー个构件由增强塑料构成。此外，本专利技术还涉及ー种用于建立这种连接系统的方法。
技术介绍
在现有技术中已知不同的方法和连接系统，其借助于无螺纹的固定元件例如将由增强塑料构成的两个构件彼此连接。这种连接系统应用在飞机制造中，井越来越多地应用在机动车制造中。这些构件在此例如由玻璃纤维或碳纤维增强的塑料构成。在US6，499，926中描述了在飞机制造中的例子。在飞机制造中，两个由碳纤维增强塑料(CFK)构成的构件首先预钻孔。节省材料但高费用的方法是喷水钻孔。为了连接这两个构件，各孔必须相叠地对准，并且各构件必须抵靠彼此预紧，以避免在建立连接时滑脱。随后，将盲铆钉或类似的连接元件插入孔中井随后固定。当在连接的盲铆钉上形成铆钉镦头时，在构件和盲铆钉之间的边界面上产生机械应力。该机械应カ导致裂缝并使该裂缝増大，因为这些机械应カ不能在刚性的塑料构件上卸除。此外，由于盲铆钉润湿(即浸入在粘接剂中)或使用套筒，因而用于建立连接的费用增カロ。以这种方式致力于减少孔边界向连接元件的腐蚀。DE 20 2005 015 713描述了ー种中空的自冲压的固定件，其装在仅ー个塑料构件中。在冲压过程之后，该固定件的突出边缘卷边，以便将其固定在构件上。因为该卷边与固定件的关于其纵轴线的径向扩开部相连，所以在构件中产生形成裂缝的机械应力。根据固定件的扩开程度，该形成裂缝的应力也可作用在构件的内部(即在构件的厚度方向上)，从而在该处也可产生裂缝。
技术实现思路
因此基于以上讨论的现有技术，本专利技术的目的是，提供一种经济且可靠的在由增强塑料构成的各构件之间的连接系统并提供ー种其建立方法。上述目的通过ー种按独立权利要求I所述的包括至少两个构件的连接系统得以实现，并通过ー种按独立权利要求9所述的用于通过自穿孔的具有头部和杆部的连接元件至少连接第一构件和由增强塑料构成的未预穿孔的第二构件的方法得以实现。本专利技术的有利构造和改进方案来自以下描述、附图以及从属权利要求。按本专利技术的包括至少两个构件的连接系统具有以下特征第一构件和第二构件，其中至少所述第二构件由增强塑料构成；自穿孔的、具有头部和杆部的连接元件，该连接元件的头部支撑在第一构件上，该连接元件的杆部完全穿过第一构件和第二构件；以及盘状的支座，杆部固定在该支座上，从而所述至少两个构件固定在头部和支座之间。这种连接优选在这样的构件中形成，即其中第一或多个构件由强度大于300Mpa、优选大于600Mpa的增强塑料构成。这种增强塑料的例子有玻璃纤维、碳纤维、织物或毡片增强的塑料，以仅列出几个例子。同样可考虑的是，使用不同材料合成物的达到上述强度范围的其它塑料。目前优选使用碳纤维增强塑料(CFK)作为构件材料。为了建立连接，自穿孔的、具有头部和杆部的连接元件装入第一构件和第二构件中。为了将这两个构件可靠地彼此相连，连接元件的完全穿过待连接的构件的杆部锚定在盘状的支座上。由于该结构，所述构件力锁合和形锁合地保持在连接元件的头部和盘状的支座之间。盘状支座的作用同样是使沿杆部的轴向方向作用的牵引力分布在支座的表面上，然后导入到相邻的第二构件中。这减少在连接元件的杆部附近的应カ集中。优选的是，第二构件或第一和第二构件由碳纤维增强塑料构成。按本专利技术的另ー优选实施例，第二构件或第一和第二构件是没有为连接元件的杆部预穿孔的构件。本连接系统在由增强塑料制成的至少ー个构件中形成，该至少一个构件没有为连接元件的杆部预穿孔。在建立连接的过程中，连接元件自身在第二构件中形成孔，优选通过 自切割或冲压或挤压-穿透エ艺形成。这简化连接的建立，并使本连接系统比现有技术更经济。此外不必要的是,例如通过打磨修整在构件中的孔的内表面,这减少裂缝的形成或可能的腐蚀。按本专利技术的另ー优选构造方案，盘状的支座是由可延展材料构成的盘，该盘具有或不具有用于容纳连接元件的杆部的孔。根据如何构造自穿孔的连接元件，在连接系统中使用具有或不具有孔的盘。盘状的支座在建立连接时实现失去的阴模的功能，因为其在建立连接的过程中并在本连接系统中用于在贴靠在支座上的第二构件中进行支撑和机械地分配应力。如果使用具有孔的支座，则该孔设置在杆部的下方，并且该孔的圆周或其直径与连接元件的杆部的圆周或直径相一致。同样可考虑的是，杆部在建立连接的过程中这样扩大支座中的孔，即该孔与连接元件的杆部精确地匹配。但以相同的方式同样优选的是，连接兀件的杆部在建立连接时完全芽过支座，并以此方式或随后固定在支座上。按本专利技术的另ー构造方案，盘状的支座以ー表面贴靠在第二构件上，该表面在形状和表面延展方面与连接元件的头部相对应。如果连接元件例如配备有具有确定圆周的圆形头部，则优选使用这样的盘状支座，即其同样具有圆形形状，并具有与连接元件的头部几乎相同的圆周或直径。如果头部和支座彼此对置地设置，则这用于更好地夹紧头部和支座之间的彼此待连接的构件。此外，在头部和支座之间的机械夹紧应カ均匀地导入到待连接的构件中。同样可设想到，头部和支座在大小和形状方面不同地构造。按本专利技术的另ー优选构造方案，第一和第二构件由未预穿孔的碳纤维增强塑料(CFK)构成，并且连接元件的杆部在轴向方向上至少局部是中空的，并在支座上径向朝外地关于杆部的纵轴线扩开、尤其是卷边。此外还优选的是，自穿孔的连接元件具有至少局部中空的杆部，该杆部在与头部相背离的端侧上具有沿圆周设置的切割边缘，或者该杆部是实心冲压铆钉或螺栓，该螺栓在与头部相背离的端侧上具有逐渐变尖的杆部。此外，本专利技术还包括一种用于通过自穿孔的、具有头部和杆部的连接元件至少连接第一构件和未预穿孔的第二构件的方法，所述第二构件由增强塑料构成。该方法具有以下步骤a)相叠地设置第一和第二构件，b)抵靠盘状的支座预紧第一和第二构件，c)这样安放连接元件，使得杆部完全穿过第一和第二构件，其中盘状的支座起阴模的作用，以及d)将杆部固定在支座上，从而第一和第二构件保持在连接元件的头部和支座之间。按此方法的优选实施例，第一和第二构件由未预穿孔的碳纤维增强塑料构成。自穿孔的连接元件具有至少局部中空的杆部，该杆部在与头部相背离的端侧上具有沿圆周设置的切割边缘。在上述方法的步骤C)的其它构造方案中，连接元件切割穿透或冲压穿透所述构件，并且在步骤d)中杆部在其与头部相背离的ー侧上在支座上径向扩开、尤其是卷边。按另ー优选的备选方法，连接元件是实心冲压铆钉，其中在步骤c)中冲压穿透所述构件和支座，并在步骤d)中这样压制支座，即使得支座的材料挤压到实心冲压铆钉的杆部上的沿圆周设置的凹槽中，从而在支座和杆部之间产生形锁合和/或カ锁合的连接。按本专利技术的方法的另ー优选的实施例，连接元件是具有逐渐变尖的杆部的螺栓。支座优选是闭合的盘或具有孔的盘，该孔的直径小于连接元件的杆部的直径。在上述方法的步骤c)的其它构造方案中，以至少5m/s、优选至少10m/s的速度安放螺栓。在此,构件和支座这样穿过，使得在安放过程中螺栓的杆部固定在支座中。附图说明參照附图详细地阐述本专利技术的优选实施例。其中 图I示出按本专利技术的连接系统的细节和用于建立按第一实施例的连接系统的装置的示意性分解图；图2示出按第一优选实施例的连接系统；图3示出用于建立本专利技术的优选的起始位置的示意图；图4示出本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.06 DE 102009048398.51.ー种连接系统，包括至少两个构件(10 ;110、20)，该连接系统具有以下特征 a.第一构件(10;110)和第二构件(20)，其中至少所述第二构件(20)由增强塑料构成； b.自穿孔的、具有头部(32；132 ；232)和杆部(34 ；134 ；234)的连接元件(30 ；130 ；230)，该连接元件的头部(32 ；132 ;232)支撑在第一构件(10; 110)上，该连接元件的杆部(34 ；134 ;234)完全穿过第一构件(10; 110)和第二构件(20);以及 c.盘状的支座(40;140;240)，杆部(34；134 ;234)固定在该支座上，从而所述至少两个构件(10 ;110、20)固定在头部(32 ；132 ;232)和支座(40; 140; 240)之间。2.按权利要求I所述的连接系统，其中第二构件(20)或者第一构件(10;110)和第二构件(20)由强度大于300Mpa、优选大于600Mpa的增强塑料构成。3.按权利要求I所述的连接系统，其中第二构件(20)或者第一构件(10;110)和第二构件由碳纤维增强塑料(CFK)构成。4.按上述权利要求之任ー项所述的连接系统，其中第二构件(20)或者第一构件(10；110)和第二构件(20)是没有为连接元件(30 ；130 ；230)的杆部(34 ；134 ;234)预穿孔的构件。5.按上述权利要求之任ー项所述的连接系统，其中盘状的支座(40;140; 240)是由可延展材料、优选钢或铝构成的盘，该盘具有或不具有用于容纳杆部(34 ；134 ；234)的孔。6.按权利要求5所述的连接系统，其中盘状的支座(40;140; 240)以ー表面贴靠在第ニ构件(20)上，该表面在形状和表面延展方面与连接元件(30 ；130 ；230)的头部(32 ；132 ；232)相对应。7.按权利要求I所述的连接系统，其中第一构件(10;110)和第二构件(20)由未预穿孔的碳纤维增强塑料(CFK)构成，并且连接元件(30)的杆部(34)在轴向方向上至少局部是中空的，并在支座(40)上径向朝外地相对于杆部(34)的纵轴线扩开、尤其是卷边。8.按权利要求I所述的连接系统，其中自穿孔的连接元件(30；130 ；230) a.具有至少局部中空的杆部(34)，该杆部在与头部相背离的端侧上具有沿圆周设置的切割边缘，或者 b.是实心冲压铆钉(130)，或者 c.是螺栓(230)，该螺栓在与头部相背...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·林特尔曼，M·施通普夫，C·贝尔，T·德拉特，M·施泰尼希，
申请(专利权)人：伯尔霍夫连接技术有限公司，奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：
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