CN100582501C - 塑性部件与另一部件的铆钉或螺钉连接及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于装配第一部件(2)和第二部件(3)的铆钉或螺钉连接(1)，其中相应的第一(4)和第二(5)贯通开口设置在该第一和第二部件中，并由铆钉(6)或螺钉的杆(7)穿过，所述铆钉(6)或螺钉设置有直径大于开口(4，5)的直径的铆钉头(8)或螺钉头或螺母，并且铆钉头(8)或螺钉头或螺母设置在相邻开口的两侧上，至少该第一部件(2)包括斗状凹陷(10)，该斗状凹陷设置于铆钉(6)或螺钉的区域内，沿着该第二部件(3)的方向，其基部(12)上设置有第一贯通开口(4)。

Description

塑性部件与另一部件的铆钉或螺钉连接及其应用
技术领域
本发明涉及用于连接两个部件的铆钉或螺钉连接。这种连接特别用于车辆构造领域，特别是机动车辆的构造。
背景技术
不同连接方法适于连接两个部件。一方面，部件可在合适位置彼此粘结、熔焊或钎焊到一起。螺钉连接中，螺钉插入设置在两个部件中的贯通开口，并由螺母或拉铆螺母固定，螺钉连接还用于形成可拆卸连接。另一替代的可拆卸连接是铆钉连接，铆钉连接中，代替螺钉，铆钉受推穿过以平齐的方式设置在待连接的两个部件中的贯通开口，然后被镦粗。铆钉自身在其端部具有铆钉头，考虑到铆钉头相对于铆钉杆和部件开口加宽，铆钉头将铆钉紧固在部件的一侧上。还通过镦粗在铆钉另一端加宽，这里正如下面所述，其类似地称为下铆钉头。这是因为基本上可以将铆钉及其杆从一侧或者从另一侧穿过贯通开口插入到部件中，并且在对应的另一侧镦粗。决定性的是，最后加宽出现在贯通开口的两侧，这将铆钉紧固在贯通开口中。
从每个部件引入到连接中的力通过相应的铆钉头、螺钉头或螺母起作用，并且决定于头部的尺寸。
从而，铆钉和螺钉连接特别用于连接金属部件，特别是金属板。
发明内容
本发明的目的是提供一种铆钉或螺钉连接，其允许良好地导入力，同时使得紧固位置具有高刚度。
该目的通过一种用于将第一部件连接到第二部件的铆钉或螺钉连接来实现，其中相应的第一贯通开口和第二贯通开口设置在该第一部件和第二部件中，并由铆钉或螺钉的杆穿过，并且其中该铆钉在第一部件的远离连接的一侧上包括铆钉头以及在第二部件的远离连接的一侧上包括铆钉头；或者该螺钉在第一部件的远离连接的一侧上包括螺钉头以及在第二部件的远离连接的一侧上包括螺母；或者该螺钉在第一部件的远离连接的一侧上包括螺母以及在第二部件的远离连接的一侧上包括螺钉头；或者该螺钉在第一部件的远离连接的一侧上包括螺母以及在第二部件的远离连接的一侧上包括另一螺母，铆钉头或螺钉头或螺母的直径大于开口的直径，其特征在于，至少第一部件在铆钉或螺钉的区域内包括沿着第二部件的方向的斗状凹陷，其基部上设置有第一贯通开口，所述凹陷的壁沿其周向包括凹出和/或凹入。
现在根据本发明进一步开发了一种连接，其中至少一个第一部件在该连接的区域内包括沿着第二部件的方向的斗状凹陷。该凹陷包括有利地为平坦基部的基部，其中设置有铆钉或螺钉开口。从而斗的直径大于设置在该斗中的铆钉头、螺钉头或螺母的直径。这种斗状凹陷，若从该第一部件的另一侧观察，可还认为是圆顶状隆起，其中开口设置在该圆顶的顶部。
通过斗状凹陷或圆顶状隆起产生了一种三维结构，由此第一部件在铆钉或螺钉区域内的刚度受到影响。这是因为斗状凹陷的侧壁使整个结构加强，从而减小或避免了绕连接点的振动。
这种斗状凹陷的另一优点在于，在第一部件和第二部件之间产生距离，该距离与斗状凹陷的深度相对应。若例如密封件设置在第一部件和第二部件之间，例如绕着斗状凹陷的环形密封件，斗状凹陷的高度从而可如此设定：使得该凹陷用作止挡件(定距器)，并且在将两个部件彼此紧固时限制密封件的压缩。这允许相应的密封件在其弹性范围内压缩，从而确保可靠的密封。
根据本发明的连接可以非常快速和简单的方式组装，并且重量轻。具体地，与之前在塑料领域普遍使用的螺钉连接相比，通过使用根据本发明的铆钉连接形成相当简化的组件。
从而，根据本发明的连接足以防水，使得它们能够在每个方面与已有的连接竞争。
根据本发明的连接特别适于将至少一个塑料第一部件连接到第二部件，该第二部件可由金属或者同样由塑料制成，或者可包含塑料。由于技术上的困难，铆钉连接先前不用于塑料部件的领域。
若斗状凹陷的直径明显大于铆钉头、螺钉头或螺母的直径，那么考虑到凹陷壁的外周比头部的外周大，使得用于从连接将力导入到部件或反过来从部件将力导入到连接的线明显更长。然而力仍然仅在铆钉头、螺钉或螺母的范围内从铆钉头、螺钉或螺母导入到凹陷的基部。这里，为了实现导入足够的力，为此原因，凹陷的基部可以此种方式设计：其相对于其余的第一部件加强。然而，这具有另一优点是该材料厚度仅在凹陷的基部区域内增加，同时在第一部件的其余区域材料厚度可保持很低。
从而，总体上，因连接到第一部件而产生了具有更大表面连接的长过渡边缘。
传送的力不再限制于此，使得第一部件的振动可受到抑制，并且能够避免第一部件中的破裂。根据本发明的连接还非常稳定，具有大的机械效果，例如在具有这种连接的车辆撞击到物体上时。
而且，由于此连接作为铆钉连接，不需要将铆钉心轴引入到贯通开口中。这种直接的铆接使得制造简单并且节省成本。
当斗状凹陷的壁不为圆形截面而是例如设计为星形几何构造时，产生一种特别有利的连接。由此几何构造，壁的外周的半径沿着外周周期性地变化，从而形成壁的凹出和凹入。由此，实现一种连接表面，其具有相同尺寸，相当于多倍的圆形壁，例如1.5倍。用于从第一部件将力导入到连接中的接触连续部分从而明显增加，使得可传入较大的力。
当然该连接不仅包括用于第一部件的斗状凹陷，而且第二部件也可以对应的方式设计。由于考虑到这一点，先前对于第一部件进行的描述以及此后将要进行的描述，也适用于第二部件。从而利用根据本发明的连接，第一部件的斗状凹陷和第二部件的斗状凹陷能够在其基部连接。
根据本发明的连接特别用于紧固功能模块，例如机动车辆的窗户提升装置或在干侧和湿侧之间的分隔壁，特别用于紧固门内金属板部件上的门模块。当然，在门外金属板部件或其它元件上紧固也是可能的。然而，对于门外金属板部件，其使得根据本发明的连接应该设置在看不到或隐藏的区域。
附图说明
现在描述根据本发明的铆钉连接的一个实施例。其中：
图1是根据本发明的铆钉连接在铆钉镦粗之前的横截面；
图2是穿过这种铆钉连接的横截面；
图3是具有根据本发明的铆钉连接的第一部件的视图。
具体实施方式
这里，如下所述，同一或类似的附图标记用于同一或类似的部件，使得在此情形下，没有重复的描述。
图1示出穿过铆钉连接1的横截面，该铆钉连接用于将第一部件2连接到第二部件3。这两个部件2和3分别包括贯通开口(铆钉开口)4和5，其设置为彼此平齐。铆钉6穿过这些铆钉开口4和5插入，其铆钉头8支承在部件2的远离连接的一侧上，从而将部件2固定在其位置中。
铆钉以未镦粗情形示出，使得在部件3的远离连接3的一侧看不到第二加宽。这种加宽，与铆钉头8一致，可同样称为铆钉头。
因而，铆钉6由其杆7穿过第一开口4和第二开口5，其中在此实施例中，铆钉杆7的轴线13垂直于部件2和3之间的连接表面。
部件2具有斗状凹陷10，其中部件2中仅示出了这个凹陷。部件2从该斗状凹陷10的上边缘横向地延伸，其中该延伸部未进一步表示，但是在图3中以示例示出。斗状凹陷10具有壁11，其绕着轴线13锥形地延伸。在图1的横截面中，仅示出了该凹陷10的一半。凹陷10包括平面、平坦的基部12，其以平坦的方式支承在部件3上，该部件3在铆钉连接的区域同样平坦，并且限定连接表面。壁11是波状的，从而其包括凹出15和凹入16。从而壁的截面在与轴线13垂直的平面内具有星形、花形或纸托蛋糕形。由于该星形设计，壁11在横截面上的长度明显大于圆形横截面的长度。在此实施例中，该长度是圆形横截面的1.8倍，使得凹陷、从而铆钉6的基部12和部件1的这里未示出的其余部分之间的接触连续部分变长为1.8倍。从而，通过这种方式，从部件导入到螺钉的力以及反过来从螺钉导入到部件的力明显增大。
在塑料门模块2的此实施例中，开口4的直径是7.5mm，铆钉杆的直径为6.4mm，基部12的厚度为2.5mm，部件3的厚度为0.8mm。
图2示出同一铆钉连接，然而其中仅示出了凹陷10和同样未镦粗的铆钉6。
图3示出门模块2和扬声器元件3，二者彼此连接。
这里，门模块2包括斗10，其具有第一铆钉开口4。该铆钉开口4居中地设置在斗10的基部12。壁11还是具有凹出15和凹入16，从而形成壁11的星形截面。门模块2从远离基部12的壁11的边缘横向地延伸，并平行于平坦的基部12向外延伸。然后，在此区域中，附着有门模块2的功能元件，例如扬声器元件3或者窗户提升装置。
在根据图1到3的另一实施例中，铆钉由螺钉或螺母所替代，其中用于该部件的螺母通过熔焊或以其它方式紧固在门内金属板部件上。
本发明的优点在于，其还可以简单和廉价的方式大规模地制造。
从而，斗状凹陷还特别适用于注射模制成型技术。有角的设置特别保证了注射模制材料(优选地为塑料，其可特别优选地设计为添加纤维的塑料，例如PPLGF＝具有长玻璃纤维的聚丙烯)的流动行为。由此很大程度上避免了流动问题。因此，从模具上取下更为简单。
还有利的是，该斗状凹陷还可由金属材料容易地制造。具体地，外周具有可变形状(例如星形)的壁的形状还可以冲压或模压工艺而容易地制造，不会出现材料的局部过应力。
最后，显著的优点在于稳定性。环绕铆钉或螺钉的贯通开口的区域由斗状凹陷极大地加强(特别是如果该斗状凹陷的壁相对于外周变化，即为波状)。由于加强的斗状结构(特别是若其为波状、星形等)，力均匀地分布到更大的表面上，在直接环绕贯通开口的区域不再出现破裂和翘曲。例如波状的星形壁的一个优点在于，通过其可变化的设计，可更简单地实现相邻几何形状的过渡。
本发明可全面地应用于机动车辆领域。
从而，例如一个有利的实施方式能够设想为第一以及第二部件具有相应的斗状凹陷，其形成为彼此互补。通过这种方式一方面实现定位，另一方面实现甚至更好地加强(然而，用于实现改进的定位的相反形状不是绝对必需的，因为至少对于门模块而言，人们通常施加一个定位系统(RPS))。

Claims (17)

1.一种用于将第一部件(2)连接到第二部件(3)的铆钉或螺钉连接(1)，其中相应的第一和第二贯通开口(4，5)设置在该第一和第二部件中，并由铆钉(6)或螺钉的杆(7)穿过，并且其中该铆钉(6)在第一部件的远离连接的一侧上包括铆钉头以及在第二部件的远离连接的一侧上包括铆钉头；或者该螺钉在第一部件的远离连接的一侧上包括螺钉头以及在第二部件的远离连接的一侧上包括螺母；或者该螺钉在第一部件的远离连接的一侧上包括螺母以及在第二部件的远离连接的一侧上包括螺钉头；或者该螺钉在第一部件的远离连接的一侧上包括螺母以及在第二部件的远离连接的一侧上包括螺母，铆钉头或螺钉头或螺母的直径大于开口(4，5)的直径，
其特征在于，至少第一部件(2)在铆钉(6)或螺钉的区域内包括沿着第二部件(3)的方向的斗状凹陷(10)，其基部(12)上设置有第一贯通开口(4)，所述凹陷(10)的壁(11)沿其周向包括凹出(15)和/或凹入(16)。
2.根据权利要求1所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，第二部件(3)在铆钉(6)或螺钉的区域内包括沿着第一部件(2)的方向的斗状凹陷，其基部上设置有第二贯通开口(5)。
3.根据权利要求2所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，第一和/或第二部件的凹陷(10)的直径大于设置在第一部件(2)的侧部上的铆钉头(8)、螺钉头或螺母的直径。
4.根据权利要求3所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，凹陷(10)具有这样的直径，使得凹陷(10)的壁(11)远离铆钉头(8)、螺钉头或螺母。
5.根据权利要求4所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，凹陷(10)在其基部(12)的区域内的直径d1和铆钉头(8)、螺钉头或螺母的直径d2符合下列关系：d1＞15×d2。
6.根据权利要求4所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，凹陷(10)在其基部(12)的区域内的直径d1和铆钉头(8)、螺钉头或螺母的直径d2符合下列关系：d1＞2×d2。
7.根据权利要求2所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，第一和/或第二部件的斗状凹陷(10)的壁(11)具有在其周向上变化的半径，其中所述壁在凹陷(10)的基部(12)和相应的第一或第二部件(2)的向外连接到凹陷(10)的区域之间延伸。
8.根据权利要求1所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，壁(11)沿其周向在垂直于铆钉或螺钉的杆(7)的轴线的平面内具有星形横截面。
9.根据权利要求2所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，第一和/或第二部件的凹陷(10)的基部(12)的厚度大于相应的第一和/或第二部件(2)的在凹陷(10)的外侧连接到凹陷(10)的壁(11)的区域的厚度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，第一和/或第二开口(4，5)中没有设置铆钉心轴。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，第一部件(2)和/或第二部件(3)至少部分地由塑料制成，或者包含塑料。
12.根据权利要求2所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，第一和/或第二部件的凹陷(10)至少部分地包含塑料，或者由塑料制成。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，第二部件(3)是车门的门内金属板部件。
14.根据权利要求1至9中任一项所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，第一部件(2)是门模块。
15.根据权利要求14所述的铆钉或螺钉连接(1)，其特征在于，所述门模块是窗户提升装置或车门的湿侧和干侧之间的分隔壁。
16.根据前述权利要求中任一项所述的铆钉或螺钉连接(1)在车辆制造中的应用。
17.根据权利要求16所述的应用，其特征在于，所述车辆是机动车辆。
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