CN102548683A - 铆钉、铆接装置和铆接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将车辆中传动系的至少两个元件(36、38)铆接的一种铆钉(1)、一种铆接装置以及一种铆接方法，其中在所述铆接方法期间用所述铆接装置给所述铆钉(1)冲压出冲压部(20)。

Description

铆钉、铆接装置和铆接方法
技术领域
本发明涉及一种铆钉、一种铆接装置和一种用于将车辆传动系中的两个元件铆接的铆接方法。
背景技术
在汽车制造中，传动系的元件，特别是离合器元件彼此铆接。为此，例如在制造离合器从动盘时，摩擦片(Mitnehmerscheibe)和膜片弹簧设置在铆接装置上，使得它们的开口彼此叠置。通过这种叠置的开口将铆钉插入，该铆钉随后通过压力变形，使得其铆钉杆塞入开口，由此将两个元件形状配合地彼此连接。
由于大部分情况下不只需要一个铆钉，而是需要一系列铆钉，以例如制成离合器从动盘，所以使用铆接装置，即所谓的装配台，其中自动地给铆钉容纳部装上基本上垂直定向的多个铆钉，然后将待铆接的元件设置在其上，并且在一个铆接步骤中共同挤压所有的铆钉。
然而，这种现有技术的缺陷在于，由于待铆接元件上的不平整度，并非所有的铆钉头都能平整地贴靠在待铆接的元件上，从而在随后的铆接步骤中，孔装填状况和进而产生的孔内侧压力不足以提供待铆接元件的充分的形状配合连接。
于是，铆接连接可能由于作用在铆接的元件上的力而松开，从而产生废品，或者离合器从动盘的组成构件在运行期间松脱。
因此，在现有技术中提出，在铆接步骤之后，对已铆接的元件执行额外的冲压步骤，在该冲压步骤中在铆钉头的端侧形成一个额外的球形结构的冲压部，该冲压部能够改善特别是在铆钉头区域内的孔装填状况。
然而，这种方法的缺陷在于，额外的冲压步骤既费时，又因为需要额外的机器而成本高。此外，球形冲压部并未在本质上改进孔内侧压力，而是完全相反地，铆钉头的外边缘区域由于冲压而可能会略微抬升，使得铆钉头不再贴靠在待铆接的元件上。
然而，如果铆钉头没有贴靠在待铆接的元件上，则在铆钉头与待铆接元件之间不再存在接触，这又损害了铆接的形状配合连接。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种铆钉、一种铆接方法和一种铆接装置，从而除了快速的铆接方法之外，还提供一种铆钉在待铆接元件中的改进的形状配合连接。
通过根据权利要求1的铆钉、根据权利要求5的铆接装置和根据权利要求11的铆接方法来实现所述目的。
本发明所基于的构思是，通过将铆接步骤和冲压步骤组合成一个步骤来加速铆接过程。为此，有利地使用铆接装置，该铆接装置具有用于容纳铆钉的容纳部，其中容纳部还具有冲压模。由此，能够在挤压期间，即在实际的铆接步骤期间，就已在铆钉的铆钉头上形成冲压部。在此处特别有利的是，容纳部与冲压模一体地构造。此外，在冲压同时进行挤压的优点在于，可以减小冲压时在铆钉头边缘的伞形变化(Aufschirmen)，即抬升。
为了进一步改善伞形变化，根据本发明提出使用一种铆钉，在其铆钉头上具有遮蔽部(Schirmung)和/或沉割部(Freistich)。通过沿铆钉杆方向的遮蔽部能够对冲压时的伞形变化起反作用。代替地或额外地构造在铆钉头与铆钉杆之间的沉割部可以补偿待铆接元件中的不平整度，由此使铆钉头可以更好地贴靠在待铆接元件上。
如一种优选实施例所示，已经证实，大约为0.05至0.1mm的遮蔽部或换句话说角度小于10°的遮蔽部是有利的。同样有利的是，沉割部被实施为相对于铆钉杆的角度大于60°。
在另一优选实施例中，冲压部或冲压模并非如由现有技术已知的那样是圆形的，而是具有至少一个凹处或一个波纹形、三角形、四边形、多边形、星形或花形的环绕轮廓。由于这种非圆形的冲压部，特别是在冲压部的外侧区域中的孔内侧压力可以变化，使得铆钉与待铆接元件之间的形状配合连接得到改善。
同样有利的是这样一种实施例：冲压部具有倾斜延伸的边缘区域，使得冲压部的内轮廓曲线以斜面过渡到铆钉头的平面中。
有利的是，冲压部的外部尺寸小于待铆接元件中的开口的内部尺寸。其优点在于，冲压部直接改进了铆钉在开口中的孔内侧状况。
特别地已经证实，在制造具有摩擦片和膜片弹簧的铆接的离合器从动盘时，根据本发明的方法是有利的。
在使用铆钉插入容纳部中的装配台时，有利的是冲压模具有尽可能大的接触面。通过设计得尽可能大的接触面，可以防止在放置步骤期间铆钉从垂直变倾斜。
在从属权利要求、说明和附图中给出了其它优点和有利的实施例。
附图说明
以下参照在附图中示出的优选实施例对本发明进行详细说明。示出的实施例的本质在此处为示例性的并且不用于限定本发明的保护范围。本发明的保护范围仅由所附的权利要求限定。
附图示出了：
图1：根据本发明的铆钉的第一优选实施例的示意图；
图2：根据本发明的铆钉的第二优选实施例的示意图；
图3：根据本发明的铆钉的第三优选实施例的示意图；
图4：图3示出的实施例的局部放大视图；
图5：根据本发明的、具有根据本发明的冲压部的铆钉的一个优选实施例的示意性俯视图；
图6：挤压过的铆钉的示意性横截面视图；
图7：处于根据本发明的铆接方法不同阶段中的铆接装置的示意图；
图8：图7的铆接装置的放大视图；以及
图9：带有铆钉和冲压部的铆接完成的元件的局部视图。
在以下的附图说明中，相同的元件用相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1示意性示出了具有铆钉头2和铆钉杆4的铆钉1的侧视图。铆钉杆4还可以具有锥形的端部区域6，从而能够易于将铆钉1插入到待铆接元件(未示出)的开口中。
根据本发明的铆钉1有利地被应用在下面将进一步说明的根据本发明的铆接方法中。然而，对于本领域技术人员而言清楚的，并且也包含在本发明的保护范围中的是：根据本发明的铆钉可以用在任意其它的方法中。
根据本发明，铆钉头2与铆钉杆4反向地向前隐匿(vorschirmen)。这意味着铆钉头2的内边缘8不具有相对于铆钉杆4的外表面10基本上垂直的角度，而是相对于铆钉头2的内表面8的基本垂直的定向偏转角度α。
角度α优选比大约10°小，从而例如在尺寸为5.0x 11.3的平头铆钉中产生约为0.05至0.1mm的向前遮蔽部。
除了遮蔽部之外或代替遮蔽部，铆钉1也可以被构造为具有沉座(Freisitz)12。图2示出了这种实施例，其中铆钉1的铆钉头2在其朝向铆钉杆4的内表面8上在铆钉杆4的区域内具有沉座12。在此处，沉座12优选地被构造为与铆钉杆4的外表面10形成角度β。该角度β优选地大于60°。在此，沉座12可以例如通过铣削或车削实现。
既设有沉座12又设有遮蔽部的实施例是特别优选的。图3和图4示出了这种实施例，其中图4示出了铆钉头的在由A标记的区域中的放大视图。
图3也示出了具有铆钉杆4和铆钉头2的铆钉1，其中铆钉头2的内侧8不仅与铆钉杆4反向地向前隐匿，并且同时具有沉座12。在图4中清楚地示出了这种构造，其中内边缘8也相对于内边缘的基本上垂直的定向倾斜了角度α。在图4中表示出了内边缘的基本上垂直的定向，由此还作为虚线示意性地用附图标记14表示出了遮蔽部的走向。
在图4中同样清晰可见的是在铆钉头2与铆钉杆4之间的区域内额外构造的沉座12。
遮蔽部14或沉座12用于尤其使待铆接元件中的不平整度能够得到补偿。在铆钉头2的内边缘8基本上垂直的实施方式中，这种不平整度会导致铆钉头2并非平坦地贴靠在待铆接元件上。某些情况下，这甚至可能导致铆钉杆在实际的铆接过程之前并非与待铆接元件中的开口基本上平行地对齐，而是倾斜的，使得孔装填状况恶化。与此相反，沉座12和遮蔽部14使铆钉头2的内表面8能够平坦地贴靠在待铆接元件上，从而不仅使孔装填状况得到改善，而且实现了铆钉头2与待铆接元件之间的特别好的接触。
此外，沉座12和遮蔽部14的优点在于，防止在构造冲压部时或在其后的冲压步骤中铆钉头2的边缘区域16的伞形变化，即向上弯曲。
铆钉头2的材料由于冲压模的压力而变形，并且在铆钉头2与铆钉杆4之间的区域中形成隆起部，该隆起部将边缘区域16从待铆接材料上抬起，由此形成伞形变化。这种材料积聚或材料变形虽然在冲压中始终存在，因此在根据本发明的方法中也存在，但通过使铆钉1具有沉座12或遮蔽部14，可以利用因冲压而堆积的材料填充所述沉座或遮蔽部，从而实现铆钉头2与待铆接元件之间改善的接触。
图5示出了具有冲压部20的铆钉1的铆钉头2的俯视图，其中冲压部20具有星形的外轮廓22，该外轮廓过渡到铆钉头2的表面24并且具有冲压出的凹面26，该凹面由内轮廓28限定。
冲压部20自身可以具有任意的形状。然而，其应该具有尽可能大且平坦的凹面26。冲压部20的环绕轮廓22、28可以被构造为三角形、四边形、星形、花形或波纹形。已经证实图5中示意性示出的星形的波纹形状是特别有利的。
内轮廓28与外轮廓22之间的边缘区域30优选地是斜切的，使得铆钉头2的表面24经由斜切的边缘区域30过渡到冲压部20的凹面26。
冲压部20的最大直径D优选地小于待铆接元件中的开口的内径。图6再次示意性示出了这些尺寸。
图6示出了铆钉1的横截面图，该铆钉通过开口32、34被插入两个元件36、38中并被挤压在其中，从而将两个元件36、38彼此铆接。这还意味着，铆钉杆4的变形使得元件36及38中的开口32、34被铆钉杆4的材料填充，并且铆钉杆4在其端部区域还具有变形区域40，该变形区域40在“底面”42上与两个铆接的元件36和38接触。被铆接的元件的“顶面”44与铆钉头2的内侧面8接触。
此外，图6示意性示出了带有冲压的凹面26和斜切的边缘区域30的冲压部20。图6还示出了，冲压部20的最大直径D，即最大外部尺寸，小于开口32、34的内径d。其优点在于，冲压部20进而在冲压部区域内的孔内侧压力的提高使得铆钉1在开口32、34内的孔装填状况更好，而不会使铆钉头2仅仅是变形。
在图7至图9中示意性描述了根据本发明的铆接方法以及根据本发明的铆接装置。
虽然对此有利的是也使用在图1至图6中描述的铆钉，但也可行且包含在本发明的范围内的是，使用传统的、由现有技术已知的铆钉。
图7示出了用于铆接摩擦片和膜片弹簧以制造离合器从动盘的铆接装置的俯视图。在此处，图7示出了在铆接方法期间处于不同阶段的铆接装置46。
即使以下参照具有摩擦片和膜片弹簧的待铆接离合器从动盘的示例对所述方法进行说明，但对于本领域技术人员显而易见的是，根据本发明的方法也可以用于铆接其它元件。
在图7中，用I表示的区域对应于在铆接方法之前或在取下完成的离合器从动盘之后的铆接装置46的状况。如图所示，铆接装置46具有多个容纳部48，这些容纳部还配备有冲压模50。冲压模50如图所示优选构造为星形或构造有波纹形的环绕轮廓，以及具有平坦的接触面52。这特别是在图8的放大视图中可见。接触面52在此处被构造为面积尽可能地大，使得铆钉1可以基本上垂直地布置在该接触面上。
铆钉1的垂直布置在图8的局部放大图中同样可见。总体而言，在第一方法步骤中实现了铆钉1的布置：容纳部48装备有铆钉1。此方法阶段在图7中在视图部分区域II中示出。在视图部分III中示出了，在放置好的铆钉上放置第一待铆接元件(此处为膜片弹簧)，使得铆钉1通过开口32在膜片弹簧36中突出。在另一步骤(见视图部分IV)中，第二待铆接元件38(在图7所示的情况下为摩擦片)设置在膜片弹簧36上方，其中铆钉1又通过设置在摩擦片中的开口34突出。放置铆钉以及随后的将待铆接元件布置在铆钉上也称为放置步骤。
如果待铆接元件36、38布置完成，则所有的铆钉同时被挤压。在此挤压期间，即在实际的铆接步骤期间，经由冲压模50在铆钉头2的端面中同时形成冲压部20，使得铆钉的孔内侧状况特别好。如果完成对离合器从动盘的挤压，则将其从铆接装置46取下，由此铆接装置46准备着用于重新铆接两个元件。
图9示出了由膜片弹簧36和摩擦片38构成的、用铆钉1铆接的、完成铆接的离合器从动盘的局部俯视图。但仅可见到铆钉1的具有冲压部20的铆钉头2。
如由图9明显可知的，凹面26通过斜切的边缘区域30过渡到铆钉头表面24。如前所述，冲压部20的波纹形或星形的环绕轮廓使特别是在铆钉头区域内的孔内侧压力能够得到改善。由此可以改善两个铆接的元件的形状配合连接。
附图标记列表：
1 铆钉
2 铆钉头
4 铆钉杆
6 铆钉杆的锥形端部区域
8 铆钉头的内表面
10 铆钉杆的外表面
12 沉座
14 遮蔽部
16 铆钉头的边缘区域
20 冲压部
22 外轮廓
24 铆钉头表面
26 凹面
28 内轮廓
30 边缘区域
32 第一待铆接元件(特别是膜片弹簧)中的开口
34 第二待铆接元件(特别是摩擦片)中的开口
36 第一待铆接元件，特别是膜片弹簧
38 第二待铆接元件，特别是摩擦片
40 铆钉的变形的端部区域
42 在第二待铆接元件上的铆钉接触区域
44 在第一待铆接元件上的铆钉接触区域
46 铆接装置
48 容纳部
50 冲压模
52 冲压模的接触面
D 冲压部的外部尺寸
d 开口的内部尺寸

Claims (16)

1.铆钉，特别是平头铆钉，用于将车辆中传动系的至少两个元件(36、38)铆接，该铆钉具有铆钉头(2)和铆钉杆(4)，其特征在于，所述铆钉头(2)具有遮蔽部(14)和/或沉割部(12)。
2.按照权利要求1所述的铆钉(1)，其特征在于，所述遮蔽部(14)沿所述铆钉杆的方向构造并且优选地具有小于10°的角度。
3.按照权利要求1或2所述的铆钉(1)，其特征在于，所述沉割部(12)构造在所述铆钉头(2)与铆钉杆(4)之间，并且优选以相对于所述铆钉杆(4)大于60°的角度实施。
4.按照前述权利要求中任一项所述的铆钉(1)，其特征在于，所述铆钉(1)被设计为基本上垂直地设置在铆接装置(46)上。
5.用于将车辆中传动系的至少两个元件(36、38)铆接的铆接装置(46)，该铆接装置具有工件支架，该工件支架被设计为使得所述传动系的至少两个元件(36、38)能布置在该工件支架上以进行铆接，并且所述工件支架具有至少一个用于铆钉(1)的容纳部(48)，所述铆钉(1)的铆钉头(2)能够被容纳到该容纳部中，其特征在于，所述容纳部(48)具有冲压模(50)。
6.按照权利要求5所述的铆接装置(46)，其特征在于，所述冲压模(50)与所述容纳部(48)一体构造。
7.按照权利要求5或6所述的铆接装置(46)，其特征在于，所述冲压模(50)具有平坦的接触面(52)，接触面(52)的外部尺寸(D)优选地小于待铆接元件(36、38)中的开口(32、34)的内部尺寸(d)。
8.按照权利要求5至7中任一项所述的铆接装置(46)，其特征在于，所述冲压模(50)具有斜切的边缘区域(30)。
9.按照权利要求5至8中任一项所述的铆接装置(46)，其特征在于，所述冲压模(50)为三角形、四边形、多边形、星形或花形，或者具有至少一个凹部或一个波纹形的环绕轮廓(22、28)。
10.按照权利要求5至9中任一项所述的铆接装置(46)，其特征在于，所述容纳部(48)能够容纳按照权利要求1至4中任一项所述的铆钉(1)。
11.用于将车辆中传动系的至少两个元件(36、38)用铆钉(1)，特别是平头铆钉铆接的方法，该铆钉具有铆钉头(2)和铆钉杆(4)，其中在放置步骤中，铆钉(1)被引导穿过分别构造在各待铆接元件(36、38)上的开口(32、34)，以及在铆接步骤中，所述铆钉杆(4)变形，使得所述元件(36、38)形状配合地连接，其特征在于，在所述铆接步骤期间，在所述铆钉头(2)中冲压出额外的冲压部(20)。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，所述冲压部(20)具有平坦的凹部(26)，其中所述冲压部(20)的外部尺寸(D)优选地小于所述元件(36、38)中的开口(32、34)的内部尺寸(d)。
13.按照权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述冲压部(20)具有相对于所述铆钉头(2)的表面(24)倾斜上升的边缘区域(30)。
14.按照权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述冲压部(20)为三角形、四边形、多边形、星形或花形，或者具有至少一个凹部或一个波纹形的环绕轮廓(22、28)。
15.按照权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，使用按照权利要求1至4中任一项所述的铆钉(1)。
16.按照权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，使用按照权利要求5至10中任一项所述的铆接装置(46)。
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