CN106133344B - 具有冲挤连接部的双钢螺栓及用于制造该螺栓的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有头部和切割部的双钢螺栓，其中，头部由耐腐蚀的材料制成且具有螺栓头和杆部分，且其中，切割部由可硬化的材料制成，其中，头部在杆部分的区域中与切割部借助于冲挤持久地连接。此外，本发明涉及一种用于制造这种螺栓的方法。

Description

具有冲挤连接部的双钢螺栓及用于制造该螺栓的方法

技术领域

本发明涉及一种具有头部和切割部的双钢螺栓，其中，头部由耐腐蚀的材料制成且具有螺栓头和杆部分，且其中，切割部由可硬化的材料制成。

此外，本发明涉及一种用于制造双钢螺栓的方法，该双钢螺栓包括由耐腐蚀的材料制成的头部和由可硬化的材料制成的切割部，该头部具有螺栓头和杆部分。

背景技术

在现有技术中多次已知这样的双钢螺栓以及用于制造该类型的双钢螺栓的方法。因此特别在建筑技术中已知，提供双钢螺栓，该双钢螺栓具有用于建筑外侧的抗锈头部，使得该头部不被腐蚀或生锈。此外，在现有技术中已知的双钢螺栓在切割部上具有带有钢钻尖的硬化部分，使得可提供双钢螺栓的遭受环境天气而抗锈的外侧，而硬化的前部部分提供钻尖。

为了连接头部与切割部，在现有技术中已知，粘接这两个部分，焊接或栓接这两个部分。在此可提出，头部以及切割部分别具有内螺纹，且这两个部分与螺纹销连接。

然而在现有技术中已知的双钢螺栓中已经示出，头部和切割部不总能够可靠地相互连接。此外，为了在双钢螺栓的杆上制造螺纹，要求头部和切割部轴向相互对准地被布置。在此，也在实际中出现高的偏差。因此，在现有技术中已知的双钢螺栓和用于制造这样的双钢螺栓的方法具有高的废品率和高的检测成本。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种双钢螺栓以及用于制造该双钢螺栓的方法，其中，头部与切割部应简单且可靠地相互连接。

上述目的通过具有权利要求1的特征的双钢螺栓实现。在从属权利要求中给出双钢螺栓的其他有利设计方案。依此提出，头部在杆部分的区域中与切割部通过冲挤持久地连接。当切割部在杆部分的区域中与头部连接时，杆部分和切割部共同形成螺杆。螺纹例如可被置于螺杆上。在此优选地，头部由不锈钢制成，然而切割部优选由硬化的钢制成。在此下述情况是特别优选的，即，当头部与切割部借助于横向冲挤过程连接时。

双钢螺栓的一个特别有利的设计方案提出，切割部具有榫状的突出部，且头部在杆部分上具有钵状的凹部，其中，榫状的突出部被布置在钵状的凹部中，对头部在钵状的凹部的区域中至少部分地轴向地底切。这样的轴向底切特别可通过横向冲挤过程实现，其中，可横向于压力机的工作方向实现材料流动。

有利地，钵状的凹部和榫状的突出部分别被布置在头部的或切割部垂直于螺栓的中间纵轴线布置的正侧上。

此外，下述情况是特别有利的，即，当榫状的突出部完全填满钵状的凹部时。由此，可在根据本发明的双钢螺栓中提供头部与切割部的形配合的连接。

此外，下述情况是有利的，即，当切割部被硬化、特别被表面硬化且具有钻尖时。

双钢螺栓的另一个有利设计方案提出，钵状的凹部在横截面中具有带有多个、优选带有三个连带部分的(连带)轮廓。优选地，连带部分在钵状的凹部中径向向内延伸。通过冲挤过程或通过横向冲挤过程，可在切割部与头部之间的、或在榫状的突出部与钵状的凹部之间提供底切，使得头部与切割部在轴向方向上，即，在螺栓的纵轴线的方向上可靠连接。

通过设置带有连带部分的连带轮廓，此外也可提供从头部到切割部上的扭矩传递。由此，通过根据本发明的双钢螺栓，头部与切割部既在轴向也在径向方形上可靠且简单地连接。

在此下述情况是特别优选的，即，当在连带部分之间分别设置有圆形部分时。因此，当设置三个连带部分时，连带轮廓也具有三个圆形部分。在此优选地，圆形部分可径向外地在连带部分上被布置在钵状的凹部中。

此外，下述情况是有利的，即，当连带部分和圆形部分以相互成120°的角度被布置在钵状的凹部的周边中时。

双钢螺栓的另一个有利设计方案提出，钵状的凹部在圆形部分的区域中具有第一半径，且在连带部分的区域中具有减小的第二半径，该第二半径小于第一半径。特别地，连带部分可被构建成翻转的、朝向凹部的中心径向向外延伸的圆形部分。

上述目的也通过具有权利要求9的特征的用于制造双钢螺栓的方法实现。这样的方法包括下述步骤：将钵状的凹部以预定的深度在杆部分的区域中压入头部中；制造具有带有下述长度的榫状的突出部的切割部，该长度大于凹部的深度；将突出部导入凹部，且借助于冲挤连接头部和切割部，使得榫状的突出部完全成形钵状的凹部。在此下述情况是特别优选的，即，当横向冲挤过程作为冲挤过程时。

在制造切割部时，该切割部可有利地以最大65％的冲挤比而被冲挤。在连接之后，即，当榫状的突出部完全成形钵状的凹部时，下述情况是特别优选的，即，当榫状的突出部在此至少部分地对钵状的凹部进行轴向底切时。因为榫状的突出部在连接之前具有大于钵状的凹部的深度的长度，切割部的材料可在冲挤过程期间在轴向移动时在径向方向上移位到钵状的凹部中。由此可在完成连接的螺栓中在榫状的突出部上制造球形的径向向外延伸的部分。通过该球形的突出部可提供底切，由此头部与切割部在轴向方向上可靠地形配合连接。

该方法的一个有利扩展方案提出，钵状的凹部以与杆部分的横截面积成大致50％至大致75％的面积比地被压入头部。示出，在这样的面积比的情况下可提供头部与切割部的特别可靠的连接。

此外，下述情况是有利的，即，在制造切割部时榫状的突出部被制造成圆柱形的。在此，突出部有利地被平地构建在其圆周面上。圆柱形的突出部的直径优选被选择成，使得其小于或等于钵状的凹部的最小内直径。由此，突出部可在完成冲挤过程之前简单地被导入钵状的凹部中。

该方法的另一个有利扩展方案提出，在压入钵状的凹部时，具有连带部分的连带轮廓被压入头部。在此，下述情况是特别优选的，即，连带部分径向向内延伸，使得连带部分在通过冲挤(Flieβpressen)连接之后可用于改进头部与切割部之间的扭矩传递。

该方法的另一个有利扩展方案提出，在连接头部和切割部之后螺纹被滚压到杆部分和切割部上。在此下述情况是特别优选的，即，通过螺纹滚压进一步改进头部与切割部之间的连接。

下述情况是特别优选的，即，头部和切割部在连接之前轴向对准地被布置。在此可提出，头部和切割部在布置在挤压模中是通过挤压模对准地被布置。

此外下述情况是有利的，即，在多级压力机中实施制造切割部以及与头部连接。

附图说明

在下文的描述中给出本发明的其他细节和优选扩展方案，结合其更加详细地描述和说明本发明的在附图中所示的实施方式。附图中：

图1示出冲挤的双钢螺栓；

图2示出用于根据图1的冲挤的双钢螺栓的头部；

图3示出用于根据图1的冲挤的双钢螺栓的切割部；

图4示出在冲挤过程之前的根据图1的双钢螺栓的对准布置的头部和切割部；

图5示出在冲挤过程开始时的头部和切割部的细节图；

图6示出在冲挤过程之后的冲挤连接部的细节图；以及

图7示出根据图2的头部的钵状的凹部。

具体实施方式

图1示出双钢螺栓10，其中，双钢螺栓10具有头部12和切割部14。此外，头部12具有螺栓头16以及杆部分18。头部12和切割部14借助于冲挤过程在接缝20的区域中相互连接。

图2示出在图1中所示的双钢螺栓10的头部12。在此可明显地看到螺栓头16以及杆部分18。螺栓头16和杆部分18与中间纵轴线22同心地被布置。在远离螺栓头16的一侧上，头部12具有钵状的凹部24。该钵状的凹部具有深度26，其在轴向方向上，即，在纵轴线22的方向上延伸。此外在图2中，钵状的凹部24具有直径28。头部12的杆部分18被构建成圆柱体，且具有直径30。优选地，钵状的凹部24借助于冲挤过程被置于头部12的杆部分18中。优选地，钵状的凹部24具有在图7中所示的连带轮廓，其在下文中结合图7还将更加详细地被描述和说明。

图3示出在图1中所示的双钢螺栓10的切割部14。切割部14具有直径32，其大致对应于头部12的杆部分18的直径30。此外，切割部14具有榫状的突出部34。榫状的突出部34和切割部14与纵轴线22同心地被布置。在榫状的突出部34的区域中，头部12具有直径36。此外，榫状的突出部34在纵轴线22的方向上具有长度38。

榫状的突出部34的长度38大于头部12的钵状的凹部24的深度26。榫状的突出部34的直径36小于钵状的凹部24的最小直径28。

这可在图4中明显地看到。图4示出头部12和切割部14，其中，头部12和切割部14沿着中间纵轴线22轴向对准地被布置。在此，切割部14的榫状的突出部34被推入头部12的钵状的凹部24中。可在箭头40的方向上实现将榫状的突出部34推入钵状的凹部24中。可明显地看到，榫状的突出部34的长度38大于钵状的凹部24的深度26。此外可看到。钵状的凹部24的直径28大于榫状的突出部34的直径36。在此图4示出执行冲挤过程之前的头部12和切割部14。

图5示出头部12的放大的截面，其中，切割部14的榫状的突出部34被导入头部12的钵状的凹部24中。这两个部分，即，头部12和切割部14被布置在多级压力机的压模42中，且支撑在压模42的圆周面44上。图5示出在冲挤过程开始时的头部12和切割部14。通过箭头46示出压力机的工作方向。当现在切割部14进一步在箭头46的方向上移动出在图4中所示的位置到头部12上，榫状的突出部34的正侧48至少部分地进入钵状的凹部24的底部面50。因为从钵状的凹部24的底部50在箭头46的方向上的进一步的轴向偏移是受限制的，榫状的突出部34的材料在箭头52的方向上径向向外，即，横向于箭头46流入头部12与切割部14的榫状的突出部34之间的中空空间54中。

图6示出在冲挤过程结束时冲挤连接部的放大的截面。双钢螺栓10的头部12和切割部14总被布置在多级压力机的压模42中，且支撑在压模的圆周面44上。可明显地看到，冲挤过程在箭头52的方向上作用：榫状的突出部34的材料可横向于压力机的工作方向，即，横向于通过箭头46所示的方向流动。该材料在此流入在图5中所示的中空空间54中且将其填充。

头部12的形成钵状的凹部24的侧壁56的移动通过压模42的圆周面44被限制，因为头部和切割部14支撑在压模42的圆周面44上。在冲挤过程的结束时榫状的突出部34完全填满钵状的凹部24。

如可在图6中看到的，榫状的突出部34具有凸起部58。在该凸起部58的区域中，榫状的突出部34在冲挤过程之后具有直径60。在至榫状的突出部34的过渡区域62上，榫状的突出部34此外具有直径64。直径60大于直径64，使得榫状的突出部34在轴向方向上对钵状的凹部24进行底切。由此，不再可将榫状的突出部34在箭头66的方向上拉出钵状的凹部24。

因为在制造孔时或者在使用双钢螺栓10时必须传递大的扭矩，如已经在上文中进一步说明的那样，头部12的钵状的凹部具有在图7中所示的连带轮廓68。连带轮廓68由圆形部分70和被布置在圆形部分70之间的连带部分72构成。在图7中分别设置三个圆形部分72，使得其相互成大致120度的角度74地被布置。在圆形部分70的区域中，钵状的凹部24具有半径76，该半径在圆形部分70的区域中是恒定的。在连带部分72的区域中，钵状的凹部24此外具有半径78，该半径至连带部分72的中心80地持续减小。该减小的半径78限定下述距离，该距离在连带部分72的区域中朝向凸出部(Bauch)77减小。连带部分72被构建成翻转的圆形部分，且也可通过从外部设立的半径79被限定。

当现在切割部14或切割部14的榫状的突出部34针对冲挤过程被导入头部12的钵状的凹部24中时，下述情况是特别优选的，即，榫状的突出部的直径36被选择成小于或等于在连带部分72的中心80的区域中的钵状的凹部24的最小直径，使得榫状的突出部34可无问题地被导入钵状的凹部24中。在冲挤过程中，榫状的突出部34的材料可偏移到通过圆形部分70限定的中空空间54中。由于连带轮廓68，可额外于通过确保在轴向方向上连接的凸起部58的底切，提供在径向方向上的扭矩传递。

Claims (17)

1.一种具有头部(12)和切割部(14)的双钢螺栓(10)，其中，头部(12)由耐腐蚀的材料制成且具有螺栓头(16)和杆部分(18)，且其中，切割部(14)由可硬化的材料制成，其特征在于，头部(12)在杆部分(18)的区域中与切割部(14)借助于冲挤持久地连接，并且其中，切割部(14)具有榫状的突出部(34)，且头部(12)在杆部分(18)上具有钵状的凹部(24)，其中，钵状的凹部(24)在横截面中具有带有多个连带部分(72)的连带轮廓(68)，以及其中，榫状的突出部(34)被布置在钵状的凹部(24)中且对头部(12)在钵状的凹部(24)的区域中至少部分地轴向地底切。

2.根据权利要求1所述的双钢螺栓(10)，其特征在于，榫状的突出部(34)完全填满钵状的凹部(24)。

3.根据权利要求1所述的双钢螺栓(10)，其特征在于，切割部(14)被硬化且具有钻尖。

4.根据权利要求1所述的双钢螺栓(10)，其特征在于，在连带部分(72)之间设置有圆形部分(70)。

5.根据权利要求1所述的双钢螺栓(10)，其特征在于，连带部分(72)和圆形部分(70)以相互成120°的角度(74)被布置在凹部(24)的周边中。

6.根据权利要求1所述的双钢螺栓(10)，其特征在于，钵状的凹部(24)在圆形部分(70)的区域中具有第一半径(76)，且在连带部分(72)的区域中具有减小的第二半径(78)，该第二半径小于第一半径(76)。

7.根据权利要求3所述的双钢螺栓(10)，其特征在于，钵状的凹部(24)在横截面中具有带有多个连带部分(72)的连带轮廓(68)。

8.根据权利要求1所述的双钢螺栓(10)，其特征在于，钵状的凹部(24)在横截面中具有带有三个连带部分(72)的连带轮廓(68)。

9.根据权利要求4所述的双钢螺栓(10)，其特征在于，连带部分(72)和圆形部分(70)以相互成120°的角度(74)被布置在凹部(24)的周边中。

10.根据权利要求4所述的双钢螺栓(10)，其特征在于，钵状的凹部(24)在圆形部分(70)的区域中具有第一半径(76)，且在连带部分(72)的区域中具有减小的第二半径(78)，该第二半径小于第一半径(76)。

11.一种用于制造如权利要求1-10中任一项所述的双钢螺栓(10)的方法，该双钢螺栓包括由耐腐蚀的材料制成的头部(12)和由可硬化的材料制成的切割部(14)，该头部具有螺栓头(16)和杆部分(18)，该方法包括下述步骤：

-将钵状的凹部(24)以预定的深度(26)在杆部分(18)的区域中压入头部(12)中，或将榫状的突出部以预定长度模制到杆部分(18)上；

-制造具有带有长度(38)的榫状的突出部(34)的切割部(14)，该长度大于凹部(24)的深度(26)，或将钵状的凹部以下述深度压入切割部(14)中，该深度小于杆部分(18)的榫状的突出部的长度；

-将突出部(34)导入凹部(24)，且借助于冲挤连接头部(12)和切割部(14)，使得榫状的突出部(34)完全成形钵状的凹部(24)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，钵状的凹部(24)以与杆部分(18)的横截面积成55％至75％的面积比地被压入头部(12)或切割部(14)。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，榫状的突出部(34)被制造成圆柱形的。

14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在压入钵状的凹部(24)时，具有连带部分(72)的连带轮廓(68)被压入。

15.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在连接之后将螺纹滚压到杆部分(18)和切割部(14)上。

16.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，头部(12)和切割部(14)在连接之前轴向对准地被布置。

17.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在多级压力机中实施制造切割部(14)以及与头部(12)连接。