[發(fā)明專利]具有預沖壓二維元件的鉚釘及其制造方法和連接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380018930.3
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN104321542B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安德烈亞斯·馬克思克斯;馬蒂耶斯·海爾
• 申請（專利權(quán)）人: 伯爾霍夫連接技術(shù)有限公司
• 主分類號: F16B5/04
• 分類號: F16B5/04;F16B19/08
• 代理公司: 深圳市恒申知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)44312
• 代理人: 陳健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉚釘，尤其是自沖(self-piercing)鉚釘、其制造方法和連接方法。

背景技術(shù)

在連接領(lǐng)域，鉚釘，尤其是半空心鉚釘被廣泛使用。其中，鉚釘固定或放置在至少兩個疊置的零件中。這兩個零件頂著背對連接區(qū)域的沖模，其中在固定過程中，該沖模與待連接的零件以及鉚釘配合以形成連接的鉚釘鎖頭。

在汽車領(lǐng)域，例如，越來越多的由不同材料形成的零件相互連接。雖然結(jié)構(gòu)元件由金屬形成，其上覆蓋的頂層使用軟金屬，例如鋁，或者塑料材料。與下面的結(jié)構(gòu)零件類似，所使用的塑料具有寬伸展范圍。這些塑料沒有被補強，或者他們具有纖維或織物層混入塑料骨架以進行補強。

根據(jù)頂層和結(jié)構(gòu)零件內(nèi)的具有不同屬性的材料(例如，頂層的塑料和結(jié)構(gòu)零件的金屬)的不同變形行為，當在這種頂層和結(jié)構(gòu)零件之間產(chǎn)生或形成鉚釘連接時，會產(chǎn)生一些缺點。這尤其歸因于兩種材料的不同變形行為。由于在鉚釘進入時塑料發(fā)生變形，使得補強纖維從塑料骨架中釋放或者在頂層和結(jié)構(gòu)零件之間形成的連接內(nèi)形成間隙，現(xiàn)有的連接無法保證例如汽車領(lǐng)域的質(zhì)量要求。上述缺點降低了連接強度以及所產(chǎn)生的連接的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

上述問題是通過權(quán)利要求1的鉚釘，權(quán)利要求7的鉚釘制造方法，權(quán)利要求10的鉚釘連接方法，權(quán)利要求14的利用這種鉚釘?shù)牧慵B接以及權(quán)利要求15和16的沖模和固定裝置來解決的。下面的描述，附圖和附屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的更多實施例，修改和優(yōu)點。

根據(jù)本發(fā)明的鉚釘，特別是自沖鉚釘，包括下列特征：頭部和桿部，以及預沖壓二維元件，所述預沖壓二維元件設(shè)置在所述桿部上并相對于所述頭部在徑向上至少部分地突出于所述頭部的頭部半徑之外。

根據(jù)本發(fā)明的鉚釘提出了現(xiàn)有構(gòu)造的鉚釘與預沖壓二維元件的組合，該預沖壓二維支撐元件位于鉚釘桿部上，優(yōu)選的是固定在鉚釘桿部上。該預沖壓二維元件或支撐元件用于在連接區(qū)域內(nèi)通過工具，例如壓下裝置，實現(xiàn)支撐和壓緊效果，使得在頂層(例如，塑料零件)和結(jié)構(gòu)零件(例如由金屬制成)之間形成連接。由于該支撐元件在徑向上突出于該鉚釘頭部的頭部半徑之外，壓下裝置的壓力不僅僅在位于壓下裝置的工作面或抵靠面下方的徑向環(huán)狀部獲得壓緊效果，其也在位于頂層上的預沖壓二維元件的工作表面下方獲得壓緊效果。該壓緊效果的貢獻是，盡管頂層和結(jié)構(gòu)零件的不同材料行為，例如至少一個塑料頂層和金屬結(jié)構(gòu)零件之間可形成足夠連接。為此，該預沖壓二維支撐元件牢固或可活動地設(shè)置在桿部上。也可以在連接方法過程中，釋放桿部和預沖壓二維支撐元件之間的初始牢固連接，使得預沖壓二維支撐元件可以滑動方式重新定位在桿部上。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，位于鉚釘桿部上的預沖壓二維元件設(shè)置成系留或不可釋放地設(shè)置在頭部和桿部遠離頭部的一端之間，優(yōu)選的是牢固地設(shè)置或松配合。通過這種構(gòu)造，確保了鉚釘與預沖壓二維元件的組合可如同普通鉚釘一樣被運輸至固定裝置。因此，不需要在待連接的零件上進行額外地提供或定位預沖壓二維元件的步驟。而且，基于上述，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選鉚釘可批量運輸，無需在未來的處理場地進行鉚釘和預沖壓二維元件的額外組裝工作。

根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，在連接工藝中，鉚釘和預沖壓二維元件首先組合在一起。這樣，該鉚釘和預沖壓二維元件被定位使得在該連接方法的開始，在該桿部傳入待連接的零件之前，該桿部穿過預沖壓二維支撐元件的孔。根據(jù)另一個替代方法，該預沖壓二維支撐元件在連接之前被定位在桿部上，之后該連接工藝開始。

根據(jù)本發(fā)明，預沖壓二維元件預選的是在頭部以下和臨近鉚釘桿部的位置實現(xiàn)支撐和壓緊功能，這無法通過已知的壓下裝置構(gòu)造實現(xiàn)，因為他們的抵靠是在徑向上位于頭部半徑之外。根據(jù)可供利用用以產(chǎn)生連接的空間或壓下裝置構(gòu)造內(nèi)的空間，其中通過壓下裝置，壓力將被施加至連接區(qū)域，預沖壓二維元件優(yōu)選的是具有不同的形狀。根據(jù)一個實施例，預沖壓二維元件是具有中心孔的圓形盤，鉚釘桿部設(shè)置在中心孔內(nèi)。更優(yōu)選的是，預沖壓二維元件是呈縱長形，具有供鉚釘桿部穿過的中心孔，使得在直徑上對置的類似支架延伸部突出于頭部半徑之外，經(jīng)典的壓下裝置可抵靠在該支架上。就此而言，預沖壓二維元件僅在鉚釘頭部的圓周上的一個位置延伸至頭部半徑之外以在那里形成壓下裝置的工作面。在預沖壓二維元件具有充分穩(wěn)定性的情況下，該替代構(gòu)造也可以確保壓力充分地傳遞至鉚釘頭部以下和臨近鉚釘桿部的區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，該預沖壓二維元件例如通過摩擦連接或形狀配合/正配合連接固定至桿部臨近桿部遠離頭部的一端。更優(yōu)選的是，桿部遠離頭部的該端與預沖壓二維元件遠離桿部的該端的一側(cè)之間的距離小于桿部整個長度的2/10。