CN102933860B - 抽芯铆钉及使用抽芯铆钉的紧固配置 - Google Patents

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Abstract

一种用于联接塑料制成的部件的抽芯铆钉(10)，具有空心的铆钉体(11)和定位在该铆钉体(11)的孔中的芯轴(12)，该铆钉体具有细长的柄(13)和凸缘(15)，该芯轴具有芯轴柄(24)、牵引端(26)和芯轴头(25)。该铆钉体(11)的柄(13)具有邻接该凸缘(15)的第一部分(20)和与之相邻的第二部分(21)。该第二部分(21)设计为形成一平躺在定位于非接触侧上的部件之上的凸缘。在该抽芯铆钉(10)的装配期间，该第一部分(20)的强度相对于该第二部分(21)的强度有所增加，使得该第一部分(20)的外径不增加或仅略有增加。

Description

抽芯铆钉及使用抽芯铆钉的紧固配置
技术领域
本发明涉及一种抽芯铆钉，具体涉及一种用于联接塑料制成的部件的抽芯铆钉，抽芯铆钉具有空心的铆钉体，铆钉体具有与抽芯铆钉的纵向中心轴线同轴地延伸并具有一孔的细长柄、具有在柄的一端处径向延伸用于接触部件可接触侧的凸缘并具有在柄的相对端处的通过部件中开口的足端，并且抽芯铆钉具有定位在铆钉体的孔中的芯轴，芯轴具有芯轴柄、突出铆钉体的凸缘的能够从芯轴柄分离的牵引端以及芯轴头，芯轴头维持与铆钉体的足端的操作性连接以便在抽芯铆钉的装配期间将力传递到铆钉体。本发明另外涉及一种使用该抽芯铆钉的紧固配置。
背景技术
从文献WO2009/098431A1已知一种指定类型的抽芯铆钉。该抽芯铆钉用于永久联接彼此接触的工件。工件通常具有穿过工件的彼此对准的孔或洞，并且抽芯铆钉放置在孔或洞中进而通过变形而紧固。被紧固的抽芯铆钉常导致在工件的洞中的铆钉体的无间隙安置，并将工件夹在一起。
在汽车工业中，抽芯铆钉的使用包括：使用一个或多个抽芯铆钉，将诸如电动车窗电动机、扬声器和其他部分的附接部分紧固至诸如车门模块支撑件的部件支撑件上。在许多情况下，附接部分的安装部和部件支撑件由塑料制成，其结果是，用抽芯铆钉紧固仅仅满足于金属制成的附加部件的使用以加固塑料部分。没有金属加固部分，则铆接头的装配(setting)可在负载下引起接头的分离。在装配抽芯铆钉期间，抽芯头的惯有形状会造成该装配。此外，在某些状况下，由于在装配铆钉期间铆钉柄的径向膨胀，塑料部件的安装孔可破裂。
发明内容
本发明的目的在于创造一种最初提到类型的抽芯铆钉并创造一种使用该抽芯铆钉的紧固配置，这允许改进塑料制成的部件的联接。
根据本发明，通过抽芯铆钉以及紧固配置得以实现该目的。
根据本发明，抽芯铆钉包括空心的铆钉体，铆钉体具有与抽芯铆钉的纵向中心轴线同轴地延伸并具有一孔的细长柄、在柄的一端处径向延伸用于接触部件可接触侧的凸缘以及在柄的相对端处的通过部件中开口的足端，并且抽芯铆钉另外具有定位在铆钉体的孔中的芯轴，芯轴具有芯轴柄、突出铆钉体的凸缘并能够从芯轴柄分离的牵引端以及芯轴头，芯轴头维持与铆钉体的足端的操作性连接以便在抽芯铆钉的装配期间将力传递到铆钉体，其中，铆钉体的柄具有邻接凸缘的第一部分以及与之相邻并延伸至足端的第二部分，并且由于凸缘挤压在部件的一侧上且足端同时借助于芯轴被拉向部件的另一侧这一过程，第二部分设计成使得平躺在定位于非接触侧上的部件之上的一凸缘形成，并且其中，由于该过程，柄的第一部分的强度以第一部分的外径不增加或仅略有增加的方式相对于第二部分的强度有所增加。
根据本发明的抽芯铆钉区别于现有技术的抽芯铆钉，因为铆钉体的柄的邻接凸缘的第一部分硬化，使得在装配抽芯铆钉期间第一部分不会膨胀或仅略微膨胀。因此，抽芯铆钉的硬化部分稍稍过盈地放置在部件孔中，不会在装配期间使可对部件造成损坏的增加的径向压力出现在铆钉部分和孔壁之间。由此，根据本发明的抽芯铆钉适于紧固诸如塑料的较低强度材料制成的部件，可以省却诸如垫圈或管状铆钉之类的附加金属加固部分。金属制成的附加加固部分的消除还导致组装期间的成本优势，并且扩大了针对本发明抽芯铆钉的应用可能性的范围。
根据本发明的另一提议，铆钉体第一部分的强度增加通过塑性变形得以实现。塑性变形能够实现，因为第一部分具有多个径向缺口(indentation)、压缩部或波纹，它们延伸遍及其长度的相当一部分。塑性变形的结果是，第一部分还可设有多个纵向肋。塑性变形在第一部分的区域中产生了加工硬化，造成第一部分的抗变形能力对比于第二部分显著增加。由此，第一部分能够更好地经受发生在铆钉体第二部分的变形期间的力，使得第一部分没有径向变形或至多轻微的径向变形发生在抽芯铆钉的装配期间。另外，通过塑性变形加强第一部分具有的优点是，第一部分的直径可基本相当于第二部分的直径，并且铆钉体易于制造。铆钉体的足端还可具有通过塑性变形引起的增加的强度，使得它可更好地经受在装配过程中作用的压缩力。
根据本发明的又一提议，可规定，芯轴柄在足端的区域中具有至少一个收缩部和/或突出部，并且足端通过塑性变形成型为接合在收缩部中和/或接合在突出部周围。通过这种手段，铆钉体以互锁方式联接至铆钉芯轴，使得这两个部分形成易于管理的结构单元。在抽芯铆钉的装配期间，由于该互锁连接，芯轴柄连同附接的芯轴头被铆钉体牢固地保持。通过这种手段，避免了释放的芯轴头和芯轴柄导致的缺点。收缩部和/或突出部能够以环形形式设计，并且能够实现芯轴柄关于铆钉体连同塑性变形的足端的改进密封。
根据本发明，芯轴柄和牵引端通过收缩的分离部分联接，收缩的分离部分配置在铆钉体的孔中，使得芯轴柄邻近分离部分的那端凹进在铆钉体的孔内。通过这种手段避免了被芯轴柄的有时锋利的断裂端伤害的危险。
根据本发明的具有通过装配抽芯铆钉联接在一起的至少两个部件的紧固配置包括可接触的第一部件和不可接触地定位在第一部件后面的第二部件，其中这两个部件具有彼此对准的孔，抽芯铆钉通过该孔，其中抽芯铆钉的凸缘设置为抵着第一部件，铆钉的柄的第一部分延伸通过第一部件，而柄的第二部分形成了平躺在第二部件背后的一凸缘，并且其中柄的第一部分的外径等于或小于在第一部件中的孔的原始内径。
在根据本发明的紧固配置中，两个部件在凸缘和已形成为一凸缘的第二部分之间夹紧在一起。但是，充分减少了抽芯铆钉第一部分的膨胀，其外径基本不会增加超过第一部件中的孔的内径。在装配期间部件通过抽芯铆钉膨胀产生的过应力得以避免，使得部件的破裂也不能发生。因此，第一部件可由塑料制成，并且不需要任何金属制成的加固件。
如果两个部件都由塑料制成，则有利地，柄的第一部分的长度基本等于第一部件和第二部件在抽芯铆钉通过的孔的区域中的厚度总和，或者小于所述总和。然后，抽芯铆钉膨胀的减少也对第二部件有效。
对于紧固配置的严密的密封，根据本发明，芯轴柄被铆钉体的足端以互锁的方式围住，通过该手段，芯轴柄与芯轴头一起形成了用于铆钉体的孔的抽芯侧端部的密封。
附图说明
下面参考附图中示出的示例性实施例来详细地说明本发明，其中：
图1是根据本发明的抽芯铆钉的横截面图，以及
图2是根据本发明的紧固配置的局部截面图。
具体实施方式
图1示出了抽芯铆钉10，其由铝制成的铆钉体11和钢制成的芯轴12构成。铆钉体11附接至芯轴12并具有细长的柄13，柄13具有通孔14，芯轴定位在通孔14中。形成在柄13的头端处的是凸缘15，凸缘15采用了环形盘的形式并用于接触工件。凸缘15的背对柄13的侧部设有平坦的支撑表面16，其用意是支撑铆钉装配工具的前端。
在相对凸缘15的柄端处，柄13形成了足端17，足端17依靠第一收缩部18偏离柄13。第二收缩部19将柄13分成基本圆柱形的第一部分20和略微向外弯曲的桶状的第二部分21。第一部分20在其外侧上设有多个平坦的缺口22，缺口22以固定间隔彼此隔开，其在轴线方向上延伸几乎遍及第一部分20的全长。由于通过冷成型产生的缺口22，柄13在第一部分20的区域中的强度增加，其结果是，在抽芯铆钉10的装配期间，第一部分20不再膨胀或仅略微膨胀。在第一部分20的区域中和足端17的区域中，铆钉体11与芯轴12接触；在向外弯曲的中间区域中，在铆钉体11和芯轴12之间存在环形间隙。
芯轴12具有芯轴柄24，芯轴柄24在一端处生出芯轴头25，并在另一端处生出细长的牵引端26。芯轴头25具有比芯轴柄24更大的直径，并在面向芯轴柄24的下侧具有用于柄13足端17的平坦的接触表面27。接触表面27相对于芯轴12的纵轴线以大约70°至80°的锐角倾斜。代替平坦的接触表面27，也可设置具有相应倾斜度的凹的圆锥形表面。芯轴头25的与接触表面27相对的端部采用截锥的形式，以便于在工件的孔中插入抽芯铆钉10。
芯轴柄24在其长度的一部分上具有呈环形肋28的形式的锁紧装置，其彼此间隔分开并具有锯齿状横截面，锯齿状横截面由圆锥面和径向面构成。肋28的圆锥面面对芯轴头25。定位在芯轴头25和与之相邻的肋28之间的是肋29，肋29嵌入到在足端17中的凹槽31，并将芯轴12保持在铆钉体11中的适当位置克服反冲，当装配抽芯铆钉期间牵引端26脱离时，该反冲试图将芯轴12拉出铆钉体11。肋29还确保已装配好抽芯铆钉之后铆钉体11和芯轴12之间的有效密封。孔14通过铆钉体的径向变形适应肋28、29的外轮廓，形成芯轴柄25和柄13之间的互锁连接，这有助于装配抽芯铆钉期间拉力向铆钉体的传递。而且，芯轴12紧紧地保持在柄13的孔14之中，使得铆钉体11和芯轴12构成一个易于操作的单元。
牵引端26依靠收缩的分离部分30连接到芯轴柄24，收缩分离部分30形成预定的断裂点。分离部分定位在铆钉体11的孔14中并具有自凸缘15的间距，使得芯轴柄24上的断裂点即使在装配抽芯铆钉10之后也定位在孔14中。
图2示出了具有通过抽芯铆钉10联接的两个部件32、33的紧固配置。部件32、33具有孔34、35。为联接起见，抽芯铆钉10插入部件32、33的已对准的孔34、35中。借助于支撑在抽芯铆钉10的支撑表面16上的装配工具，然后拉力施加在芯轴12的牵引端26上，并且铆钉体变形，促使足端17靠近凸缘15。在此过程中，在部件32、33的抽芯侧上的桶状的第二部分21合拢以形成凸缘36，凸缘36平躺在部件33上，并且使部件32、33彼此挤压且使它们紧靠凸缘15。因此，塑料部件不需要通过金属制成的另外部件的任何加固，因为凸缘36设置成几乎平贴着部件33。部件33仅仅经历了减少的径向负荷，因为凸缘36形成为圆盘形而不是圆锥状。圆柱形部分20定位在孔34、35中，并通过所施加的拉力以压缩状态被加载。部分20的由缺口22产生的增加的强度防止或减少了部分20中的径向膨胀，反而使得没有径向压力或至多微小的径向压力发生在部分20和孔34、35的壁之间。结果，部件32、33在径向上的应力降低，而在装配抽芯铆钉期间使部件过载或损伤部件的风险得以避免。只有在部件33中孔35的抽芯侧端部区域之中由柄13径向膨胀导致的有限的径向压力可预期，以便实现抽芯铆钉和部件33之间的更良好的密封。

Claims (14)

1.用于联接至少两个部件的抽芯铆钉，
具有空心的铆钉体，所述铆钉体具有与所述抽芯铆钉的纵向中心轴线同轴地延伸并具有一孔的细长的柄、在所述柄的一端处径向延伸用于接触一部件可接触侧的凸缘以及在所述柄的相对端处的通过所述至少两个部件中开口的足端，并且具有定位在所述铆钉体的孔中的芯轴，所述芯轴具有芯轴柄、突出所述铆钉体的凸缘的能够从所述芯轴柄分离的牵引端以及芯轴头，所述芯轴头维持与所述铆钉体的足端的操作性连接，以便在所述抽芯铆钉的装配期间将力传递到所述铆钉体，
其中，所述铆钉体(11)的柄(13)具有邻接所述凸缘(15)的第一部分(20)以及与所述第一部分(20)相邻并延伸至所述足端(17)的第二部分(21)，其中，由于所述凸缘(15)挤压在所述至少两个部件的一侧上且所述足端(17)同时借助于所述芯轴(12)被拉向所述至少两个部件的另一侧的过程，所述第二部分(21)设计成一凸缘形成为平躺在定位于非接触侧上的部件之上，并且其中，由于所述过程，所述柄(13)的第一部分(20)的强度相对于所述第二部分(21)的强度有所增加，使得所述第一部分(20)的外径不增加或仅略有增加，
其特征在于，所述第一部分(20)限定出原始柱形形状，但是带有具有原始柱形形状的多个间隔开的纵向延伸的平坦变形部，平坦变形部由未变形的纵向部分分开，未变形的纵向部分基本上保持原始柱形形状的对应部分，其中，平坦变形部是平坦缺口(22)，并且其中，由于通过冷成型所述平坦缺口(22)产生的塑性变形，所述柄(13)的第一部分(20)的强度相对于第二部分(21)的强度增加，并且其中，所述柄(13)的第二部分(21)具有向外弯曲的桶状形状，芯轴头(25)包括在装配时接合所述铆钉体(11)的封闭端的倾斜的凹陷接触表面，在装配之后，所述芯轴头(25)保持固定到所述铆钉体(11)。
2.根据权利要求1所述的抽芯铆钉，其特征在于，所述抽芯铆钉用于联接塑料制成的部件。
3.根据权利要求1所述的抽芯铆钉，其特征在于，所述平坦缺口延伸几乎遍及所述第一部分(20)全长。
4.根据前述权利要求中的一项所述的抽芯铆钉，其特征在于，相比于所述第二部分(21)，所述柄(13)的足端(17)具有增加的强度。
5.根据权利要求1-3中的一项所述的抽芯铆钉，其特征在于，所述芯轴柄(24)在所述足端(17)的区域中具有至少一个收缩部和/或突出部，并且所述足端通过塑性变形成型为接合在所述收缩部中和/或接合在所述突出部周围。
6.根据权利要求1-3中的一项所述的抽芯铆钉，其特征在于，所述芯轴柄(24)和所述牵引端(26)通过收缩的分离部分(30)联接，所述收缩的分离部分(30)定位在所述铆钉体(11)的孔(14)中。
7.根据权利要求1-3中的一项所述的抽芯铆钉，其特征在于，所述芯轴头(25)具有用于支撑所述足端(17)的接触表面(27)，所述接触表面(27)相对于所述芯轴(12)的纵轴线以一锐角倾斜。
8.根据权利要求1-3中的一项所述的抽芯铆钉，其特征在于，所述铆钉体(11)由铝制成，而所述芯轴(12)由钢制成。
9.具有通过装配根据前述权利要求中的一项所述的抽芯铆钉联接的至少两个部件的紧固配置，其特征在于可接触的第一部件(32)和不可接触地定位在所述第一部件(32)后面的第二部件(33)，其中所述两个部件(32,33)具有彼此对准的孔，所述抽芯铆钉(10)通过所述彼此对准的孔，其中所述抽芯铆钉(10)的凸缘(15)设置为抵着所述第一部件(32)，所述抽芯铆钉的柄(13)的第一部分(20)延伸通过所述第一部件(32)，而所述柄(13)的第二部分(21)形成一平躺在第二部件(33)背后的凸缘，并且其中所述第一部分(20)的外径基本等于或小于在所述可接触的第一部件(32)中的孔的原始内径，并且其中，由于通过在第一部分(20)的原始柱形形状中冷成型出间隔开的平坦缺口(22)而产生的第一部分的增加的强度，所述第一部分(20)的外径在铆钉装配期间不增加或仅略有增加。
10.根据权利要求9所述的紧固配置，其特征在于，所述柄的第一部分(20)的长度基本等于被联接的部件(32,33)在所述抽芯铆钉(10)通过的所述彼此对准的孔的区域中的厚度总和，或者小于所述总和。
11.根据权利要求9所述的紧固配置，其特征在于，所述铆钉体(11)的足端(17)以互锁的方式围住所述芯轴柄(24)并将所述芯轴柄(24)保持在所述铆钉体(11)的孔(14)中。
12.根据权利要求11所述的紧固配置，其特征在于，所述芯轴柄(24)的从牵引端(26)分离的一端凹进在所述铆钉体(11)的孔(14)内。
13.根据权利要求9至12中的一项所述的紧固配置，其特征在于，所述可接触的第一部件(32)由塑料制成。
14.根据权利要求9至12中的一项所述的紧固配置，其特征在于，所述两个部件(32,33)都由塑料制成。
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