本實(shí)用新型涉及包括支承軸環(huán)和能膨脹的中空管型本體的自鉆孔鉚釘，該本體具有：位于一端處的與軸環(huán)相鄰的第一柱形部分、位于本體的另一端處的布置成用于容納鉆孔元件的第二柱形部分，以及第一柱形部分和第二柱形部分之間的能膨脹的第三部分。

背景技術(shù)：

使用自鉆能膨脹的錨定螺栓以簡單的方式將兩個(gè)元件(例如一個(gè)部件和一個(gè)支撐件)組裝在一起是已知的。

文件FR 2 927 382和FR 2 992 698描述了自鉆錨定螺栓，每個(gè)自鉆錨定螺栓具有軸環(huán)形式的頭部、鉆孔端以及在軸環(huán)和鉆孔端之間延伸的螺栓本體。螺栓本體具有適于與螺釘?shù)穆菁y配合的攻絲部(tapped portion，有內(nèi)螺紋的部分)。然而，在機(jī)動車輛(automobile，汽車)工業(yè)中，那些類型的自鉆錨定螺栓不能令制造商滿意，因?yàn)樵阢@孔和組裝操作之后，突出的鉆孔端可能對處理已經(jīng)固定在一起的元件的操作者造成傷害。

另外，在自鉆錨定螺栓的鉆孔端固定至元件以固定在一起后，鉆孔端就增大了那些錨定螺栓的尺寸。

文件US2015/0043995和CA 2 080 065描述了自鉆錨定螺栓，每個(gè)自鉆錨定螺栓具有在鉆孔和組裝操作后操作者可以手動移除的鉆孔端。當(dāng)組裝后鉆孔端不可見或很難接觸到鉆孔端時(shí)，手動移除鉆孔端會很困難，因此那些自鉆錨定螺栓不能改進(jìn)在機(jī)動車中組裝元件的速率。

另外，目前使用的自鉆錨定螺栓通常具有兩端均帶有孔口的螺栓本體。那些孔口妨礙在用于組裝的已經(jīng)通過現(xiàn)有技術(shù)的自鉆錨定螺栓組裝在一起 的元件的一側(cè)和另一側(cè)之間建立密封。

另外，當(dāng)使用自鉆錨定螺栓對復(fù)合元件鉆孔時(shí)，自鉆錨定螺栓不能鉆出“清潔的”孔，因?yàn)樵阢@孔期間，它們常常導(dǎo)致分層和纖維被撕裂，并且它們還以不可控的方式散發(fā)出灰塵。因此，制造商也尋求在將兩個(gè)元件組裝在一起的同時(shí)能夠避免沉積灰塵或鉆孔碎片。

最后，制造商也在尋求使用具有更好的剪切強(qiáng)度和更好的撕裂強(qiáng)度的自鉆錨定螺栓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種自鉆孔鉚釘，其更加緊湊，不具有“侵略性”，限制在鉆孔期間散發(fā)出的殘?jiān)?，并且仍然保持與機(jī)動車輛工業(yè)的用于將兩個(gè)元件組裝在一起的約束條件相兼容。

更具體地，本實(shí)用新型提供一種自鉆孔鉚釘，所述自鉆孔鉚釘包括支承軸環(huán)(bearing collar，軸承環(huán))以及能膨脹的中空管狀本體，本體具有位于一端的與軸環(huán)相鄰的第一柱形部分、位于本體的另一端的布置成用于容納鉆孔元件的第二柱形部分以及位于第一柱形部分與第二柱形部分之間的能膨脹的第三部分，該鉚釘?shù)奶卣魇?，本體的第三部分和鉆孔元件具有各自的連接裝置，該連接裝置布置成用于在本體的第三部分膨脹期間將鉆孔元件從本體中分離。

本實(shí)用新型的自鉆孔鉚釘還可以具有下述特征：

中空管狀本體具有實(shí)心軸向壁；

本體具有位于第二柱形部分上的端壁；

第二柱形部分具有內(nèi)螺紋；

能膨脹的第三部分布置成，當(dāng)內(nèi)螺紋的第二柱形部分通過牽引而被軸向平移地朝向軸環(huán)驅(qū)動時(shí)，該能膨脹的第三部分徑向變形；

第二柱形部分布置成用于容納在本體中軸向延伸的柱形桿；

桿在一端具有第一部分，該第一部分在中空本體的第一柱形部分中延伸并突伸得超出本體外部的軸環(huán)；

桿在其另一端具有布置成被容納在本體的第二柱形部分中的第二部分，該桿的第二部分具有用于與本體的第二柱形部分的縮窄部段配合的肩部，以防止該桿在本體中軸向移動；

本體的能膨脹的第三部分布置成，當(dāng)桿的第一桿部分通過牽引而被軸向平移地驅(qū)動時(shí)，該能膨脹的第三部分徑向變形；

桿具有位于桿的第一部分與第二部分之間并包括易斷區(qū)域的第三部分，第三部分布置成使得，當(dāng)本體的第三部分完全徑向膨脹時(shí)桿的第三部分的一部分插入本體的第一柱形部分中；

桿的第三部分的該部分由易斷區(qū)域限定，該易斷區(qū)域布置成，當(dāng)本體的第三部分完全徑向膨脹時(shí)該易斷區(qū)域與軸環(huán)齊平；

鉆孔元件為中空柱體的形式，用于經(jīng)由第一端安裝在本體的第二柱形部分上；

本體的第二柱形部分具有平坦部，用于當(dāng)鉆孔元件安裝在本體上時(shí)防止鉆孔元件相對于本體轉(zhuǎn)動；

鉆孔元件在第二端處具有冠狀鋸(crown saw，筒形鋸)形式的鉆孔工具；

鉆孔元件的中空柱體具有邊緣，所述邊緣在鉆孔元件的第一端與第二端之間朝向中空柱體的內(nèi)部突伸，以阻擋中空柱體接合在本體的第二柱形部分上；

鉆孔元件具有用于連接至本體的第二連接裝置；

用于將鉆孔元件連接至本體的第一連接裝置為軸向延伸超出第二端的柔性凸片的形式；

鉆孔元件的柔性凸片具有粗糙的外表面；

本體的能膨脹的第三部分具有用于連接至鉆孔元件的第一連接裝置；

用于將本體的能膨脹的第一部分與鉆孔元件連接的第二連接裝置是布置成容納鉆孔元件的柔性凸片的凹口的形式；

自鉆孔鉚釘由軋制和焊接的金屬板制成；以及

自鉆孔鉚釘由沖壓金屬板制成。

通過本實(shí)用新型的自鉆孔鉚釘，能夠快速且容易地將兩個(gè)板或者將一個(gè)部件與一個(gè)支撐件組裝在一起。板也可以是車輛地板墊。

通過本實(shí)用新型的布置，能夠獲得一種緊湊的固定以及一種對于操作人員來說不那么危險(xiǎn)的鉚釘結(jié)構(gòu)。

在用于組裝在一起的元件已經(jīng)用與螺紋部分或突出桿配合的螺絲刀工具來旋轉(zhuǎn)鉚釘而鉆孔之后，軸環(huán)支承抵靠在用于組裝的上元件上，然后工具上的沿軸向平移的牽引驅(qū)動所述本體的徑向膨脹，而同時(shí)自動從本體彈出鉆孔元件，因?yàn)槠浔汇T釘本體的第三部分的變形所推出。

彈出鉆孔元件使得操作人員能夠繼續(xù)工作，而沒有任何被鉆孔工具傷害的危險(xiǎn)，并且這還減少了鉚釘占用的空間。

通過穿過兩個(gè)板執(zhí)行自鉆孔鉚釘?shù)你@孔和錨定步驟，兩個(gè)元件組裝在一起，并且這能夠以簡單的方式而快速完成，因?yàn)檫@在使用合適的旋擰和牽引工具時(shí)以單個(gè)操作執(zhí)行。

另外，帶有粗糙區(qū)域和中空柱體的鉆孔元件的布置使得既能夠鉆出“清潔的”孔又能夠?qū)⑸l(fā)的鉆孔碎片以及灰塵保留在鉆孔元件內(nèi)。因此，材料以“團(tuán)塊”的形式與鉆孔元件一起從鉚釘本體中彈出。

帶有具有端壁和實(shí)心壁的螺紋部或桿部分的鉚釘本體用于提供組裝在一起的元件的從一側(cè)到另一側(cè)的密封。

在向桿施加牽引后，桿的第三部分的一部分保持部分地阻擋在與軸環(huán)相鄰的本體第一部分內(nèi)，從而完全充滿鉚釘本體的第一部分，以加強(qiáng)膨脹 的鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)。施加在桿上的附加的且經(jīng)校準(zhǔn)的軸向牽引導(dǎo)致桿在易斷區(qū)域中折斷，以使得折斷的桿不突伸得超出軸環(huán)且與軸環(huán)齊平。

帶有包括桿部分的膨脹本體的金屬板鉚釘提供了較大的撕裂強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，滿足了機(jī)動車工業(yè)的約束條件。

附圖說明

通過閱讀下面的描述和附圖可以更好地理解本實(shí)用新型并且呈現(xiàn)其他優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

·圖1是本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式中的自鉆孔鉚釘?shù)耐敢晥D；

·圖2是圖1中的自鉆孔鉚釘?shù)姆纸鈭D；

·圖3是本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式中的自鉆孔鉚釘?shù)妮喞獔D；

·圖4是圖3中的自鉆孔鉚釘?shù)妮S向剖視圖；

·圖5是本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式中的自鉆孔鉚釘?shù)妮S向剖視圖，其本體徑向膨脹；

·圖6是本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式中的自鉆孔鉚釘?shù)耐敢晥D；

·圖7是圖6中的自鉆孔鉚釘?shù)姆纸鈭D；

·圖8是自鉆孔鉚釘?shù)牡诙?shí)施方式的輪廓圖；

·圖9是圖8中的自鉆孔鉚釘?shù)妮S向剖視圖；以及

·圖10是本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式的自鉆孔鉚釘?shù)妮S向剖視圖，其本體徑向膨脹。

具體實(shí)施方式

圖1至圖5示出了本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式中的鉚釘1，所述鉚釘用于將兩個(gè)元件，具體地是兩個(gè)板(如圖5中所示的P和P')組裝在一起。作為非限制性示例，板可以由玻璃纖維制成。

鉚釘1包括管狀本體2，該管狀本體既具有位于一端處的軸環(huán)3又具有位于本體2的另一端處的區(qū)域(下面描述)，所述軸環(huán)支承抵靠在例如待組裝在一起的兩個(gè)板中的一個(gè)板上，鉆孔元件4通過滑動配合接合在所述區(qū)域上，在圖2的分解圖中可以看到分離的該元件。

如圖2中所示，軸環(huán)3在垂直于鉚釘1的軸線AA的平面上延伸。

軸環(huán)3可以具有咬進(jìn)該軸環(huán)所支承抵靠的表面中的齒(未示出)，以防止其圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。軸環(huán)3還可以在通向管型本體2內(nèi)部的進(jìn)孔周圍具有切口。

管狀本體2是中空的，其形式為具有實(shí)心的軸向壁的滾筒或圓筒。

本體2包括沿軸線AA延伸的三個(gè)部分：與軸環(huán)3相鄰的第一柱形部分5，與用于通過軸向滑動配合布置鉆孔元件4的區(qū)域相對應(yīng)的第二柱形部分6，以及這兩個(gè)柱形部分5和6之間的中間第三部分7。

第一柱形部分5的高度通常對應(yīng)于用于組裝在一起的板P和P'的厚度。

在第一實(shí)施方式中，如在圖4中可見，第二柱形部分6可以在內(nèi)部具有螺紋，以便與經(jīng)由軸環(huán)3的孔穿過管狀本體2的螺絲刀工具的螺紋相配合。在該實(shí)例中，內(nèi)螺紋位于攻絲沖壓襯套8上，所述攻絲沖壓襯套在形成肩部20的徑向縮窄部段之下固定至第二部分6。襯套8通過焊接或壓接固定至本體2。

第二柱形部分6的外表面可以具有軸向延伸平坦部9，在該實(shí)施例中有三個(gè)平坦部9，以便于幫助將鉆孔元件4安裝在鉚釘本體2的第二部分6上，并且防止鉆孔元件4相對于鉚釘本體2轉(zhuǎn)動。

鉚釘本體2的第二柱形部分6可以具有端壁，如圖4中所示。

在該實(shí)施例中，鉚釘本體2的中間第三部分7呈沖壓滾筒的形式，在中間橫向平面中具有環(huán)形薄弱區(qū)10，以便本體2的第三部分7可以徑向膨脹。

鉚釘本體2的能膨脹的中間第三部分7具有用于與鉆孔元件4連接的第一連接裝置11。在該實(shí)施例中，朝向本體2的內(nèi)部突伸的三個(gè)凹口與鉚釘本體2的第二部分6的平坦部9軸向連續(xù)地布置。

鉆孔元件4呈中空柱體的形式，其可以經(jīng)由第一端12安裝至本體2的第二柱形部分6。鉆孔元件4的柱形內(nèi)表面具有在圖4中可見且朝向圓柱體的內(nèi)部突起的壓入式突部形式的邊緣13，以在鉆孔元件4安裝在本體2的第二柱形部分6上時(shí)防止鉚釘本體2的第二部分6軸向移動。

鉆孔元件4在第二端處具有鉆孔工具14，該鉆孔工具具體地為具有兩級齒的圓形冠狀鋸的形式。冠狀鋸具有內(nèi)膛孔，并且其齒圍繞膛孔周向分布，以在鉆孔期間減少灰塵生成和纖維提取。因此，在鉆孔期間，鉆孔殘?jiān)e聚在鉆孔元件4的中空柱體內(nèi)。

在不超出本實(shí)用新型的范圍的情況下，鉆孔工具14的第二端可以是帶有金剛石涂層的鉆頭類型的端件(未示出)。

鉆孔元件4具有用于連接至鉚釘本體2(更具體地，鉚釘本體2的中間第三部分7)的第二連接裝置15，例如，呈軸向延伸超出鉆孔元件4的第一端12的柔性凸片的形式。

在該實(shí)例中，鉆孔元件4的柔性凸片具有粗糙的外表面，使其能夠改進(jìn)鉆孔的質(zhì)量，該柔性凸片的端部16朝向鉆孔元件4的內(nèi)部傾斜。

使用前，需要將自鉆孔鉚釘1的鉆孔元件4安裝在鉚釘1的本體2上。為此，在將鉆孔元件4軸向安裝在鉚釘1的本體2上的同時(shí)，柔性凸片在與第二部分6接觸時(shí)展開，并且它們沿鉚釘1的本體2的第二部分6的平坦部9滑動。此后，第二柱形部分6軸向穿入鉆孔元件4的中空柱體內(nèi)，直到柔性凸片的傾斜端部16容納在鉚釘1的本體2的能膨脹的第三部分7的凹口中為止。通過鉆孔元件4的向內(nèi)突伸的壓入式突部的邊緣13來防止鉚釘1的本體2在鉆孔元件4的中空柱體中軸向移動。在本實(shí)用新型中，需要將第一連接裝置11和第二連接裝置15選擇為能夠抵擋住鉆孔期間施 加至鉚釘1的旋轉(zhuǎn)。

在本實(shí)用新型中，本體2的第二部分6上的平坦部9也用于在鉆孔元件4安裝至鉚釘1的本體2上時(shí)防止鉆孔元件4相對于鉚釘1的本體2轉(zhuǎn)動，因此使得能夠?qū)⒙萁z刀工具施加在鉚釘1的本體2上的旋轉(zhuǎn)傳輸至鉆孔元件4。

穿過兩個(gè)板P和P'將鉚釘1放在合適的位置，以便通過作用在襯套8上的工具而在傳統(tǒng)的螺旋驅(qū)動方向上旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動鉚釘1，從而將所述板組裝在一起，工具穿過軸環(huán)3，以便穿過兩個(gè)板P和P'制造孔，并將所述板組裝在一起，如圖5中所示。

當(dāng)軸環(huán)3支承抵靠在用于組裝在一起的上板P上時(shí)，通過在襯套8的螺紋上施加牽引的工具使得本體2的第二部分6朝向軸環(huán)3上升，從而使能膨脹的第三部分7徑向變形。本體2的第三部分7的這種徑向變形使柔性凸片展開，從而使得端部16脫離與凹口的接觸，從而使鉆孔元件4從鉚釘1的本體2中彈出。因此，這種布置使得包含鉆孔殘?jiān)你@孔元件4能夠通過由鉚釘1的本體2的第三部分7的變形所產(chǎn)生的推力而以自動的方式從本體2中同時(shí)軸向地彈出。

當(dāng)?shù)谌糠?完全膨脹時(shí)，如圖5中所示，本體2的第三部分7在組裝在一起的板P和P'之下形成卷邊17。卷邊17提供良好的撕裂強(qiáng)度和良好的剪切強(qiáng)度。從而鉚釘1錨定在兩個(gè)板P和P'的兩側(cè)上。

在本實(shí)用新型中，鉆孔元件4的柔性凸片的粗糙外表面用于磨平孔的內(nèi)部，以消除突起纖維和/或局部分層區(qū)域。

在本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式中，可以在鉚釘本體2中布置桿18，而代替鉚釘本體2中用于與螺絲刀工具配合的襯套8。圖6至圖10中示出了本實(shí)用新型的該變形。

兩個(gè)實(shí)施方式共有的元件具有相同的標(biāo)號，且不再詳細(xì)描述。

圖6和圖7示出了用于將兩個(gè)元件，具體地是兩個(gè)板(如圖10中示出 的P和P')組裝在一起的本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式的鉚釘1'。

鉚釘1'具有：滾筒形式的中空管狀本體2，所述中空管狀本體具有實(shí)心軸向壁、沿軸線AA延伸的第一柱形部分5、第二柱形部分6和第三柱形部分7；軸環(huán)3；以及鉆孔元件4通過滑動配合接合在其上的區(qū)域，在圖7的分解圖中可以看到分離的該鉆孔元件。

在第二實(shí)施方式中，鉚釘1'具有桿18，其在該實(shí)施例中大體上是柱形的，如在圖7中以分離的方式可見的。

用于插入鉚釘1'的本體2中的桿18包括沿軸線AA延伸的三個(gè)部分：桿18的第一部分19，用于插入鉚釘1'的本體2的第一部分5中，具有也能突伸超出鉚釘1'的本體2外部的軸環(huán)3的長度；桿18的第二部分21，用于容納在鉚釘1'的本體2的第二部分6中；以及位于桿18的第一部分19與第二部分21之間的第三部分22，該第三部分22容納在鉚釘1'的本體2的第三部分7中。

桿18的第一部分19相對于鉚釘本體2突伸的部分用于通過作用在延伸到本體2外部的該部分上的工具而在傳統(tǒng)的螺旋驅(qū)動方向上旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述鉚釘1'，并且還用于施加軸向牽引。

該實(shí)施例中的桿18的第二部分21為帶有肩部23的子彈形，該肩部與本體2的第二部分6中形成肩部的縮窄部段20配合，以防止桿18在鉚釘1'的本體2中軸向移動。在鉚釘本體2的第二部分6的內(nèi)表面上形成的本體2的第二平坦部(未示出)與桿18的第二部分21配合，以防止桿18相對于鉚釘1'的本體2轉(zhuǎn)動。因此，本體2和桿18被限制為一起圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。

該實(shí)例中的桿18的第三部分22具有縮窄區(qū)域，對應(yīng)于在適當(dāng)?shù)妮S向牽引的作用下易斷的區(qū)域24。鉆孔元件4以與上面描述的方式相同的方式安裝至鉚釘1'的本體2的第二柱形部分6上。

在第二實(shí)施方式中，將鉚釘1'放置在兩個(gè)板P和P'中的合適位置，以使用作用在桿18上的工具通過在傳統(tǒng)的螺旋驅(qū)動方向上旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述鉚 釘1'而將所述兩個(gè)板組裝在一起，從而穿過兩個(gè)板P、P'制造孔，并將它們組裝在一起，如圖10中所示。

如上所述，當(dāng)軸環(huán)3支承抵靠在用于組裝在一起的板中的上板P上時(shí)，通過在桿18上施加牽引的工具而使本體2的第二部分6朝向軸環(huán)3上升，因此使能膨脹的第三部分7徑向變形，從而鉆孔元件4通過自動彈出而從鉚釘1'的本體2中脫離。

當(dāng)?shù)谌糠?完全膨脹時(shí)，如圖10中所示，除了存在組裝在一起的P和P'之下的卷邊17以外，在鉚釘1'的本體2的第一部分5中存在的桿18的第三部分22的一部分也加強(qiáng)了撕裂強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。布置易斷區(qū)域24，以便在元件P和P'已經(jīng)組裝在一起之后，桿18在易斷區(qū)域24中折斷，以使得桿18的留在鉚釘1'的本體2內(nèi)部的部分不從鉚釘1'的本體2延伸出，而是留在鉚釘1'的本體2內(nèi)部的桿18的部分與軸環(huán)3齊平。

在該第二實(shí)施方式中，當(dāng)鉚釘1'緊靠兩個(gè)板P和P'的兩側(cè)錨定時(shí)，桿18的留在鉚釘1'的本體2內(nèi)部的部分用于填充整個(gè)的膨脹中空本體，從而機(jī)械地加強(qiáng)鉚釘并且還密封組裝。

在本實(shí)用新型中，鉚釘1、1'可以由軋制和焊接的金屬板或沖壓金屬板制成。

因此，鉆孔元件4可以通過燕尾榫、焊接或壓接由軋制金屬板鉗接制成，抑或其可以由沖壓金屬板制成。

鉚釘1、1'還可以完全由塑料材料模制而成或由塑料材料注射而成，以使其能夠以低成本制造，并用于將例如兩個(gè)車輛地板墊或?qū)⒌匕鍓|與板組裝在一起。

非限制性地，鉚釘1還可以用于固定布線隧道、用于定位重的或輕的固定系統(tǒng)，或者事實(shí)上用于具有金屬或復(fù)合車體的車輛的內(nèi)部固定。

鉚釘1還可以通過3D打印機(jī)的增材制造制成，例如，如果僅短期制造。