CN101994737B - 锚杆元件 - Google Patents

Abstract

本发明公开锚杆元件，其中该锚杆元件由轴部和被设计为用于与板元件、特别是金属片部件铆钉连接的头部组成，其中所述头部被制造成空心的并且具有大于所述轴部的外径的外径，其特征在于所述轴部通过由凸圆形表面、特别是球形表面形成的环形肩部汇合到所述头部，从而所述凸圆形表面从所述轴部延伸到所述头部的至少基本圆柱形的套表面。

Description

锚杆元件

技术领域

本发明涉及一种功能元件，特别涉及一种锚杆元件(bolt element)，由轴部和被设计用于与板元件、特别是与金属片部件铆钉连接的头部所组成，所述头部被制造为空心的并且其外径大于所述轴部的外径，还涉及一种用于将所述功能元件引入金属片部件的方法以及由此形成的零件总成。

背景技术

这种功能元件在公开号为WO01/03880的PCT申请的图6中被显示，并且确实作为锚杆元件的一种变形，其头部和轴部具有至少基本一样的直径。在其他方面的相应PCT申请指向欧洲专利1 202 834。这种锚杆元件由形状连接技术有限公司及两合公司以称之为球形锚杆的形式出售，该球形锚杆本身在欧洲专利1 346 160中主张其权利。锚杆元件在头部区域被铆接到诸如车辆尾板的金属片部件上，所述轴部的远离所述头部的端部具有球形形状。所述轴部的球形端然后形成球窝接头的一部分，该球窝接头的插孔是用于支撑所述尾板的气压弹簧的一部分。

例如从德国专利申请文件34 47 006中可知一种类似的功能元件，被实现为头部被提供有管状的刺穿和铆钉部分的带螺纹的锚杆，适合于刺穿金属片部件并随后形成铆钉卷边，由此所述元件被固定在所述金属片部件中。在管状的刺穿和铆钉部分之间，所述头部具有带有环形表面的凸缘，该环形表面垂直于所述元件的纵轴线，且在所述元件被引入金属片部件之后，所述环形表面通常布置在恰好在所述金属片部件的邻近所述轴部的侧面的下方。

刺穿所述金属片部件时形成的刺穿块被压入所述刺穿和铆钉部分并由此帮助与所述金属片部件的铆钉连接。然而，DE-PS 34 47 006还描述了螺母元件形式的功能元件，其中，轴部可被理解为头部的延伸，并且该功能元件具有内螺纹。然而，所述轴部不必须设计为螺纹，而是可以考虑多种设计，例如其上可通过相应的夹子固定例如毛毡的导向轴颈或类销设计。

这种功能元件(即根据DE-PS 34 47 006 C2)本身已被证实多年，使在所述元件和所述金属片部件之间产生高质量连接成为可能。然而这种元件的制造相对昂贵并且部分地需要使用运行相对较慢以得到所需质量的极其精确操作的冷锻机器。使用相对昂贵的冷锻机器的需要和工作速度的限制导致相对较高的生产成本。此外，对于一些应用来说，如果能减少所述元件的重量将是有利的。

在根据WO01/03880的图6的功能元件中，存在的问题是当附接到金属片部件上时所述元件需要相当大的头部变形并且所述变形以不希望的方式发生，由此使连接质量受到损害。即使不希望的变形只是偶尔发生，这种缺点在有数以千计功能元件被使用的大量制造中是不可接受的，因为这种事情除了产生不希望的废料之外还会扰乱制造顺序。

发明内容

本发明基于提出一种初始指定类型的功能元件的目的，该功能元件能高质量地与金属片部件连接并确保在附接到所述金属片部件时没有不希望的变形产生而只是分别产生希望的头部变形。另外，即使没有能提供提供抗旋转安全性和优良的拔出和扣出阻力的特征，也应提供改进的抗旋转安全性，由此所述功能元件同样能够被高效且低成本地制造。

为了满足该目的，提供初始指定类型的功能元件，所述轴部通过由凸圆形表面形成的环形肩部以所述凸圆形表面至少基本从所述轴部延伸直至所述头部的至少基本圆柱形的套表面的方式被汇合到所述头部。

通过所述凸圆形表面“至少基本”从所述轴部延伸直至所述头部的至少基本圆柱形的套表面的陈述试图描述一个事实：例如半径或斜面可被提供为在所述轴部和所述圆形表面之间的过渡和/或例如在所述圆形表面和所述圆 柱形的套表面之间的圆锥形过渡，该过渡与圆形表面相比具有较小的轴向高度和角度范围。

根据本发明所述的功能元件因而被制造为不带有径向延伸超过所述头部或所述铆接部分的凸缘部。这对于所述功能元件的有效率的低成本制造作出贡献。

在已知的具有凸缘部分的功能元件中，所述凸缘部分的功能是，一方面提供防止所述元件在金属片部件中变得不牢固的足够的表面积，然而，另一方面还形成一表面，例如，如果涉及锚杆元件，其上可通过拧转到功能元件的具有螺纹的所述轴部上的螺母来固定进一步的金属片部件和其它构件。

根据本发明所述的功能元件，该凸缘不在所述功能元件自身上。在将所述功能元件引入所述金属片部件时，所述功能元件的端面像已知元件一样穿过所述金属片部件被打孔，并且被再成形以在金属片部件的远离所述元件的轴部的侧面形成铆钉卷边。另外，所述功能元件沿纵向方向被挤压从而所述空心的头部的一部分形成在被用作凸缘且具有如上所述的常规凸缘的功能的环形褶皱或环形卷边中。

根据本发明，且根据WO01/03880的图6中的现有技术，所述元件的至少所述头部被制造为空心的，且在附接到所述金属片部件期间同样在所述金属片部件的一个侧面被形成在所述铆钉卷边中，在所述金属片部件的另一侧面被形成在环形褶皱中，所述金属片部件的孔的边缘被夹在所述铆钉卷边与所述环形褶皱之间。

因为，在根据本发明所述的元件中，所述头部的外径大于所述轴部的外径，产生的环形褶皱和产生的铆钉卷边与头部和轴部直径相同的元件相比同样具有较大的直径。通过从所述轴部到所述头部的过渡的圆形形状，所述头部的圆柱形区域的长度与根据WO01/03880图6的实施例相比减小，由此改善了其可控的变形。因此所述圆形过渡的轴向高度对所述头部的总长度作出贡献。

通过所述环形褶皱和所述铆钉卷边的扩大的直径，可简单地通过孔的摩 擦实现更高的旋转阻力。另外，更大的直径意味着可实现显著较高的抽出和扣出阻力。

通过对所述轴部和所述头部之间的过渡的特殊的形状，即通过从所述轴部延伸直至所述头部的至少基本圆柱形的套表面上的所述凸圆形表面，在将所述功能元件附接到所述金属片部件期间，可以以一种惊人的方式在很大程度上成功地避免所述功能元件和所述金属片部件的不希望的变形。

所述凸圆形表面优选地至少基本为球状圆形表面。此外，所述空心的头部的内部空间被制造为至少基本圆柱形，并且在所述头部和所述轴部之间的过渡区域中具有至少基本半球形形状，所述过渡区域的半径具有位于所述功能元件的中心纵轴线上的原点，并且与所述头部的圆柱形内部空间的半径具有至少基本相同的尺寸。

另外，从所述头部到所述轴部中的圆形或球状过渡的壁厚度至少基本是不变的。从所述头部到所述轴部中的圆形或球状圆形过渡的壁厚度至少基本对应于所述空心的头部在所述圆柱形区域中不包括提供抗旋转安全性的任何特征，例如提供抗旋转安全性的肋或凹部，的径向高度的壁厚度。

从所述轴部到所述头部中的过渡的优选实施例同样对解决本发明的潜在的目的作出贡献，即它们都帮助在将所述功能元件附接到金属片部件期间预防所述头部的不希望的变形。

所述轴部的远离所述头部的端部可具有球形球状，所述球形形状的半径大于所述轴部的半径。通过这种方式，通过环形褶皱和铆钉卷边的增大的直径而具有特别好的扣出阻力(对于球形锚杆来说这是一个特别重要的性质)，球形锚杆被实现。即使球形锚杆通常并不受到明显的旋转力(因为在原则上这只能通过摩擦产生)，无论如何，环形褶皱和铆钉卷边的增大的直径在获得足够的旋转阻力方面是成功的。

所述功能元件不必须被实现为球形锚杆。作为代替，所述轴部可被提供有外螺纹或用于接收塞紧在该轴部上的夹子的闭锁特征。带有内螺纹的所述轴部的空心设计也是可以考虑的。

在这些实施例中，尤其是带有外螺纹或内螺纹的实施例中，所述头部的所述套表面可被提供有提供抗旋转安全性的特征，例如导致增加的旋转阻力的纵向肋和/或纵向槽。

根据权利要求9到11的所述功能元件的设计一方面使将所述功能元件设计成自刺穿成为可能，即在附接到所述金属片部件期间所述元件自身在所述金属片部件中刺穿一个孔，在另一方面使得确保根据本发明的铆钉卷边和环形褶皱的希望的设计成为可能。

根据本发明所述的功能元件可由线材或棒材被制造为冷锻件。然而，如果希望得到空心的轴部，它还可以由管材制造。就此而言，存在于所述轴部上的任何螺纹可通过螺纹滚压工艺或通过压力整形工艺来制造。闭锁特征也可以以滚压方法或变形方法在所述轴部产生。

另外，当管被用作原始材料时，不能仅通过冷锻而且还需通过高压力成型方法来使所述功能元件以有利的成本被制造。此外，其它价格有利的制造方法也是可以考虑的。虽然为了将所述部件附接到工件上只需要空心的头部，但所述功能元件可始终被制造为管状部件。将所述空心头部的内径制造为大于所述轴部的内径也可以以有利的成本被实现，尤其是使用管作为原始材料时。

如上文所指出的，实际的凸缘只是随着本发明被随后地形成。由于所述金属片部件以形状合适的方式被夹在所述铆钉卷边与所述环形褶皱之间的相对较大的面积内，根据本发明的所述功能元件具有良好的旋转阻力。所述刺穿块被夹在所述铆钉卷边中的变形进一步增加了抗旋转安全性，并且此外还提高了拔出阻力。

如果必须再进一步提高抗旋转安全性，可以通过不同的方式来取得。一方面，例如凹部或凸部的提供抗旋转安全性的较小特征可被提供在形成所述铆钉卷边的所述头部的区域中。另一方面，径向延伸的凸部可被提供在用于形成所述铆钉卷边的模具扣件中和/或形成导致所述金属片部件与所述铆钉卷边的接触区域和/或环形褶皱的共同变形的形成环形褶皱的柱塞的端面中 并用于提高所述抗旋转安全性的。

另外，根据EP 1 609 561，在将所述功能元件附接到金属片部件中之前，提供抗旋转安全性的特征可作为金属片准备过程的结果而被压印到所述金属片部件中。当附接所述功能元件时，所述提供抗旋转安全性的特征导致所述环形褶皱和/或所述铆钉卷边的相应的局部压印，由此所述抗旋转安全性被增加。

还可以将所述环形褶皱的表面装备用于电接触端子的尖锐的径向延伸的凸部或类似物。这种凸部既可以在引入所述元件之前被提供在所述头部的外表面上，也可以在通过所述柱塞的端面的相应形状形成所述环形褶皱期间随后被形成或压印到所述环形褶皱的暴露的表面中。

在本发明的权利要求和随后的描述中，可发现所述功能元件、用于将所述元件引入金属片部件的方法及通过该方法所制造的零件总成、用于制造所述零件总成的模具扣件以及所述柱塞装置的具体优点和优选实施例。

附图说明

下面将参照实施例和附图对本发明进行更详细的说明，所述附图为：

图1A：锚杆元件形式的功能元件的一部分，沿纵向方向被部分切开，

图1B：图1A的锚杆元件的头部的端面的平面视图，

图2A，2B：根据本发明的球形锚杆形式的元件分别对应于图1A和1B的图，

图3A：将根据本发明的功能元件引入金属薄片部件的第一步骤，

图3B，3C，3D：将功能元件引入金属片部件的中间阶段，

图3E：在用于该目的的冲床或夹钳打开之前的引入方法的结束，

图4：对应于图3E的图像，但是将功能元件附接到较厚的金属片部件，

图5A至图5D：说明在附接到功能元件之前的可能的金属片准备过程的图解，

图6A，6B和7A，7B：将根据本发明的头部具有大于轴部直径的直径 的功能元件附接到根据图5A至图5D准备的金属片部件的图像，

图8：可用于将根据本发明的功能元件附接到金属片部件中的安装头的剖视图。

具体实施方式

图1A和图1B所示的功能元件10包括提供有外部螺纹12的轴部14和与所述轴部相比具有更大的外径的空心的头部16，即，头部16的外径大于轴部14的螺纹圆柱的外径。在此所示的螺纹具有可用于较不关键的螺纹连接的特殊的螺纹形式，例如用于手动或自动拧转到例如塑料的夹子上。例如根据德国标准化学会(DIN)的全质量螺纹也是可能的。

在空心的头部16内有从头部16的远离轴部14的端面20通往螺纹圆柱正下方且在那里终止于连续的横向壁22的圆柱形空腔18。空腔18在这里具有孔的形状。横向壁22在这里由半球形表面形成，然而还可以具有其它凹面形状，例如圆锥形。空腔和横向壁可例如经由冷锻工艺制造。功能元件10(在这里被实现为锚杆元件)的纵轴线用24标记。

元件10在端面20处具有汇合到形成头部的端面的环形表面且在这里位于垂直于纵轴线24的平面中的内切割表面26。作为代替，端面可被提供有外部圆形的刺穿(piercing)和拉拔(drawing)边缘，该刺穿和拉拔边缘与根据DE-PS 34 47 006 C2、然而优选根据EP-B-1430229的功能元件的刺穿和铆钉部分的相应端面正好相同。

在图1A中，切割表面26被制造为相对较小，其不是必要的但却是优选的。

根据图1A和图1B的功能元件的一特殊的特征在于轴部14通过环形肩部汇合到头部16，所述环形肩部由凸圆形表面15形成并确实是以凸圆形表面15从轴部14延伸直至头部16的至少基本圆柱形的套表面的形式，即，在位置19和21之间。就此而言，凸圆形表面15为至少基本球状圆形表面。然而，这不是必须的，而是近似球状的圆形表面也是可能的，例如代表具有圆 形形状的旋转体和对应于椭圆或卵形的一部分的弯曲边的圆形表面。作为示例，扇形在这里也是可以考虑的，其从椭圆的短径开始，延伸超过大约60°，例如从270°到330°，或具有涉及椭圆形的长径的从大约-30°直到大约+30°的角度范围，优选椭圆形的长、短径之比为D1/D22。

如上文所述，空心的头部16的内部空间18的在头部16和轴部14之间的过渡区域优选地具有至少基本半球形形状，其半径R位于所述功能元件的中心纵轴线24上的原点23处并与所述头部的圆柱形的内部空间的半径R具有基本相同的尺寸。该半球形形状还可以由以与凸圆形表面15类似的形式形成的半椭圆形或半卵形来代替，即，上面提及的表面15的可能的形状原则上也可应用于内部空间18的邻近所述轴部的端部的形状，但在这里角度范围从270°到0°或从225°到315°延伸。尤其有利的是(即使不是必须的)，从所述头部到所述轴部中的所述圆形或球状圆形过渡的壁厚度至少基本不变。

图2A和图2B显示与图1A的功能元件10相似的功能元件10’。在图2A和2B中使用了与图1A和图1B相同、只是带有附加的符号(’)但却具有相同意思的附图标记，即，在图1A和图1B的实施例中被提出的相应的部件或形状特征的描述也被应用于图2A和图2B中。

与图1A所示的功能元件不同，功能元件10’的头部16’具有沿纵向方向延伸的肋17’，肋17’在这里肋17’的数量为六个，但这并不重要关键。代替提供抗旋转安全性的六个肋17’，如果例如这些肋具有例如滚花形状，则可提供的数量在两个和二十四个之间或更多个。同样，提供抗旋转安全性的槽可被提供在头部16’表面中以代替提供抗旋转安全性的肋17’，或者可使用提供抗旋转安全性的交替的肋和槽。提供抗旋转安全性的这种特征也可被提供在图1A和图1B的实施例中。

另外，根据图2A和图2B的功能元件10’的特征在于它在轴部14’的远离头部16’的端部处具有球形形状，但是轴部14’在这里被形成为圆柱形部件，即，没有如图1A和图1B的实施例中的螺纹圆柱。因此，这是球形锚 杆。其它变形也是可能的。例如，根据图1A和图1B以及图2A和图2B的实施例可被以这样的方式实现：轴部14以及球25’可选择地为空心的。这种元件然后可由管材制造。

图3A至图3E显示借助于模具扣件(die botton)32和安装头40将根据图1A和图1B的功能元件10附接到金属片部件30中的多个阶段。

模具扣件32位于未显示的冲床的下部工具的孔中，下部工具的上侧通常被布置为与所述模具扣件的端面齐平。在下部工具中，多个销被围绕模具扣件32布置，该多个销通过弹簧被向上偏置并在引入冲床期间支撑金属片部件30。然而，所述销可由于压具构件(hold-down member)(未显示)施加的力而被向下挤压到冲床的关闭端，从而金属片部件30与模具扣件32的端面33以及下部工具在模具扣件区域中的上侧相接触。金属片部件30然后被不可移开地夹在所述压具构件与模具扣件32和/或所述下部工具之间。例如三个这种弹簧定位的销可被提供在下部工具中，例如围绕模具扣件32的中心纵轴线被以均匀的角度间隔而布置。所述模具扣件的中心纵轴线与功能元件10的中心纵轴线24对准。附图标记70在这里是指示安装头的引导柱塞48并且同样具有压具功能的簧上凸件(sprung nose piece)，金属片部件通过簧上凸件70被挤压至抵靠模具扣件32的端面33。

模具扣件32被装备有中心地布置地的圆柱形柱塞状突出部34，该柱塞状突出部34与DE-PS 34 47 006 C2中相应的模具扣件的柱塞状突出部以相似的方式被设计，但在这里该柱塞突出部34位于所述模具扣件的端面33的平面中。柱塞状突出部34被环形凹部36围绕，该环形凹部36在基部区域中为圆形且汇合到与金属片部件30面对的环形表面33，该金属片部件30被提供在所述模具扣件的端面32中。大体上，模具扣件32与DE-PS 34 47 006中描述的模具扣件180相似。

图3A显示在金属片部件30已经被引入冲床之后且冲床已经开始关闭并确实关闭到压具构件70和功能元件20的端面20接触金属片部件30的上表面并且在它们与模具扣件之间轻夹所述金属片部件的程度的阶段。

在根据图3B所示的制造步骤的阶段中，在柱塞48的压力下，功能元件的端面20已经将金属片部件部分地挤压到模具扣件的环形凹部36中，柱塞48挤压抵靠凸圆形表面的上部区域，且柱塞48与凸圆形表面的形状匹配并在金属片部件30中已经拉拔出一浅的大约圆锥形的凹部30’。在图3B所示的阶段中，柱塞状突出部34连同功能元件10的头部16的端面处的切割表面26已经进一步将金属片部件切割出刺穿块(piercing slug)50。

图3C显示比图3B更一步的冲床的关闭活动之后的状态，从图3C明显看出，金属板部件的圆锥形凹部30”相对于根据图2B的圆锥形凹部30’已经被拉拔到显著更低，并且功能元件10的端面确实以圆锥形切割表面26已经到达环形凹部36的圆形基部表面的方式被推过金属片部件中的被功能元件10的头部扩大了的孔，由此，在根据图3D的随后的阶段中，圆柱形的头部以环状的方式在端面30处被向外“卷动”，即被卷边。

从图3D也明显看出，与图3C相比柱塞48已经进一步向下行进，由于圆形的环形凹部(即模具扣件中的卷动表面36)而已经形成元件10的空心的头部的自由端区域，围绕所述金属片部件的孔的向下拉拔的边而形成初始的环状的铆钉卷边37。所述金属片部件的孔在该方法的这个阶段中具有喇叭口状的边31的孔。

在柱塞48的向下定向移动的进一步过程中，根据图3E所示，头部16的壁在圆形表面和邻近轴部14正下方的圆柱形壁的区域中被挤压，从而形成环形褶皱52。功能元件10所受的约束一方面由柱塞48的引导而引起，另一方面由孔边31和刺穿块50所引起，并且还由环形凹部36的外形引起，该约束确保了如图3A至图3E所示的变形的发生。现在铆钉卷边37具有其根据图3E的最终的形式。

在这里应该注意的是，由于相对较薄的金属片部件，即由于厚度在大约0.6mm到1.8mm之间的金属片，孔边31具有大约圆锥形的形状并且被夹在铆钉卷边37与环形褶皱52之间，环形表面57位于环形褶皱上方、在金属片部件30的上侧的平面中。如果需要，柱塞可具有小的轴向环形突出部，例如 在该区域中具有0.02mm的轴向高度，以确保环形表面不伸出到金属片部件的上侧面的上方，而是相对于此被轻微地阻碍。

如果需要，柱塞48的凸部56在与圆形表面的接触表面的区域中可被装备有给定形状特征，其一方面导致在金属片部件30与空心的头部16之间的可提高抗旋转安全性的期待的钩状布置。另一方面它还可被执行，从而例如如果所述功能元件被用作接地元件时，例如在图3E中的环形褶皱52的上部环形表面中产生用于高质量电接触的凸部。可选择地，或者除了这种实现抗旋转安全性之外，所述元件还可以借助粘合剂被粘附到所述金属片部件。例如，功能元件10可在头部16的区域中被涂覆有在将所述功能元件附接到所述金属片部件期间在压力下被初次激活的干粘合剂。

在图3E所示的阶段，将功能元件10引入至金属片部件30中的操作被完成。冲床打开，由此制造出的零件总成然后具有如图3E明显看出的形式。

在该说明书中，初始即假设模具扣件32是布置在冲床的下部工具中的模具扣件。在这种情况下，安装头44被固定到冲床的上部工具或冲床的中间板上。然而，模具扣件32最好被布置在中间板上，然后与布置在冲床的上部或下部工具上的安装头协作。通过相同的方式，能够将模具扣件32安装到所述工具的上板中，并能够将安装头安装到冲床的所述中间板处或下部工具处。此外，安装头40和模具扣件32还可以通过自动控制装置被朝向彼此地挤压，或者能被诸如力致动的夹钳等其它装置聚集到一起。

由图3E可知，刺穿块50在铆钉卷边37的区域中关闭空心的功能元件10的中心通道，从而在这点上，功能元件10与金属片部件30的铆钉连接被加强。

当使用更厚的金属片部件时，例如大于大约1.8mm，根据图4显示的在冲床中制造的完成的零件总成与图3E稍微不同。 

根据图4，金属片部件30在大致圆锥形的孔边31的区域中具有更大的变形，从而大致U形的铆钉卷边37’被更厚的区域31’围绕。然而，连接的功能和质量以与图3A至图3E的实施例相同的方式出现。

图5A至图5D显示一种可能的金属片准备过程，因为根据图5A至图5D的该金属片的准备过程自身导致另外的抗旋转安全性，所以在使用诸如图1A和图1B的元件或根据图2A和图2B的另一元件没有提供抗旋转安全性的特征时(但是不排除使用带有提供抗旋转安全性的特征的功能元件)，该准备过程尤其地重要。

基本上，金属片部件30在根据图5A至图5D的金属片准备过程的过程中被提供，在这里为带有特别的压印以在金属片部件中产生抗旋转安全性的特征的圆盘形式，但实际上可以是任何其它需要的形状。即，根据公开号为EP-A-1 609 561的欧洲专利申请，将提供抗旋转安全性的特征引入金属片部件中。

更具体地说，金属片部件被提供有环状的压印特征71，该特征71可从图5B的平面视图或从图5D所示的图的放大部分(对应于图5A的圆形围住的区域的放大图像)中被最佳地看到。该环状的压印在本例中由分散的、伸长的并分别被外围延伸槽74围绕的凸起部分72组成。在本例中，六个规则设置的岛状的凸起部分72被围绕金属片部件的中心纵轴线72布置。凸起材料部分72的材料通过移走在相应槽74的区域中的材料而被获得。金属片部件在这里不是预先刺穿的，虽然预先刺穿金属片部件可作为所有实施例中的一种可能的选择。

图6A和图6B然后显示根据图1A和1B的元件是如何被引入金属片部件的。就此而言可见，在图6A中，所述元件在根据图5A和图5D的金属片部件30上方，在图6B中，所述元件已经被铆接到所述金属片部件上之后。相应的图像可在图7A和图7B中以局部切开形式被看见，其制造方法的过程对应于参照图3A至图3E的已经描述的方法的过程，并且金属片部件70在这里被理解为厚金属片部件，因此根据图7B的图像与根据图4的相应图像几乎相同，除了由金属片部件30中的压印特征72，74导致在环形褶皱52的下部区域中的在金属片部件中的相应的补充压印特征，由此实现增加的抗旋转安全性。

图8示意性地显示根据图1A和图1B的元件在工业制造过程中是如何通过安装头100被分别供应到金属片部件的。就此而言，根据图8的安装头100大约对应于欧洲专利755749中所示的安装头。由于该安装头在那已被详细地描述，在这里只简要描述该安装头的重要部分就足够了。

图8所示的引导和安装装置100具有经由螺钉114和合销116被固定到冲床的上部工具102上的安装壳体112。安装壳体112具有盖118，盖118一方面用于在上部工具102处引导柱塞120，但是另一方面起到实际的安装头122的引导器的作用。柱塞120具有大直径的上部部分124和小直径的下部的同样为圆柱形的部分126。柱塞的上部区域124被形成为活塞并且被气缸125中的压力气动地向下偏压。气缸125被盖118关闭。柱塞的基本圆柱形的下部部分126在安装头100的引导件140中被滑动地引导。引导件140自身被在气缸145中的带有活塞杆143的活塞141滑动地引导，气缸145自身作为活塞146在安装壳体112的孔147中被滑动地引导。形成叠套布置的两个活塞141和146被气动地向下偏置。

柱塞120的下部部分151与部分126相比具有较小的直径，并具有被设定尺寸以容纳功能元件10的轴部14的圆柱形开口153。功能元件10的头部16在位于引导件内部的两个保持构件或保持指部162之间凸出。可以看到，每个保持指部162具有分别容纳示意性地示出的压缩盘簧166的圆柱形孔164，压缩盘簧166在其一端处被支撑在孔164的一端168处，在其另一端处被支撑在引导件140的各自的盖板170处，并以这种方式沿朝向元件10的方向偏置各自的保持指部162。

虽然未在这里示出，但各自的定心销可被布置为与弹簧166同轴，从而定心销凸出穿过保持指部中相应的孔，并位于功能元件的中心，并引导保持指部。定心销的端部之间然后具有对应于功能元件的头部16直径的相互隔开的间距，从而被插入引导件中的所述元件在那里被所述定心销定于中心。

虽然在本例中只示出两个保持指部162，但如果需要还可以提供进一步的保持指部。

在空心的引导件140中线性地能移置并且垂直于柱塞120的中心纵轴线172能移置的保持指部162被这样地布置，从而使将被引导和安装装置100控制的元件10能滑动穿过供应通道178(元件10的圆柱形头部16在前面)滑动到达如图8所示的保持指部162之间的位置，但只是单独地并且只在与图8相比柱塞120被从活塞124下方施加的相应压力向上地偏压时。

在这里由软管形成的供应通道178在此被嘴形件180固定到引导件140。部件178还可以是例如装满数量有限的紧固元件的储料匣。对应于图3A至图3E的凸件70的引导件140的嘴形件或凸件182可被提供有可弹性的插入物184，例如聚亚安酯，以在被推动穿过嘴形件182或穿过环状插入物184时在功能元件的头部16上施加夹紧作用。该夹紧作用不仅使功能元件10受到引导，而且在保持指部162打开或被打开时防止功能元件10跌落穿过嘴形件182。

保持指部162具有控制边缘或控制表面190，保持指部162可经由控制边缘或控制表面190被能移置地布置的活塞120的部分151打开。在该打开移动期间，保持指部162平行于孔164的中心纵轴线移动。在保持指部162移动期间，任意定心销的位置相对于引导件140被固定。

所述移动抵抗弹簧166的力而发生，该力试图将保持指部推到它们的先前被止挡部限制的端部位置中。此外，夹紧表面196被形成在保持指部162上，各自的功能元件10通过保持指部162在所述保持指部打开之后以力锁定方式被保持。关闭保持指部162的弹簧166的力被用于这个目的。

从根据图8的位置开始，冲床关闭。一旦嘴形件182的端面接触金属片部件并将它挤压抵靠在模具扣件时，引导部件140开始相对于上部工具102向后偏转并确实直到活塞124的上部端面接触盖118。通过冲床的进一步关闭移动，安装头的引导部件140相对于所述上部工具进一步向后移动，柱塞120不再能向后偏离打开保持指部162并推动在保持指部162之间的功能元件并穿过嘴形件182，从而功能元件10根据图3A至图3E所示被引入金属片部件中，并通过模具扣件(未在图8中示出，单对应于模具扣件32)被铆 接在后者中。

通过活塞141和146的叠套设计并通过安装头的几何设计，引导部件140相应的向后偏转移动是可能的。

在冲床随后的打开移动期间，当柱塞120通过活塞124下方的相应压力保持与盖118相接触时，活塞141和146首先由于气动偏置而被延伸。这意味着柱塞120的下端相对于引导件140已经被升高得足够远，从而新的功能元件10可被引入柱塞120下方进入供应通道中，例如通过鼓风机(air blast)，然后柱塞120的朝下的气动偏置被激励并导致它移动到根据图8所示的位置中。

随后，新的功能元件10可通过重复已经描述的方法被引入到新的金属片部件中。附图标记200指示感知功能元件10的存在的控制销，并且只有感知到功能元件10之后允许冲床通过由销200控制的气动和/或机械和/或电控制而允许进一步的关闭移动。特别地，附图标记204代表关闭柱塞120中的通道的平头螺钉。具有下部金属部分206(例如铁合金)和上部非传导部分208(例如塑料)的直径较大的销202位于销200的上方。附图标记210指示当销200升起时被销202的金属区域206抑制的临近传感器，其指示功能元件10的存在并因此检测功能元件存在于空心的空间153内。当这些实施之后，控制信号通过线路212被给到冲床控制器，由此触发冲床的下一次冲程。如果不存在功能元件10，即绝缘区域208位于所述临近传感器前面，则所述临近传感器由于不再被抑制而不传送任何信号。这种情况发生在当销126的空心的空间153下方或内部不存在功能元件时。存在于空心的空间214中的平头螺钉204下方的压缩盘簧向下挤压销202和销200。当因为没有功能元件存在，临近传感器不传送信号或不给信号时，冲床然后停止直到故障被排除。

这里描述的功能元件可例如由实现强度等级5.6的所有材料制造。这种金属材料为具有0.15～0.55％碳含量的普通碳钢。

在所有实施例中，所有材料均可被指定为在冷变形背景下达到根据ISO标准的等级8的强度值的功能元件材料的一个例子，例如根据德国标准化学 会1654号标准的35B2合金。这样形成的紧固元件适合于在商业上可获得的钢铁材料，并适合于拉拔高质量金属片部件，并且还适合于铝合金。铝合金(尤其是具有高强度的)还可以用于所述功能元件，例如AlMg5。

预先执行的检测显示，当使用材料35B2时，头部的径向壁厚度与头部外径之比应在0.15到0.2的范围之间。较高的值是所希望的，因为它们增加了断裂力和拉脱力。然而，必须确定压力不会导致不允许的变形。

Claims (6)

1.一种锚杆元件(10；10’)，包括具有外径的轴部(14；14’)并包括被设计并适合用于形成与金属片部件(30)铆钉连接的空心正圆柱形形状的空心圆柱形头部(16；16’)，其中所述头部(16；16’)包括具有大于所述轴部(14；14’)的外径的外径的正圆柱形套表面，其特征在于：

所述轴部(14；14’)通过由半球形部分(15；15’)形成的环形肩部汇合到所述头部(16；16’)，从而所述半球形部分(15；15’)从所述轴部(14；14’)延伸直至所述空心圆柱形头部(16；16’)。

2.根据权利要求1所述的锚杆元件(10；10’)，其特征在于：

所述半球形部分(15；15’)为旋转体。

3.根据前述权利要求1所述的锚杆元件(10；10’)，其特征在于：

所述锚杆元件(10；10’)具有中心纵轴线(24；24’)，并且所述半球形部分(15；15’)由具有位于所述中心纵轴线(24；24’)上的原点的半径(R；R’)限定，所述半径(R；R’)对应于所述空心圆柱形头部(16；16’)的半径。

4.根据权利要求1所述的锚杆元件(10；10’)，其特征在于：

所述半球形部分(15；15’)具有不变的壁厚度。

5.根据权利要求4所述的锚杆元件(10；10’)，其特征在于：

所述空心圆柱形头部(16；16’)具有壁厚度，所述半球形部分(15；15’)也具有壁厚度，所述半球形部分(15；15’)的壁厚度对应于所述空心圆柱形头部(16；16’)的壁厚度。

6.根据权利要求1所述的锚杆元件(10；10’)，其特征在于：

在将所述锚杆元件附接到金属片部件时，所述头部的正圆柱形部分的部件与所述头部的所述半球形部分(15；15’)适合于形成环形褶皱(52)。