鉚螺母和鉚釘銷及鉚螺母和鉚釘銷與薄板件的組合的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有主體部分和柱形鉚釘部的鉚螺母，主體部分具有中心螺紋柱、在垂直于螺紋柱的縱向軸線的平面中與螺紋柱同軸的環(huán)形支撐表面、以及軸向?qū)R的環(huán)形槽，其徑向設(shè)置在環(huán)形支撐表面內(nèi)并徑向設(shè)置在柱形鉚釘部外，并合并于柱形鉚釘部的外表面，防轉(zhuǎn)肋設(shè)置在環(huán)形槽的區(qū)域中。從軸向截面中觀察，環(huán)形槽具有U形橫截面，其中徑向外側(cè)壁相對較陡，并在最陡點具有相對鉚螺母的中間縱向軸線的范圍優(yōu)選從約30°至約0°的傾角。環(huán)形槽的體積被選擇為：在適于相應(yīng)螺紋尺寸的鈑金厚度范圍內(nèi)，在通過使鈑金件成形于構(gòu)件的環(huán)形槽所形成的環(huán)形凹進內(nèi)具有適于鉚釘部的相應(yīng)折疊區(qū)域的體積的空間，且并未突出超過成型鈑金的遠離環(huán)形支撐表面的側(cè)部。
【專利說明】鉚螺母和鉚釘銷及鉚螺母和鉚釘銷與薄板件的組合
[0001]本申請是申請日為2007年6月I日，名稱為鉚螺母和鉚釘銷及鉚螺母和鉚釘銷與薄板件的組合，申請?zhí)枮?00780020164.9的申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種鉚螺母，其具有主體s部分和柱形鉚釘部，其中所述主體部分具有中心設(shè)置的螺紋柱、在垂直于該螺紋柱的縱向軸線的平面中與該螺紋柱同軸的環(huán)形接觸表面、以及軸向?qū)R的環(huán)形槽，該環(huán)形槽徑向設(shè)置在環(huán)形接觸表面內(nèi)并徑向設(shè)置在柱形鉚釘部外，并且其在徑向內(nèi)側(cè)上合并于柱形鉚釘部的外表面；用于防轉(zhuǎn)防護的肋設(shè)置在環(huán)形槽的區(qū)域中。本發(fā)明進一步涉及一種鉚螺栓，并涉及鉚螺栓與鈑金件的組合。
【背景技術(shù)】
[0003]早先著名類型采用形狀連接技術(shù)有限公司及兩合公司(ProfilVerbindungstechnik Gmbh&C0.KG)的所謂的RND (圓)螺母的形式的鉚螺母在連接件領(lǐng)域眾所周知，并經(jīng)常用于鈑金件的工業(yè)生產(chǎn)中，特別但不專有地用于車身制造領(lǐng)域。這種鉚螺母被保護和描述在歐洲專利EP1116891中。
[0004]實際上，這種RND螺母通常根據(jù)歐洲專利539793的夾緊孔鉚接工藝被連接至鈑金件。該方法需要:鈑金件首先設(shè)置有近似錐形的升高部，鉚螺母的鉚釘部被引導(dǎo)通過該錐形升高部中的孔，以及該錐形升高部被壓平，在鉚釘部上至少部分地具有同時產(chǎn)生的彎邊，從而在鈑金件與鉚螺母之間出現(xiàn)基本的“壓制部〃，其通過提供防轉(zhuǎn)防護的徑向延伸的肋支撐該防轉(zhuǎn)防護，這些徑向延伸的肋橫跨軸向朝向的環(huán)形槽。在側(cè)視圖中，這些提供防轉(zhuǎn)防護的肋具有與環(huán)形槽相對應(yīng)的形狀，并且具有與環(huán)形槽的最大深度近似對應(yīng)的最大高度。由于軸向環(huán)形槽在徑向外側(cè)上具有傾斜的形狀，并基本呈現(xiàn)為具有約135ο的錐形夾角的錐形表面，提供防轉(zhuǎn)防護的肋的軸線高度沿環(huán)形接觸表面的方向減小至零。從而鈑金件在鉚釘部的彎邊區(qū)域中不會被提供防轉(zhuǎn)返回的肋穿過，并且該鉚釘彎邊可承接在部分壓平的錐形升高部的凹形下側(cè)。在實際使用以該方式形成的鈑金件時，另外的部件在鉚釘彎邊側(cè)被連接至鈑金件，并通過旋入來自鉚釘彎邊側(cè)的螺紋柱的螺釘而固定其中。就此而言，鈑金件通過旋緊螺釘而被牢固地夾緊在部件與環(huán)形支撐表面之間，由此在鈑金件與部件之間形成高質(zhì)量的螺紋連接。
[0005]RND鉚螺母的進一步優(yōu)勢在于，其可用于不同的鈑金厚度，而不必針對每種鈑金厚度使用相應(yīng)的具有單獨長度的鉚釘部或單獨形式的環(huán)形槽的鉚螺母。
[0006]錐形升高部經(jīng)常不必完全壓平。由于剩余錐形升高部在螺紋旋緊情況下以受壓狀態(tài)加載，并且非常緊的螺紋連接導(dǎo)致其易于吸收在操作中出現(xiàn)的可變力，所以這優(yōu)選是允許的并且對于某些應(yīng)用甚至是希望的。但是，這種部件組件形成這樣的印象:構(gòu)件沒有正確地鉚接至鈑金件，由于技術(shù)制造原因難以避免的構(gòu)件的倒圓角，以及通過鈑金件的仍然可見錐形范圍增大的環(huán)形支撐表面的徑向外側(cè)，這通常是不正確的，尤其是對于相對薄的鈑
而曰。[0007]實際上，還有這樣的應(yīng)用，在該應(yīng)用中，鈑金件的鉚釘彎邊側(cè)應(yīng)位于一個平面中，從而剩余錐形升高部必須盡可能小的保持，并且，在該應(yīng)用中，徑向呈現(xiàn)在鉚釘彎邊外且徑向呈現(xiàn)在鉚螺母的環(huán)形鈑金支撐表面內(nèi)的任何環(huán)形凹進應(yīng)盡可能小的保持在其徑向范圍中。但是，仍必須產(chǎn)生高強度的具有良好的防止旋開和壓出(press out)的螺紋連接，特別是例如0.6mm厚度的薄鈑金件。在某些應(yīng)用中進一步希望的是實現(xiàn)包括鉚螺母和鈑金件的部件組件的較小的結(jié)構(gòu)高度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于滿足上述需求并進一步提供一種鉚釘件，其以平面方式置于鈑金表面上，而與鈑金厚度無關(guān)，并且其中鉚釘彎邊不會突出超過鈑金的下側(cè)。
[0009]為了滿足該目的，提供一種起初所述種類的鉚螺母，其特征在于，從軸向截面觀察，所述環(huán)形槽具有U形橫截面，其中徑向外側(cè)壁相對較陡地形成，并在最陡點具有相對所述鉚螺母的中間縱向軸線的約45°至約-20°，優(yōu)選從約30°至約0°的傾角；并且，所述環(huán)形槽的體積被選擇為，在與相應(yīng)的螺紋尺寸匹配的鈑金厚度范圍內(nèi)，所述鉚釘部的相應(yīng)折疊區(qū)域的體積在通過使所述鈑金件成形于所述構(gòu)件的環(huán)形槽所形成的環(huán)形凹進內(nèi)具有空間，且并未突出超過成型鈑金的遠離所述環(huán)形支撐表面的側(cè)部。
[0010]本發(fā)明進一步提供一種根據(jù)權(quán)利要求21的具有相應(yīng)設(shè)計的鉚螺栓。
[0011]由于環(huán)形槽的特定橫截面形狀，并由于提供防轉(zhuǎn)防護的肋的故意選擇為較小的軸向高度，可以形成高質(zhì)量的鉚釘連接，同時在鈑金件的鉚釘彎邊側(cè)上形成盡可能平坦的設(shè)計。
[0012]與相應(yīng)的鈑金厚度匹配的鈑金厚度范圍優(yōu)選選擇如下:
[0013]螺紋M6或1/4UNF—鈑金厚度范圍優(yōu)選為0.5mm至2.5mm,至少為0.6mm至1.5mm ；
[0014]螺紋M8或5/ 16UNF一鈑金厚度范圍優(yōu)選為0.5mm至2.5mm,至少為0.6mm至
1.5mm ；
[0015]螺紋MlO或3/8UNF—鈑金厚度范圍優(yōu)選為1.0mm至3.0mm,至少為1.0mm至
2.5mm ；
[0016]螺紋M12或7/16UNF —鈑金厚度范圍優(yōu)選為1.0mm至3.5mm，至少為1.0mm至
2.5mmο
[0017]據(jù)此可知，基本的鈑金厚度范圍可由根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)的鉚螺母的正確設(shè)計而被覆蓋，該鉚螺母合理地考慮到出現(xiàn)在汽車制造中的所有鈑金厚度。
[0018]具有大致U形橫截面的環(huán)形槽的精確橫截面形狀具有以下橫截面形狀之一:
[0019]a)U形形狀，其中在垂直于所述鉚螺母的中間縱向軸線的平面中具有底部區(qū)域，并在該底部區(qū)域至所述環(huán)形槽的側(cè)壁的過渡區(qū)域中具有倒圓角的邊緣，其中倒圓角具有例如在所述環(huán)形槽的軸向深度的五分之一與十分之一之間范圍內(nèi)的相對較小的半徑；
[0020]b)U形形狀，其中在垂直于所述鉚螺母的中間縱向軸線的平面中具有底部區(qū)域，并在該底部區(qū)域至所述環(huán)形槽的側(cè)壁的過渡區(qū)域中具有倒圓角的邊緣，其中倒圓角具有例如在所述環(huán)形槽的軸向深度的三分之二與五分之一之間范圍內(nèi)的相對較大的半徑；
[0021]c)U形形狀，其具有近似圓形形狀的曲狀底部區(qū)域，但是該近似圓形形狀延伸小于180°，例如在180°與150°之間的范圍內(nèi)，所述底部區(qū)域或者直接在例如所述環(huán)形槽的最大軸向深度的五分之一與十分之一之間范圍內(nèi)的小半徑上中止于所述環(huán)形支撐表面，并或多或少平緩地合并于所述鉚釘部的柱形外表面，或者，在直立部和相對較小半徑上中止于所述環(huán)形支撐表面，并或多或少平緩地合并于所述柱形外表面；
[0022]d)U形形狀，其具有近似圓形形狀的曲狀底部區(qū)域，但是該近似圓形形狀延伸超過180°或更大，例如在180°與210°之間的范圍內(nèi)，所述底部區(qū)域或者直接在例如所述環(huán)形槽的最大軸向深度的五分之一與十分之一之間的范圍內(nèi)的小半徑上中止于所述環(huán)形支撐表面，并或多或少平緩地合并于所述鉚釘部的柱形外表面，或者，在直立部和相對較小半徑上中止于所述環(huán)形支撐表面，并或多或少平緩地合并于所述柱形外表面；
[0023]e)趨向于V形的橫截面形狀，其中在所述底部區(qū)域中具有相對較小或相對較大的半徑，該半徑的尺寸例如小于所述環(huán)形槽的最大深度的一半，其中槽的徑向外側(cè)比其徑向內(nèi)側(cè)具有更陸的角度；
[0024]f)U形形狀，其具有徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)，這二者均至少基本平行于所述中間縱向軸線延伸，并在所述環(huán)形槽的最大軸向深度的十分之一與三分之二之間范圍內(nèi)的軸向長度上延伸；并且該U形形狀還具有橫截面形狀趨向于V形的底部區(qū)域，該底部區(qū)域中的相對較小的半徑或相對較大的半徑具有例如小于所述環(huán)形槽的最大深度的三分之一的尺寸，其中
[0025]f I)槽的徑向外側(cè)比其徑向內(nèi)側(cè)具有更陡的角度，或者
[0026]f2)反之亦然，或者
[0027]f3)兩側(cè)具有至少基本相同的角度；
[0028]g)與根據(jù)特征f)、fl)、f2)或f3)的形狀類似的U形形狀；但是，徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)其中之一至少基本平行于所述中間縱向軸線延伸，而另一個以傾斜形式，優(yōu)選在例如所述環(huán)形槽的最大軸向深度的五分之一與二十分之一之間范圍內(nèi)的相對較小半徑上合并于所述環(huán)形支撐表面或者合并于所述鉚釘部的柱形外表面；
[0029]h)與根據(jù)特征a)或b)的形狀類似的U形形狀；但是，該U形形狀的徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)其中之一形成底切。
[0030]據(jù)以上列表可知，所述環(huán)形槽的U形形狀可在相對較寬的設(shè)定極限內(nèi)選擇。尤其最重要的是，徑向外側(cè)壁的設(shè)計遵循權(quán)利要求1的參數(shù)。于是，如果所述環(huán)形槽的剩余尺寸根據(jù)本發(fā)明的原理選擇，那么可以滿足符合本發(fā)明的目標。
[0031]凸緣與槽之間的約45°直至-20°，優(yōu)選從約30°至90°的角度對于所希望的直接夾緊尤為重要。
[0032]槽的另外的形狀與該功能無關(guān)。其用于承接鈑金材料和剩余的鉚釘，由此僅必須具有理想尺寸。防轉(zhuǎn)防護特征的形狀對于下述情況同樣并非起必要決定性作用，即，螺母在鈑金上的表面安置，或者在另外的部件與包括根據(jù)本發(fā)明的鉚螺母和與該鉚螺母連接的鈑金件的部件組件連接時獲得平坦的旋上表面；然而，其可選擇為確保在其成形于環(huán)形槽之后，鉚釘部的剩余體積與鈑金件的環(huán)形彎邊中的環(huán)形凹進的體積匹配。
[0033]具有大致U形橫截面的環(huán)形槽的鉚釘件例如根據(jù)FR-A-2792270或US-A-3, 213，914本身為已知。
[0034]在根據(jù)FR-A-2792270的構(gòu)件中，槽僅用作適于由軸向肋所取代的鈑金材料的廢料收集器。在上述法國申請文件中，鉚釘部的彎邊突出超過鈑金件的下側(cè)，并且不會如同根據(jù)本申請的主題所需的那樣與其近似表面對齊。[0035]在US-A-3，213，914中，鉚釘部沒有被折疊以形成鉚釘彎邊，但是環(huán)形領(lǐng)部(ringcollar)從鉚釘部中脫離以將鈑金件承接在環(huán)形槽中。但是實現(xiàn)環(huán)形領(lǐng)部的脫離的工具針對該過程需要穩(wěn)定的形狀，從而在環(huán)形領(lǐng)部的徑向外側(cè)的鈑金件處形成環(huán)形凹進。這意味著，根據(jù)本發(fā)明的目標不會滿足于利用鉚釘部的彎邊盡可能完整填充鈑金件的環(huán)形凹進，從而實現(xiàn)包括鉚螺母和鈑金件的部件組件與另外的鈑金件的完全接觸和希望的直接夾緊。相反，根據(jù)US-A-3，213，914的設(shè)計需要穩(wěn)定的墊圈，其導(dǎo)致成本增大，另一方面，需要鉚螺母必須很大。
[0036]采用根據(jù)本發(fā)明的鉚螺母的設(shè)計，在設(shè)計防轉(zhuǎn)防護特征時有較大的自由度。所述防轉(zhuǎn)防護特征可具有以下設(shè)計其中之一或其組合:
[0037]a)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其在所述環(huán)形槽的底部區(qū)域上沿徑向延伸，并具有相當(dāng)于所述環(huán)形槽的最大軸向深度的一小部分的軸向高度；
[0038]b)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其在其遠離所述U形槽的底表面的側(cè)部沿徑向延伸，即被設(shè)置在垂直于所述鉚螺母的中間縱向軸線的徑向平面中；
[0039]c)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其以升高形式沿所述柱形鉚釘部延伸；
[0040]d)肋，其以升高形式沿所述柱形鉚釘部延伸，并近似延伸到所述環(huán)形支撐表面的軸向高度；
[0041]e)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其以升高形式沿所述柱形鉚釘部延伸，并延伸超過所述環(huán)形支撐表面的軸向高度；
[0042]f)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其以升高形式沿所述柱形鉚釘部延伸，并延伸超過所述環(huán)形支撐表面的軸向高度，并直接停止于所述鉚釘部的自由端部處的倒圓角部分的前面；
[0043]g)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其以升高形式沿所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)延伸；
[0044]h)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其在所述環(huán)形槽的底部區(qū)域中沿徑向延伸，并且在側(cè)視圖中具有至少基本為三角形的形狀，并且在所述鉚釘部的區(qū)域中比在所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)的區(qū)域中高；
[0045]i)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其在所述環(huán)形槽的底部區(qū)域中沿徑向延伸，并且在側(cè)視圖中具有至少基本為三角形的形狀，并且在所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)的區(qū)域中比在所述鉚釘部的區(qū)域中高；
[0046]j)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其在所述環(huán)形槽的底部區(qū)域中沿徑向延伸，并且在側(cè)視圖中具有至少基本為四邊形的形狀，其遠離所述底表面的側(cè)部具有傾斜范圍，并且其設(shè)置在所述鉚釘部處的徑向內(nèi)側(cè)比其設(shè)置在所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)的區(qū)域中的側(cè)部高；
[0047]k)提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其在所述環(huán)形槽的底部區(qū)域中沿徑向延伸，并且在側(cè)視圖中具有至少基本為四邊形的形狀，其遠離所述底表面的側(cè)部具有傾斜范圍，并且其設(shè)置在所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)的區(qū)域中的側(cè)部比其設(shè)置在所述鉚釘部處的徑向內(nèi)側(cè)高；
[0048]I)所述環(huán)形槽的底部區(qū)域中提供防轉(zhuǎn)防護的升高部，其在平面圖中具有近似星形的設(shè)計，其中具有鄰接柱形鉚釘部的內(nèi)孔，該星形設(shè)計的尖端設(shè)置在所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)；
[0049]m)所述環(huán)形槽的底部區(qū)域中提供防轉(zhuǎn)防護的凹進，其在平面圖中具有近似星形的設(shè)計，其中具有鄰接柱形鉚釘部的內(nèi)孔，該星形設(shè)計的尖端設(shè)置在所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)；[0050]η)所述鉚釘部的滾花外側(cè)；
[0051]ο)所述環(huán)形槽的底表面具有對應(yīng)于端面齒狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計；
[0052]P)所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)的波形部分，其平緩地倒圓角的峰部和谷形成防轉(zhuǎn)防護；
[0053]q)所述環(huán)形支撐表面中的徑向延伸的凹進，其優(yōu)選不在其整個寬度上延伸，并具有鄰近于所述環(huán)形槽的最低點，并在所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)壁處形成具有底切的突起；
[0054]r)所述環(huán)形支撐表面中的徑向延伸的凹進，其具有部分柱形的橫截面形狀并傾斜，從而其具有鄰近于所述環(huán)形槽的最低點，并中斷所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)壁的底切環(huán)形；
[0055]s)在所述環(huán)形槽的底表面處或在該底表面中的弓形延伸的升高部和/或凹進，
[0056]其中，在所述環(huán)形槽的徑向內(nèi)側(cè)處，S卩，在所述鉚釘部的柱形外表面處、在所述環(huán)形槽的底表面處、或在所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)處、或在所述環(huán)形支撐表面處的分離的防轉(zhuǎn)防護特征的情況下，所述分離的防轉(zhuǎn)防護特征沿徑向彼此對齊，或相對于中間縱向軸線以角度方式彼此偏移；或者，在兩個或多個上述可能的情況下，所述分離的防轉(zhuǎn)防護特征部分地沿徑向彼此對齊，且部分地相對于中間縱向軸線以角度方式彼此偏移。
[0057]選擇防轉(zhuǎn)防護特征的自由度也使其實現(xiàn)一種“精細調(diào)整〃，以使適于不同鈑金厚度的鈑金件中的環(huán)形凹進的體積更好地匹配折疊鉚釘部，即鉚釘彎邊的體積。
[0058]環(huán)形槽的軸向深度對應(yīng)于柱形鉚釘部的徑向厚度時更為有利。
[0059]通過本發(fā)明特別是通過該方法可以確保的是，即使不使用夾緊孔鉚接工藝的情況下，U形環(huán)形槽依然由鈑金件以及由鉚釘部的彎邊得以適當(dāng)?shù)靥畛?，從而鈑金件在形成鉚釘彎邊過程中被壓縮，從而在圍繞鉚釘部的底部的區(qū)域，即鉚釘部合并于鉚螺母的主體部分的區(qū)域中，在鈑金件中產(chǎn)生永久的壓縮應(yīng)力，從而在此產(chǎn)生優(yōu)選的抑制，并且不會使鉚螺母的環(huán)形鈑金支撐表面的區(qū)域中的鈑金件變形。
[0060]在鉚螺母的實際實施例中，在環(huán)形槽的底部徑向延伸的提供防轉(zhuǎn)防護的肋具有的軸向高度在0.2與0.6mm之間范圍內(nèi)，最大為所提供的鈑金厚度的0.7倍。
[0061]該尺寸準則確保提供防轉(zhuǎn)防護的肋不會穿過鈑金件，但產(chǎn)生合理的形狀匹配連接，其通過鉚釘部的彎邊總是以形狀匹配接合的方式保持，從而產(chǎn)生足夠的抗旋轉(zhuǎn)能力。
[0062]在這點上，優(yōu)選地是，設(shè)置4至24個提供防轉(zhuǎn)防護的肋。提供防轉(zhuǎn)防護的肋優(yōu)選圍繞鉚螺母的中間縱向軸線均勻地設(shè)置。
[0063]特別優(yōu)選地是，U形環(huán)形槽的底表面設(shè)置在垂直于鉚螺母的縱向軸線的徑向表面中。在該實施例中，提供防轉(zhuǎn)防護的肋在其遠離U形槽底表面的側(cè)部沿徑向延伸，即被設(shè)置在垂直于鉚螺母的中間縱向軸線的徑向表面中。
[0064]根據(jù)本原理的鉚螺母在平面圖中通常為圓形；然而，其可具有不同形狀；例如，其可為多邊形，特別是矩形或方形。采用矩形或方形形狀，鉚螺母也可根據(jù)描述在德國專利申請102005024220.0或者公布號為W02006/125634的國際專利申請PCT/EP2006/004977中的方法制造。
[0065]柱形鉚釘部的內(nèi)直徑略大于螺紋柱的外直徑，并通過螺紋插入部合并于該外直徑。
[0066]為了實現(xiàn)包括鈑金件和鉚螺母的部件組件的較小結(jié)構(gòu)高度，優(yōu)選地是，鉚螺母的遠離鉚釘部的端面?zhèn)戎辽倩驹O(shè)置在垂直于鉚螺母的中間縱向軸線的平面中。
[0067]對于以升高形式沿柱形鉚釘部延伸的提供防轉(zhuǎn)防護的肋，其優(yōu)選中止于鉚釘部的自由端部的外側(cè)的倒圓角部分的前方。
[0068]根據(jù)本原理的鉚螺母與鈑金件的組合的特征在于，鈑金件設(shè)置在鉚釘部的區(qū)域中，其中升高部與U形槽的形狀至少基本配合，并在其遠離該U形槽的側(cè)部具有環(huán)形凹進，該凹進與該U形槽類似，但是比U形槽小近似鈑金的厚度；并且，鉚釘部的彎邊完全設(shè)置在該凹進內(nèi)，并未突出超過鈑金件的遠離螺紋柱的側(cè)部。具有根據(jù)本原理的鉚螺栓并具有鈑金件的組合的特征如權(quán)利要求25所述。
[0069]環(huán)形凹進的體積至少基本對應(yīng)于相應(yīng)的鉚釘部的彎邊的體積。
[0070]在這點上，提供防轉(zhuǎn)防護的肋以形狀配合方式接合鈑金材料，但不會穿過其中。
[0071]特別優(yōu)選的是，采用本設(shè)計的鉚螺母或鉚螺栓，鉚螺母或鉚螺栓通過鉚釘模具與鈑金件的連接使得，鈑金件在鉚釘部延伸穿過其中的穿孔區(qū)域中的余量以加厚或彎邊狀形式形成，并且鉚釘彎邊利用相應(yīng)的承接加厚余量的環(huán)形凹進設(shè)置在面向螺紋柱的側(cè)部上。
[0072]該設(shè)計增大防轉(zhuǎn)防護，還增大對壓出的抵抗性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0073]以下參照實施例和附圖更為詳細地闡釋本發(fā)明，其中顯示:
[0074]圖1A為根據(jù)本發(fā)明的鉚螺母的立體示意圖；
[0075]圖1B為圖1A的鉚螺母對應(yīng)于箭頭方向IB的平面圖；
[0076]圖1C為圖1A和圖1B的鉚螺母根據(jù)圖1B的平面IC-1C的局部截面示意圖和側(cè)視圖；
[0077]圖1D為根據(jù)圖1C的示意圖的區(qū)域Z的詳細圖；
[0078]圖2A為圖1A-1D的鉚螺母根據(jù)圖1B的平面2A-2A的局部截面示意圖和以側(cè)視圖局部顯示的示意圖；
[0079]圖2B為用于根據(jù)圖2A的鉚螺母的鈑金件的截面圖；
[0080]圖2C為用于圖2B的鈑金件和圖2A的鉚螺母以形成鉚釘彎邊的模具的側(cè)視圖；
[0081]圖2D為通過根據(jù)圖2A的鉚螺母的鉚接以及使用根據(jù)圖2B的鈑金件并同時使用圖2C的模具形成的部件組件的示意圖，其中圖2D的示意圖部分地為截面圖和部分地為側(cè)視圖；
[0082]圖2E、圖2F為細節(jié)Z的兩個不同放大示意圖，其中一個(圖2E)沒有設(shè)置提供防轉(zhuǎn)防護的肋，而另一個(圖2F)中的截面被設(shè)置為通過提供防轉(zhuǎn)防護的肋；以及
[0083]圖3A-3D為根據(jù)附圖1A-1D但為根據(jù)本發(fā)明的另外的鉚螺母的附圖；
[0084]圖4A為出于本發(fā)明的目的，用于解釋截面為矩形的槽的設(shè)計的示意圖；
[0085]圖4B為說明計算中所使用的縮寫的表格；
[0086]圖4C為針對四個螺紋尺寸M6、M8、M10和M12的計算結(jié)果的列表；
[0087]圖5A-5M為用于根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的環(huán)形槽的不同的可能截面形狀；
[0088]圖6A、6B_16A、16B為針對根據(jù)圖5A-5M的用于相應(yīng)的每一薄鈑金和每一厚鈑金的槽形狀的組件情況，即，鉚釘構(gòu)件或鉚螺母鉚接至相應(yīng)的鈑金件的情況；
[0089]圖17A-17D至圖41A-41D為用于可能的防轉(zhuǎn)防護特征的不同實例，其可用于根據(jù)本發(fā)明的鉚螺母或用于根據(jù)本發(fā)明的鉚螺栓；
[0090]圖42A-42E為具有自沖孔鉚螺母的本發(fā)明的使用；
[0091]圖43A-43G為具有兩個不同鉚螺栓的本發(fā)明的使用。
[0092]所有前述附圖均成比例繪制，但被放大，其中僅顯示鈑金件的一部分和模具的一部分。這些附圖通常為采用M8螺紋的構(gòu)件(鉚螺母或鉚螺栓)的示意圖的情況。其中的例外為圖42A至圖42E的鉚螺母，其具有M6螺紋。其他尺寸可根據(jù)需要從這些示值得出。
【具體實施方式】
[0093]首先參見圖1A至圖1D，其中顯示鉚螺母10，其具有主體部分12和柱形鉚釘部14，其中主體部分具有中心設(shè)置的螺紋柱16、在垂直于該螺紋柱的縱向軸線22 (同時為鉚螺母的中間縱向軸線)的平面20中與該螺紋柱同軸的環(huán)形支撐表面18、以及軸向?qū)R的環(huán)形槽34，該環(huán)形槽34徑向設(shè)置在環(huán)形支撐表面18內(nèi)和徑向設(shè)置在圓柱形鉚釘部14外。環(huán)形槽24在徑向內(nèi)側(cè)合并于柱形鉚釘部的外表面，并且提供防轉(zhuǎn)防護的肋42設(shè)置在環(huán)形槽24的區(qū)域中。
[0094]特別根據(jù)圖1C和圖1D可知，沿軸向截面IC觀察，環(huán)形槽24具有U形橫截面，其中徑向外側(cè)壁30相對較陡地形成，并且在最陡點33具有相對鉚螺母的中間縱向軸線的傾角α (圖1D)，該傾角α范圍從約45°至約-20°，優(yōu)選從約30°至約0°，在該情況下α=15°。最陡點33可通過拐點或偏轉(zhuǎn)區(qū)域形成，如在該實例中，拐點或偏轉(zhuǎn)區(qū)域通過環(huán)形槽24的入口處和從環(huán)形槽的徑向外側(cè)30至其底表面36的過渡處的兩個相互合并半徑34、35形成。U形環(huán)形槽的底表面36優(yōu)選設(shè)置在垂直于鉚螺母的中間縱向軸線22并平行于平面20的徑向平面中。術(shù)語“拐點〃自然應(yīng)用于可從圖1C或圖1D觀察到的截面。由于在中間縱向軸線22周圍有無窮多的可能截面，其形成無窮多的對應(yīng)于圖1D中清晰識別出的線38的單獨拐點。環(huán)形槽24的底表面36在另一半徑40上合并于鉚釘部14的外表面36。
[0095]在該實例中，出現(xiàn)有提供防轉(zhuǎn)防護的肋42，其在環(huán)形槽24的底部區(qū)域36上沿徑向延伸，并具有相當(dāng)于環(huán)形槽24的最大軸向深度的一小部分的軸向高度。
[0096]環(huán)形槽24的軸向深度近似對應(yīng)于柱形鉚釘部的徑向厚度。鉚釘部的彎邊(圖2D中的14丨)的體積基本對應(yīng)于壓在環(huán)形槽中的鈑金件的環(huán)形凹進80 (圖2D)的體積時，以及鉚釘部14的彎邊的軸向厚度不對應(yīng)于環(huán)形槽14的軸向深度，即不對應(yīng)于槽的底表面36與圖1C或圖2Α中的平面20之間的間隔時特別優(yōu)選。
[0097]提供防轉(zhuǎn)防護的肋的軸向高度設(shè)置在0.2與0.6mm之間的范圍內(nèi)，但不應(yīng)超過所提供的鈑金厚度的約85%。
[0098]在該實例中，出現(xiàn)有六個提供防轉(zhuǎn)防護的肋42 ;然而，這并不是最重要的；例如，在不受限制時可設(shè)置3至24個提供防轉(zhuǎn)防護的肋42，其優(yōu)選圍繞鉚螺母的中間縱向軸線22均勻地設(shè)置。
[0099]提供防轉(zhuǎn)防護的肋42在其遠離U形槽底表面的側(cè)部沿徑向延伸，即在垂直于鉚螺母的中間縱向軸線22的徑向平面中延伸。
[0100]柱形鉚釘部的內(nèi)直徑Dl (圖1C)略大于螺紋柱的外直徑D2，并經(jīng)過螺紋插入部44合并于該外直徑。
[0101]鉚螺母的遠離鉚釘部14的端面?zhèn)?6至少基本設(shè)置在垂直于鉚螺母10的中間縱向軸線22的平面48中。
[0102]根據(jù)附圖特別是圖1C可清晰觀察到，鉚螺母10的護套表面50在兩個倒圓角表面52和54上合并于環(huán)形鈑金支撐表面18或者端面?zhèn)?6。還可以不是在此明顯的半徑的情況，而是通過沖壓成型工藝由構(gòu)件的制造形成的表面。
[0103]還可能的是，如果構(gòu)件在根據(jù)前述PCT申請PCT/EP2006/125634的級給沖模(progressive tool)中制造,那么代替根據(jù)附圖的圓形形狀,該構(gòu)件具有矩形形狀,僅在構(gòu)件的兩個相對側(cè)出現(xiàn)更小的半徑，實際上在從這些側(cè)到對應(yīng)的鈑金支撐表面以及到對應(yīng)的端面?zhèn)鹊倪^渡處。采用矩形或方形或多邊形的構(gòu)件，鈑金支撐表面18同樣被稱為環(huán)形；其具有圓形內(nèi)邊界和更多是方形或多邊形的外邊界。
[0104]最后，圖1C顯示鉚釘部14具有在其自由端面的向外倒圓角部分56，以及向內(nèi)錐形或也為倒圓角的表面58。該內(nèi)部錐形或倒圓角表面在鉚接工藝中是有優(yōu)勢的，其將在下文中結(jié)合圖2A-2F更為詳細地描述。
[0105]根據(jù)圖1A-1D的鉚螺母10可再次在圖2A中觀察到，但是在此為根據(jù)圖1B的平面IIA-1IA的局部截面和側(cè)視圖。鈑金件60位于正下方并與凸臺62對齊，該凸臺62在平面圖中為圓形，并被穿孔以形成具有孔余量66的圓孔64。該中心設(shè)置的孔64的中間縱向軸線與鉚螺母10的中間縱向軸線22對齊。凸臺62的外部形狀至少基本對應(yīng)于環(huán)形槽24的內(nèi)部形狀?？?4的直徑在尺寸上被設(shè)計為至少基本對應(yīng)于柱形鉚釘部14的外直徑，或者可以略小于或略大于該外直徑。如果孔64被選擇為在直徑上略小于鉚釘部14，那么在鉚釘部14的自由端面處的倒圓角表面56使得，當(dāng)鉚螺母穿過孔時，孔被略微延長并校準，這對于執(zhí)行鉚接過程是必要的。模具70在圖2C中定位在鈑金件60下方，并具有中間突起72，其在凹形半徑或肩部74上合并于圓形表面76,該圓形表面76在模具的自由端面78上方略微突出例如小于0.2mm。模具70的中間成形突起72的尺寸被設(shè)計為與鉚釘部的自由端面端部的錐形表面或倒圓角表面58協(xié)作，以在鉚接工藝中沿徑向向外滾軋或折疊鉚釘部，從而形成根據(jù)圖2D的鉚釘彎邊14 '。該鉚接工藝可例如以本來已知的方式在壓力機、C機架或通過機械手執(zhí)行。
[0106]鉚螺母的鉚接狀態(tài)可清楚地從另外的圖2D-2F中觀察到。在鉚接狀態(tài)下，鈑金件60設(shè)置在鉚釘部區(qū)域中，其中升高部62丨與U形槽24的形狀至少基本匹配。鈑金件60丨在其遠離U形槽的側(cè)部具有環(huán)形凹進80，該環(huán)形凹進80與槽的形狀類似，但是比U形環(huán)形槽24更小。鉚釘部14的彎邊完全設(shè)置在環(huán)形凹進80內(nèi)，并且不會突出超過鈑金件的遠離螺紋柱16的側(cè)部。鈑金件的上側(cè)設(shè)置在鉚螺母外的平面20中，其應(yīng)被理解為環(huán)形鈑金支撐表面的平面的延續(xù)。在進一步遠離鉚螺母10處，鈑金件可易于具有不同于平面20的特定形狀。重要的是，鈑金件在徑向位于鉚螺母10外的有限區(qū)域中設(shè)置在平面20內(nèi)。
[0107]不同厚度的鈑金可使用在鉚螺母的實施例中，例如鈑金件60的厚度在0.6mm與2.5mm之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.6mm與1.5mm之間。
[0108]鈑金件的U形環(huán)形凹進80的體積至少基本對應(yīng)于鉚釘部的彎邊的體積。
[0109]根據(jù)圖2E和圖2F可以觀察到，提供防轉(zhuǎn)防護的肋42以形狀匹配方式自上接合鈑金材料，但不會穿過它。
[0110]根據(jù)圖2E和圖2F進一步可以觀察到，鈑金件60的余量66 ’以加厚或者彎邊狀形式形成在鉚釘部14延伸穿過的穿孔64的區(qū)域中，并且鉚釘彎邊14丨在面向螺紋柱16的側(cè)部設(shè)置有對應(yīng)的用于承接加厚的余量和該鉚釘彎邊的環(huán)形凹進82，。
[0111]圖3A-3D顯示根據(jù)本發(fā)明的另一鉚螺母10，其非常類似于圖1A-1D或圖2A-2F的鉚螺母。為此原因，根據(jù)圖3A-3D的鉚螺母與先前附圖一致或者具有相同功能的特征，設(shè)置有相同的附圖標記，并且可以理解的是，先前的描述也應(yīng)用于這些特征，并且不必分別重復(fù)。
[0112]根據(jù)圖3A-3D的實施例與先前的實施例的主要區(qū)別在于，提供防轉(zhuǎn)防護的肋42不僅出現(xiàn)在環(huán)形槽24的底表面36的區(qū)域中，而且以升高形式沿柱形鉚釘部延伸，如42 〃所示。在該實例中，提供防轉(zhuǎn)防護的肋42 〃直接延伸至在鉚釘部24的自由端面的外側(cè)的倒圓角部分56。
[0113]然而，同樣可以想到，根據(jù)未公布的2006年I月5日的德國申請10200600918.5形成提供防轉(zhuǎn)防護的肋42 〃，該申請的公開內(nèi)容作為本申請的公開內(nèi)容的一部分。
[0114]另外，提供防轉(zhuǎn)防護的肋42設(shè)置在環(huán)形槽24的底表面36處的區(qū)域可省略，從而提供防轉(zhuǎn)防護的肋42 〃僅設(shè)置在鉚釘部14處。
[0115]參見圖4A和圖4B，現(xiàn)在示出矩形U形槽的橫截面怎么被計算以滿足環(huán)形凹進80總是具有用于一定范圍的鈑金厚度的體積要求的方法，該體積能夠容納鉚釘部的彎邊的體積，并且鉚釘部的彎邊的體積隨著鈑金厚度的增大而減小。
[0116]圖4A以示意圖顯示環(huán)形槽區(qū)域中的構(gòu)件的設(shè)計，而根據(jù)圖4B的表格包含對矩形槽的設(shè)計很重要的構(gòu)件尺寸的定義。
[0117]計算過程如下:
[0118]由預(yù)置幾何條件可知:
[0119]
【權(quán)利要求】
1.一種鉚螺母(10)，適于被用于具有預(yù)選范圍內(nèi)的厚度的鈑金件，所述鉚螺母(10)具有主體部分(12)和柱形鉚釘部(14)，其中所述主體部分具有中心設(shè)置的螺紋柱(16)、環(huán)形支撐表面(18)以及軸向?qū)R的環(huán)形槽(24)，該環(huán)形支撐表面(18)在垂直于該螺紋柱的縱向軸線(22)的平面(20)中與該螺紋柱同軸，該環(huán)形槽(24)徑向設(shè)置在所述環(huán)形支撐表面(18)內(nèi)并徑向設(shè)置在所述柱形鉚釘部(14)外，并在徑向內(nèi)側(cè)上合并于所述柱形鉚釘部的外表面；并且，其中用于防轉(zhuǎn)防護的肋(42)設(shè)置在所述環(huán)形槽(24)的區(qū)域中， 其特征在于，從軸向截面中觀察，所述環(huán)形槽(24)具有U形橫截面，其中徑向外側(cè)壁(130)相對較陡地形成，并且在最陡點(33)具有相對所述鉚螺母的中間縱向軸線的約45°至約-20°，優(yōu)選從約30°至約0°的傾角；并且，所述環(huán)形槽的體積為使得，與所述鈑金件的所述預(yù)選范圍內(nèi)的厚度無關(guān)，相應(yīng)的環(huán)形凹進(80)被形成在所述鈑金件中，并具有至少基本對應(yīng)于所述環(huán)形凹進中容納的被彎邊的鉚釘部的體積的相應(yīng)體積，由于所述環(huán)形槽的大小和形狀的選擇，對于所述預(yù)選范圍內(nèi)的任意厚度來說，所述環(huán)形凹進的體積和由所述環(huán)形凹進(80)內(nèi)容納的所述鉚釘部的相應(yīng)折疊區(qū)域形成的鉚釘彎邊的體積均隨著鈑金厚度不同而發(fā)生體積改變，使得所述鉚釘彎邊的體積基本上填充所述環(huán)形凹進的體積且并未突出超過鈑金的遠離所述環(huán)形支撐表面的側(cè)部(82)。
2.如權(quán)利要求1所述的鉚螺母，其特征在于，用于相應(yīng)鈑金厚度的所述預(yù)選范圍選擇如下: 螺紋M6或1/4UNF—鈑金厚度范圍為0.5mm至2.5mm ; 螺紋M8或5/16UNF—鈑金厚度范圍為0.5mm至2.5mm ; 螺紋MlO或3/8UNF—鈑金厚度范圍為1.0mm至3.0mm ; 螺紋M12或7/16UNF—鈑金厚度范圍為1.0mm至3.5_。
3.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鉚螺母，其特征在于，所述環(huán)形槽(24)的軸向深度近似對應(yīng)于所述柱形鉚釘部的徑向厚度。
4.一種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的鉚螺母(10)與鈑金件(60)的組合，其特征在于，所述鈑金件(60)設(shè)置在鉚釘部的區(qū)域中，其中升高部(62)與U形槽(24)的形狀至少基本匹配，并在其遠離該U形槽的側(cè)部具有凹進(80)，該凹進與槽的形狀(62)類似，但小于該U形槽；并且，所述鉚釘部(14)的彎邊完全設(shè)置在所述凹進(80)內(nèi)，并未突出超過所述鈑金件的遠離螺紋柱(16)的側(cè)部，并設(shè)置為與其表面對齊或最大回縮0.2_。
5.一種鉚螺栓(210 〃)，適于被用于具有預(yù)選范圍內(nèi)的厚度的鈑金件，所述鉚螺栓(210 〃)包括主體部分(212 〃)、具有螺紋柱(216 〃)的軸部(332)、以及柱形鉚釘部(214〃)，其中所述主體部分具有環(huán)形支撐表面(218)以及軸向?qū)R的環(huán)形槽(224 〃)，該環(huán)形支撐表面(218)在垂直于該螺紋柱的縱向軸線(222 〃)的平面(220 〃)中與該螺紋柱同軸，該環(huán)形槽(224 〃)徑向設(shè)置在所述環(huán)形支撐表面(218 〃)內(nèi)并徑向設(shè)置在所述柱形鉚釘部(214 〃)外，并在徑向內(nèi)側(cè)(232 〃)上合并于所述柱形鉚釘部(214 〃)的外表面；并且，其中提供防轉(zhuǎn)防護的肋(242 〃 )設(shè)置在所述環(huán)形槽(224 〃 )的區(qū)域中； 其特征在于，在軸向截面中觀察，所述環(huán)形槽(224 〃)具有U形橫截面，其中徑向外側(cè)壁(230 〃 )相對較陡地形成，并且在最陡點(233 〃 )具有相對鉚螺栓的中間縱向軸線的約45°至約-20°，優(yōu)選從約30°至約0°的傾角，其中所述最陡點(233 〃)通過拐點或偏轉(zhuǎn)區(qū)域形成，該拐點或偏轉(zhuǎn)區(qū)域通過所述環(huán)形槽(224 〃)的入口處和從所述環(huán)形槽的徑向外側(cè)(30)至其底表面(236 〃)的過渡處的兩個相互合并半徑形成；并且，所述肋(242 ")在所述環(huán)形槽(224 〃)的底部區(qū)域(236 〃)上沿徑向延伸，并具有相當(dāng)于所述環(huán)形槽(224〃)的最大軸向深度的一小部分的軸向高度，和/或以升高形式沿所述柱形鉚釘部(214 〃 )延伸；并且，所述環(huán)形槽(224 〃 )的體積為使得，與所述鈑金件的所述預(yù)選范圍內(nèi)的厚度無關(guān)，相應(yīng)的環(huán)形凹進(280 〃)被形成在所述鈑金件(260a、260b)中，并具有至少基本對應(yīng)于所述環(huán)形凹進中容納的被彎邊的鉚釘部的體積的相應(yīng)體積，由于所述環(huán)形槽(224 〃 )的大小和形狀的選擇，對于 所述預(yù)選范圍內(nèi)的任意厚度來說，所述環(huán)形凹進的體積和由所述環(huán)形凹進(280 〃)內(nèi)容納的所述鉚釘部的相應(yīng)折疊區(qū)域(214 〃)形成的鉚釘彎邊的體積均隨著鈑金厚度不同而發(fā)生體積改變，使得所述鉚釘彎邊的體積基本上填充所述環(huán)形凹進的體積且并未突出超過鈑金的遠離所述環(huán)形支撐表面(218)的側(cè)部。
【文檔編號】F16B37/06GK103644187SQ201310651791
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日:2006年6月1日
【發(fā)明者】杰瑞·巴貝吉, 理查德·漢弗伯特 申請人:形狀連接技術(shù)有限公司及兩合公司