CN107110189A - 连接元件和制造连接元件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将至少两个构件、特别是板材构件连接在一起的连接元件(10)，特别是锤击栓，具有尖头区域(12)和杆部区域(14)，所述尖头区域和所述杆部区域的特性彼此不同，其中所述连接元件(10)构建为一体式。本发明还涉及一种制造连接元件(10)的方法。

Description

连接元件和制造连接元件的方法

技术领域

本发明涉及独立权利要求的前序部分中所述类型的一种连接元件以及一种制造连接元件的方法。

背景技术

DE 10 2006 002 238 A1揭示这种形式为锤击栓的用于将至少两个板材连接在一起的连接元件。这个公开案所示出的连接元件基本上包括尖头区域和杆部区域。整个连接元件在此可以是有涂层的。作为替代方案，这个连接元件也可以采用两件式构建方案，其中尖头区域和杆部区域可以由不同材料构成。

在连接高强度的材料时，尖头区域需要特别硬，否则在连接元件穿过这些材料时，这个尖头区域会塑性变形。在此情况下，对整个连接元件进行硬化可以对此进行补救，其中仅能在特定的限度内实现这一点，因为随着屈服极限的增大，更容易发生氢脆。此外，连接元件的连续涂层通常仅在进入待连接的板材时产生相对小的摩擦与由于在杆部区域中尚且足够的摩擦而实现接合连接的尚且足够的保持力或强度之间实现了折衷。这一点在要将刚度相对低的板材彼此接合在一起时尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种连接元件以及一种制造连接元件的方法，借助所述连接元件可以将屈服极限高的板材或刚度低的板材极佳地接合在一起。

上述目的通过具有独立权利要求的特征的一种连接元件以及一种制造连接元件的方法来实现。本发明有利设计方案以及有益且非平凡的改进方案参阅从属权利要求。

本发明的用于将至少两个构件、特别是板材构件连接在一起的连接元件——特别是锤击栓——包括尖头区域和杆部区域，所述尖头区域和所述杆部区域的特性彼此不同。本发明的连接元件的特征在于，所述连接元件构建为一体式。

也就是说，与由DE 10 2006 002 238 A1已知的连接元件不同(其由随后被相连的不同硬度的两个部分制成)，就本发明的连接元件而言，所述连接元件采用一体式或单件式构建方案。因此，在制造连接元件期间，无需费力地对其进行接合。

所述尖头区域与所述杆部区域相比优选具有较高的强度。这个尖头区域例如可以具有至少2000MPa的强度，其中这个杆部区域具有小于1500MPa的强度。换言之，这个连接元件在其材料特性方面可以局部针对性地具有不同特性。这个尖头区域可以以特别硬的方式构建，这样一来，这个尖头区域就能在尖头区域不发生塑性变形的情况下穿过特别是超高强度的钢材，如Usibor。而这个杆部区域与这个尖头区域相比具有较低的强度，这样一来，这个杆部区域就足够软，进而不易发生氢脆。但作为替代方案，这个连接元件也可以由两个不同的材料制成，其中这个尖头区域和这个杆部区域分别由不同材料制成，以便实现相应的材料特性。其中，这个杆部区域和头部区域可以由同一材料制成。

作为替代或附加方案，所述尖头区域优选具有滑动涂层，并且所述杆部区域具有附着涂层。这样一来，这个尖头区域就具有相对小的摩擦系数并且可以特别容易地进入特别是刚度较低的材料。这个杆部区域基于其附着涂层具有相对大的摩擦系数，进而确保所建立的接合连接的较大保持力。

在本发明的另一有利设计方案中提出，所述尖头区域与所述杆部区域相比具有较小的表面粗糙度。因此，换言之，在借助连接元件将两个板材连接在一起时，在这个尖头区域上产生相对小的摩擦，其中与这个尖头区域相比，这个杆部区域以特别粗糙的方式构建，从而同样可以实现借助这个连接元件所建立的接合连接的特别大的保持力。

在本发明的制造用于将至少两个构件、特别是板材构件连接在一起的连接元件——特别是锤击栓——的方法中，制造所述连接元件的具有不同特性的尖头区域和杆部区域。本发明的方法的特征在于，将所述连接元件制造成一体式。本发明的连接元件的有利设计方案可被视为本发明的制造所述连接元件的方法的有利设计方案。

在本发明的方法的有利设计方案中提出，对所述尖头区域进行激光硬化或感应硬化。优选在所述激光硬化或感应硬化后，再对所述尖头区域进行退火。换言之可提出，在制造连接元件过程中将所述连接元件在尖头区域中进行退火，以便制造与杆部区域相比强度较高的尖头区域。

最后，根据本发明的方法的另一有利方案提出，为所述整个连接元件配设附着涂层，随后在第一浸槽中仅清除所述尖头区域上的所述附着涂层，而后在第二浸槽中为所述尖头区域配设滑动涂层。这样就能特别简单地在制造这个连接元件期间为这个尖头区域配设滑动涂层，并且在制造这个连接元件期间为这个杆部区域配设附着涂层。

附图说明

本发明的更多优点、特征和细节参阅下文对优选实施例的说明以及附图。此前在说明书中列出的特征和特征组合以及下文在附图说明中列出和/或在附图中单独示出的特征和特征组合，不仅可按本申请分别所给出的组合应用，也可按其他方式组合应用或单独应用，而不脱离本发明的范围。其中：

图1为构建为锤击栓的连接元件的侧视示意图，其中这个连接元件的尖头区域与这个连接元件的杆部区域相比具有较高的强度，以及

图2为所述构建为锤击栓的连接元件的另一侧视示意图，其中示出施覆在尖头区域中的滑动涂层和施覆在杆部区域中的附着涂层。

具体实施方式

附图中相同或功能相同的元件用相同的元件符号表示。

图1为形式为锤击栓的连接元件10的侧视示意图。连接元件10包括尖头区域12和杆部区域14，其中针对以下实施方案，假定连接元件10的头部区域16属于杆部区域14。

也就是说，连接元件10呈钉状且通常也称作所谓的平头钉。可以借助在此未绘示的锤击工具以较大的速度将连接元件10钉入各个构件、特别是板材，从而借助连接元件10将这两个构件、特别是板材彼此接合在一起。具体视待接合的板材的材料特性而定，也对连接元件10提出不同的要求，以便可以可靠地以相应大的保持力将这些板材彼此接合在一起。

为能穿过例如高强度的板材，尖头区域12需要具有特别高的硬度，否则在穿过这些高强度的板材时，尖头区域12会塑性变形。因此提出，尖头区域12与杆部区域14相比具有较高的强度。尖头区域12例如可以具有至少2000MPa的强度，其中杆部区域14具有最大1500MPa的强度。为此，在制造连接元件10时，例如可以对尖头区域12进行激光硬化或感应硬化，其中优选在激光硬化或感应硬化后，再对尖头区域12进行退火。

仅对尖头区域12进行硬化或退火，这样一来就使得杆部区域14不易发生氢脆。换言之，尖头区域12具有特别高的硬度，以便在尖头区域12不发生塑性变形的情况下，例如也能可靠地借助尖头区域12穿过例如由Usibor构成的超高强度的钢材。在此情况下，杆部区域14仍足够软，使得这个杆部区域不易发生氢脆。

作为替代方案，针对杆部区域14和尖头区域12也可以将不同材料结合使用，其中这个尖头区域由特别硬的材料制成，杆部区域14由相对软的材料制成。

特定而言，在要借助连接元件10将刚度相对低的板材接合在一起时，重要之处在于，尖头区域12具有相对小的摩擦系数，使得尖头区域12能够可靠地穿过这些板材。而为能确保由这些板材建立的接合连接的足够的保持力或强度，重要之处在于，杆部区域14具有相应大的摩擦。

图2为连接元件10的另一侧视示意图。如图2示意性所示，尖头区域12具有滑动涂层18，杆部区域14具有附着涂层20。在制造连接元件10时，首先为整个连接元件10配设附着涂层20。随后在第一浸槽中仅清除由此同样配设有附着涂层20的尖头区域12上的附着涂层20，而后在第二浸槽中仅为尖头区域12配设滑动涂层18。基于滑动涂层18，连接元件10以其尖头区域12特别容易地滑入特别是具有低刚度的材料。但基于附着涂层20，杆部区域20与彼此待接合的板材间的大摩擦得到保障，从而确保借助连接元件10所建立的接合连接的大的保持力或高强度。

作为替代或补充性方案，尖头区域12与杆部区域14相比还可以具有较小的表面粗糙度。这一点例如可以通过对尖头区域12或杆部区域14进行相应的机械加工而实现。这样就同样能安全可靠地借助连接元件10将特别是具有相对低刚度的板材接合在一起。通过尖头区域12与杆部区域14相比相对小的表面粗糙度，尖头区域12特别容易地进入刚度低的相应板材件，其中基于杆部区域14的增大的表面粗糙度，这个杆部区域在彼此接合在一起的板材上发生相应强的摩擦，进而可在所建立的接合连接中实现大的保持力。

也就是说，连接元件10关于其硬度和/或涂层局部针对性地具有不同特性。因此，借助连接元件10不仅可以可靠地将屈服极限高的材料接合在一起，而且可以将刚度低的材料可靠地接合在一起。也就是说，具体视待接合的板材而定，连接元件10的各功能区12、14具有最优特性。在材料特性和涂层特性方面不需要折衷，取而代之，可以在制造连接元件10期间，分别针对性地实现这些最优特性。

本发明并非局限于将至少两个构件、特别是板材构件连接在一起。借助本发明的连接元件10也可将由铸件或其他材料构成的构件相连。

Claims (8)

1.一种用于将至少两个构件、特别是板材构件连接在一起的连接元件(10)，特别是锤击栓，具有尖头区域(12)和杆部区域(14)，所述尖头区域和所述杆部区域的特性彼此不同，

其特征在于，

所述连接元件(10)构建为一体式。

2.根据权利要求1所述的连接元件(10)，

其特征在于，

所述尖头区域(12)与所述杆部区域(14)相比具有较高的强度。

3.根据权利要求1或2所述的连接元件(10)，

其特征在于，

所述尖头区域(12)具有滑动涂层(18)，并且所述杆部区域(14)具有附着涂层(20)。

4.根据上述权利要求中任一项所述的连接元件(10)，

其特征在于，

所述尖头区域(12)与所述杆部区域(14)相比具有较小的表面粗糙度。

5.一种制造用于将至少两个构件、特别是板材构件连接在一起的连接元件(10)——特别是锤击栓——的方法，其中，制造所述连接元件(10)的具有不同特性的尖头区域(12)和杆部区域(14)，

其特征在于，

将所述连接元件(10)制造成一体式。

6.根据权利要求5所述的方法，

其特征在于，

对所述尖头区域(12)进行激光硬化或感应硬化。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

在所述激光硬化或感应硬化后，对所述尖头区域(12)进行退火。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，

其特征在于，

为所述整个连接元件(10)配设附着涂层(20)，随后在第一浸槽中仅清除所述尖头区域(12)上的所述附着涂层(20)，而后在第二浸槽中为所述尖头区域(12)配设滑动涂层(18)。