CN107939796B - 用于流体紧密附接到片金属部件的功能元件、组件组装件和方法 - Google Patents

用于流体紧密附接到片金属部件的功能元件、组件组装件和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107939796B
CN107939796B CN201710948636.2A CN201710948636A CN107939796B CN 107939796 B CN107939796 B CN 107939796B CN 201710948636 A CN201710948636 A CN 201710948636A CN 107939796 B CN107939796 B CN 107939796B
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
sheet metal
functional element
flange
free end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710948636.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107939796A (zh
Inventor
艾德里安·埃利斯
理查德·汉弗伯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG filed Critical Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Publication of CN107939796A publication Critical patent/CN107939796A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107939796B publication Critical patent/CN107939796B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
    • F16B19/086—Self-piercing rivets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/06—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting
    • F16B37/062—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting
    • F16B37/065—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting by deforming the material of the nut
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B21J15/025—Setting self-piercing rivets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B21J15/06—Riveting hollow rivets by means of hydraulic, liquid, or gas pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/06—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting
    • F16B37/062—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting
    • F16B37/068—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting by deforming the material of the support, e.g. the sheet or plate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)

Abstract

一种功能元件具有部件，部件具有凸缘，功能元件远离凸缘的侧面突出，并且适于无孔冲压到片金属部件中，以及具有轴部件，轴部件远离与第一侧面相对的凸缘的侧面突出、满足一定功能并且具有纵轴，其中凸缘和部件与轴部件至少基本上同轴地布置，其中部件配置为中空圆柱，中空圆柱具有与中空圆柱的外护套表面和内护套表面中的至少一个处的纵向方向平行延伸的切口以及部件具有至少基本上在自由端处延伸的发散锥台形状，并且用于在冲压到片金属部件中时使部件加宽。还要求保护组件组装件和用于产生后者的方法。

Description

用于流体紧密附接到片金属部件的功能元件、组件组装件和 方法
技术领域
本发明涉及一种用于流体紧密附接到片金属部件的功能元件，包括功能元件和片金属部件的组件组装件以及制造这种组件组装件的方法。
发明内容
本发明的基本目的包括提供功能元件和组件组装件以及用于制造组件组装件的方法，该组件组装件可便宜地制造和实施并且特别地使得功能元件的头部流体紧密附接到单个片金属部件和流体紧密的组件组装件，其中功能元件的轴部件可以适于执行多个功能，并且其中可对针对到片金属部件的连接的旋转的安全性做出特别高的要求。
根据本发明，一种功能元件具有部件，所述部件具有凸缘，所述功能元件远离所述凸缘的侧面突出，并且适于无孔冲压到片金属部件中，以及具有轴部件，所述轴部件远离与所述第一侧面相对的所述凸缘的侧面突出、满足一定功能并且具有纵轴，其中所述凸缘和所述部件与所述轴部件至少基本上同轴地布置，其中所述部件配置为中空圆柱，所述中空圆柱具有与所述中空圆柱的外护套表面和所述中空圆柱的内护套表面中的至少一个处的纵向方向平行延伸的切口以及所述部件具有至少基本上在自由端处延伸的发散锥台形状，并且用于在内侧上所述部件的自由前端的区域中，优选地在直接邻近所述部件的所述自由端的区域中，冲压到所述片金属部件中时，使所述部件加宽。
因此，本发明涉及根据EP2631498B的组件组装件的功能元件的以及方法的进一步发展，其中针对旋转的安全性肋被切口替代。令人惊讶地发现，使用切口而不是肋导致提高的针对旋转的安全性，其比具有肋而不是切口的类似功能元件高至少20％。根据本发明提供的切口可以在圆柱部件的外圆柱护套表面中或在圆柱部件的内护套表面上或外护套表面中和内护套表面中向外设置。切口优选具有横截面为圆形的形状，并且特别是对应于半圆形横截面的形状。
因此，这样的功能元件具有包括凸缘和命名为的部件的头部，其绝对地形成为与半中空穿孔铆钉大致相似或相同，以及因此可以便宜地制造，但是与厅中空穿孔铆钉在多个方面不同。穿孔铆钉即用于将两个片金属部件彼此连接起来，并且至少有一个片金属部件被刺穿。因此，不可能说流体紧密连接。此外，穿孔铆钉仅具有将两个片金属部件彼此紧固的功能，而根据本发明，仅使用一个可能不被刺穿的片金属部件。根据本发明的元件还具有与两个片金属部件的连接不同的功能。
根据本发明的组件组装件包括根据本发明的片金属部件和功能元件，并且适于使得与附接的功能元件的径向外部的金属片厚度相比，片金属部件具有附接的功能元件的区域中的加厚部分，使得在没有穿透片金属部件的情况下所命名的部件通过在加厚部分的区域中匹配的形状并且在自由端处以加宽的形式被容纳，并且使得片金属材料与加宽部件的外部和加宽部件的内部的加宽部件接合，以及与切口接合，无论它们在加宽部件的外部或内部，还是在该部件的内部和内部。
根据本发明的用于制造组件组装件的方法，通过将功能元件冲压到片金属部件中，包括以下步骤：
将所述片金属部件布置在具有中心凹槽的模具按钮上，其中所述凹槽的开口的尺寸确定所述加厚部分的直径或尺寸和所述模具按钮优选地具有在所述凹槽内的中心升高部分；
通过在朝向远离所述模具按钮的所述片金属部件的侧面的前面处的所述部件的所述自由端来按压所述功能元件，并将所述部件按压到所述片金属材料中，由此，所述部件的所述发散的锥台形状与所述模具按钮的所述凹槽的中心升高部分一起可选地被加宽；
使用冲压力通过所命名的部件将所述片金属材料位移到所述模具按钮的所述凹槽中并且形成所命名的加厚部分和可选地加厚部分的中心布置的凹口，其中使得所述片金属材料与所命名的部件的外护套表面和内护套表面接合并与设置在那里的任何切口接合；和
可选地，将面向所述部件的所述凸缘的侧面以及在那里存在的提供针对旋转的安全性的任何特征部分地按压到远离所述模具按钮的片金属部件侧面中。
根据本发明的功能元件或新的紧固方法分别用作或用于螺栓，例如接地螺栓。根据本发明的方法涉及具有特殊功能的进一步开发的半中空穿孔铆钉的附接，并且具有提供针对旋转的安全性的附加特征。该方法主要用于2.5mm以上的片金属厚度。螺栓固定在其上的片金属不被刺穿，从而通常存在泄漏紧密性。螺栓的几何形状可以设计成使得扭矩，压出力和按压力以及针对旋转的安全性值相对较高。由于该性质分布相当好地匹配对接地螺栓的要求，因此在附图的描述中对于一些实施例图来说假定接地螺栓。
然而，根据本发明的功能元件或组件组装件可以适用于例如以下类型的功能。它可以用于附接连接端子或紧固连接端子的螺母。在这种情况下，轴部件设置有外螺纹或螺纹状的设计。要施加的力是用于将螺栓与附接到片金属部件的功能元件紧固或释放所需的扭矩以用于夹持连接端子，以及可能由连接到连接端子的电缆产生的任何通常较小的力。流体紧密，特别是水紧密，连接到片金属部件是重要的，因为它防止电连接区域中的腐蚀。
此外，可以考虑附接制动线或用于紧固制动线的夹子。相应的夹子可以例如包括一个或多个制动线，并且可以通过螺母紧固到功能元件的轴部件，轴部件在这里也可以具有螺纹或类似螺纹的形状。代替这样，夹子可以简单地夹持到功能元件的轴部件上，轴部件具有诸如一个或多个底切或杉木形状的闩锁特征，在两种情况下，即具有螺纹的或具有闩锁特征的轴部件。来自制动线的力倾向于低的，如用于将夹子附接到轴部件并且用于从附接到片金属部件的功能元件的轴部件移除夹子的力。这里也不需要腐蚀，并且也通过功能元件到片金属片部件的水紧密附接来防止这种腐蚀。
此外，可以考虑将地毯环附接到功能元件的轴部件，功能元件附接到片金属部件。在安装或拆除地毯时这里也只使用适度的力。这里也需要水紧密性，以避免潮湿和发霉的地毯。其他示例包括支架的附接和固定的车辆组件(例如电气模块或保险丝盒)的壳体的附接。
在功能元件的特别有利的形式中，所命名的中空部件包括与该部件的自由端邻近的圆柱部分和朝向圆柱部分的方向逐渐变细并且位于凸缘和圆柱部分之间的部分。锥形部分具有在加宽时促进圆柱部分的支撑和扩展的优点，由此可以避免功能元件的不期望的变形或片金属部件的翘曲。此外，锥形部分有助于功能元件的制造。
锥形部分上所命名的切口在朝向凸缘的方向上具有减小的径向厚度，由此切口的外边界例如与纵轴平行地延伸。该设计不仅有利于切口的制造，而且还加强了功能元件和片金属部件之间的连接。
锥形部分的内侧和该部件的圆柱部分的内侧与圆柱形表面上具有发散的锥台形状的自由端的区域分开设置。这种形状不仅可以以有利的成本制造，而且还可以促进功能元件与片金属部件的连接的技术价值。
在从圆柱部分的外侧到具有发散的锥台形状的区域的过渡处的自由端处部件是边缘锋利的，或者设置有小的圆形部分，并且具有径向厚度，以用于对圆柱部件的自由端处的发散的锥台形状定界，该锥台形状将小于圆柱部件的最大壁厚的30％。
凸缘在切口之间所命名的部件的侧面处具有鼻，所述鼻以波浪方式使片金属材料变形，以实现针对旋转的另外安全性。这种设计使得可以显着增加针对旋转的安全性，而不会增加制造成本。
根据本发明的上述组件组装件被设计成使得凸缘具有环形表面，所述环形表面围绕轴部件并且以一定间隔定位在面向轴部件的片金属部件的侧面之前。该组件组装件特别适合用作接地螺栓，因为环形表面可通过螺接上螺母保持金属空白，同时将功能元件的中空部件穿入片金属部件确保在那里实现低的过渡电阻以及可以长期保持，特别低因为在片金属部件的下侧处，即在远离功能元件的片金属部件的侧面处，的液体的腐蚀是不期望的。功能元件在片金属部件中的非常泄漏紧密的附接，即从片金属部件的上侧开始，也防止了在那里中空部件与片金属部件之间的腐蚀。
在组件组装件中，加厚部分具有在远离功能元件的侧面处的中心处的并且径向地在加宽部件内的凹口。从具有在模具按钮的环形凹槽内的中心升高部分的模具按钮产生的力产生了所命名的部件的良好扩展，以及因此也产生了组件组装件的极好的机械和电气特性。
在根据本发明的组件组装件中，片金属材料与凸缘中所命名的凹槽紧密接合。
用于将功能元件附接到片金属部件的冲压力优选通过螺母施加到功能元件上，该螺母螺接到功能元件的轴部件并且接触凸缘的环形表面。因此，螺母可以在冲压过程期间和之后保护和密封功能元件的金属空白环形表面。以这种方式，可以通过附接的功能元件和螺母对片金属部件涂上清漆，而不会通过清漆施加而损害金属空白环形表面。螺母随后仅需要松开几圈，以便在螺母和金属空白环形表面之间引入叉状电缆眼，之后再拧紧螺母。因此，在电缆和片金属部件之间实现电高质量连接。
附图说明
下面将参考实施例和附图更详细地描述本发明，其中示出了：
图1A-1E是根据本发明的功能元件的表示，所述功能元件具有与纵向方向平行延伸的中空部件处的切口，以及实际上在两个立体图(图1A和1B)中、在图1B的箭头方向C的端视图中(图1C)、在侧视图(图1D)中并且在纵向方向上部分地截取的视图中(图1E)；
图2A-2E是对应于图1A-1E的表示，但其中螺母螺接到功能元件的轴部件上；
图3A-3E是表示将根据本发明的功能元件根据本发明来附接到片金属部件的5个图，其中图3B采用以半部分示出了根据本发明的完整的组件组装件，图图3C对应于图3B，但是没有附图标记，但是具有截面D-D和E-E，图3D示出了对应于截面D-D的部件，以及图3E表示对应于截面E-E的部件；
图4A-4E是对应于图1A至1E的表示，但是具有与纵向方向平行延伸的在圆柱部件的内护套表面处切口；
图5A-5E是类似于图2A至图2E的表示，但对于对应于图4A至4E的元件；
图6A-6E是类似于图3A至3E的表示，但对于对应于图4A至4E的元件；
图7A-7E是对应于图1A至1E的表示，但具有在圆柱部件的外护套表面和圆柱部件的内护套表面处与纵向方向平行延伸的切口；
图8A-8E是类似于图2A至2E的表示，但对于对应于图7A至7E的元件；以及
图9A-9E是类似于图3A至3E的表示，但对于对应于图7A至7E的元件。
参考标号列表
10 功能元件
12 凸缘
14 侧面
16 部件
16' 加宽部件
18 侧面
18' 环形表面
20 轴部件
22 纵轴
24 护套表面
26 切口
28 自由端
30 内侧
32 区域
34 锥台形状
40 螺母
42 带螺纹的圆柱
44 圆柱部件
46 逐渐变细的部件
50 内侧
52 圆柱表面
53 圆形部分
54 底座区域
56 凹口
58 鼻
60 组件组装件
62 侧面
64 凸缘
70 冲压头
72 片金属部件
74 柱塞
76 端
78 安装件
80 双箭头
82 上侧
84 下支架(downholder)
86 双箭头
90 模具按钮
92 凹槽
94 升高部分
96 开口
98 工具
100 片金属接触表面
102 上侧
104 端面
106 加厚部分
108 凹口
具体实施方式
参考图1A至1E，示出功能元件10具有头部，该头部具有部件16，该部件16具有凸缘12，功能元件10远离凸缘12的侧面14突出，并且被设计用于无刺穿冲压到片金属部件中，并且具有轴部件20，所述轴部件20从与侧面14相对的凸缘的侧面18突出并且满足一定功能。轴部件20和功能元件10具有纵轴22，其中凸缘12和部件16与轴部件20至少基本上同轴地布置。部件16设计为中空圆柱，所述中空圆柱具有与纵向方向或纵轴平行延伸的在其外护套表面24的切口26。在该实施例中，6个这样的切口26围绕纵轴均匀地布置。
切口的数量不限于6个；可以提供更多或更少的切口或沟槽。少于3个可能不是非常有利的，因为将难以实现期望的高耐旋转性。超过12个切口可能也是不利的，因为制造将是困难的，并且单个切口之间期望的圆柱表面趋向于变小。
切口26具有横截面为圆形的形状，以及特别是对应于半圆形横截面的形状。
在其自由端28的区域中，部件16具有发散的截台形状34，所述发散的截台形状34至少基本上在直接邻近内侧30处的中空部件的自由端28的区域32中的自由端处延伸。在冲压到片金属部件时，该截台形状34用于加宽部件16。
在这一点上应该强调的是，区域32不一定必须具有严格的截台形状，而是还可以具有弧形表面、类似喇叭形状或不同的形状。仅重要的是，区域32在从凸缘12到自由端28的方向上具有逐渐发散的形状。
在该示例中，功能元件10设计用于附接用于紧固连接端子(未示出)的螺母40(图2A-2E)，并且为此目的具有带螺纹的圆柱42。然而，这种设计并不是绝对必要的。例如，轴部件20可以设计用于执行以下功能之一：
附接制动线或用于紧固制动线的夹子；
附接地毯环；
附接支架；和
附接固定的车辆组件的壳体，其中对连接的强度没有特别要求，即不用于附接安全有关的组件。
从图中可以看出，所命名的部件16包括与该部件的自由端28邻近的圆柱部分44和在朝向圆柱部分44的方向逐渐变细并且布置在凸缘12和圆柱部分44之间的部分46，其中所命名的切口26在锥形部分朝向凸缘移动的方向上具有减小的径向深度。逐渐变细的部分46的和部件16的圆柱部分44的内侧50设置在圆柱形表面52处，除了具有发散的锥台形状34的自由端28处的区域32之外。内侧50通过圆形部分53与凸缘12的侧面14相邻地合并到优选地具有中心凹口56的底座区域54中。在技术制造方面，平面视图中圆形的凹口56是有利的，并且可以作为冲压到片金属部件的缓冲空间。
部件16是边缘锐利的，或者在从圆柱部分44的外侧到具有发散的锥台形状44的区域32的过渡处的自由端28处设置有的小的圆形部分，并且具有径向厚度“d”用于对圆柱部件44的自由端处发散的锥台形状34定界，该锥台形状34通常，但不一定，小于圆柱部件44的最大壁厚“w”的30％(即，没有计算切口26的径向厚度)。
此外，凸缘22可以在切口26之间所命名的中空部件12的侧面14处具有鼻58(图2B，根据图3B，所述鼻可以采用类似波浪的方式使片金属材料变形以实现在完成的组件组装件60中针对旋转的另外安全性。
在附图中示出的示例中，轴部件20如已经说明的那样设置有螺纹42，用于螺接在螺母40上。面向凸缘22(设计为具有凸缘64的凸缘螺母)的螺母40的侧面62原理上垂直于功能元件的中心纵轴22，并朝向围绕轴部件的凸缘12的金属空白环形接触表面进行密封。然而，有利的是形成面向凸缘12(参见图2E)的凸缘螺母的接触表面62或凸缘的环形表面18'(形成在凸缘的侧面18处)作为浅锥形表面，即具有刚好小于180°的包含的锥角，使得在环形表面18'处径向向外产生紧密的密封环。环形表面18'可以替代地设置有这样的锥角。
现在将描述通过在功能元件10中冲压来制造组件组装件60的优选方法，并且实际上参照图3A和3B来描述。图3A示出了具有在未穿刺的片金属部件72上方的设置头或冲压头70中的根据图2A至2E的螺接在凸缘螺母40上的功能元件10。这样的设置头或冲压头70在功能元件领域中是非常公知的。它们通常具有中空的柱塞74，中空的柱塞74在其下端76处形成有用于容纳功能元件的安装件74。柱塞72根据冲压头70中的双箭头80可移动地布置，并且可以移动到上部位置，在该位置中功能元件10(在这里具有螺接上螺母40)可以通过柱塞72下面的引导通道。柱塞72随后向下移动，直到凸缘上方的螺母40的六边形区域位于中空的柱塞内并且柱塞72的安装件78的面向凸缘的上侧82的表面64接触凸缘螺母40的凸缘64的上侧82。根据双箭头86可移动地支撑并且同样仅示意性地示出的圆柱下支架84位于柱塞74周围。
具有中心凹槽92并且具有围绕在该凹槽92的中心处顶部处的中心升高部分94的模具按钮90位于片金属部件72下方。凹槽92和升高部分94在平面视图中都是圆形的，即相对于功能元件的中心纵轴22旋转对称地布置。模具按钮位于下部工具98的相应的开口96中，其中模具按钮的环形片金属接触表面100与下部工具98的上侧102按区域冲洗。
在许多情况下，设置头70附接到压力机(未示出)的上部工具或附接到压力机的中间工具，而下部工具98表示压力机的下部工具。在本实例中，具有螺接上螺母40的功能元件10通过冲压头70和模具按钮90针对冲压机的每一冲程冲压到片金属部件中。如果螺母40不能用于在功能元件中冲压，则柱塞74可以直接地按压向功能元件的环形表面18'。
在压力机关闭时，将弹簧预加载的下支架84推向片金属部件，直到其下端面104将片金属部件72夹在其与模具按钮的环形表面100之间。在进一步关闭压力机时，柱塞74向下推动具有螺母的功能元件10，直到部件16的自由端接触片金属部件72的上侧，并开始使片金属材料位移到中空部件下方。在冲压头70渐进向下指向的移动时，片金属材料被推入模具按钮90的安装件92中，并形成在图3B中由106标记的片金属部件的加厚部分。在该移动期间，中空部件的锥台形状34和从升高部分94发出的压力的接触导致功能元件10的部件16的向下发散的形状。在这方面，片金属材料被引入到中空部件的中空空间中并朝向中空部件的内侧50按压，由此中空部件从内侧加强。从图3B可以看出，中空部件的端面不突出通过片金属部件72的下侧，即不刺穿它，由此功能元件10到片金属部件的流体紧密附接已经发生。在这方面，片金材料渗透到纵向切口中，从而产生针对旋转的安全性。如果要提供鼻58，则片金属材料在凸缘区域中以类似波浪的方式变形，从而相应地提高了针对旋转安全性值。由于中空部件具有扩散分开的形状，所以功能元件被固定以防止试图将功能元件拉出片金属部件72的拉出力。由于凸缘12在整个区域上接触片金属部件72并且优选地部分地穿入其中，也实现了良好的扣除阻力。加厚部分106还为中空部件的容纳创造空间。
加厚部分106具有凹口108，其具有与模具按钮90的升高部分94的形状互补的形状，所述凹口108在远离功能元件10的侧面的中心处，并且径向地在加宽部件16'内。
尽管在这里已经描述了在图3A和图3B中的功能元件10的取向的意义上的方法。这个取向决不是绝对必要的。例如，冲压头70可以布置成在压力机的下部工具中面向上，或者同样在压力机的中间板中面向上，同时模具按钮然后面向下布置在压力机的中间板中，或者在压力机的上部工具中。名称“向上”和“向下”或类似名称将根据图3A和图3B的几何布置来理解。，以及不应被解释为限制性的。在另一方面，冲压头70和模具按钮90的倾斜位置也是可能的。
还不是绝对需要在压力机中执行功能元件的附接。这也可以(没有限制)通过支撑在模具按钮处的机器人(将功能元件朝向模具按钮按压)或通过一对钳子或在C框架中而发生。也可以考虑本身已知的用于根据本发明的用于附接功能元件的半空心穿孔铆钉的自动连接的系统。
因此，这里描述的方法包括以下步骤：
将所述片金属部件72布置在具有中心凹槽92的模具按钮90处，其中所述凹槽92的开口的尺寸确定所述加厚部分106的直径和所述凹槽的深度确定所述加厚部分的高度，其中所述模具按钮优选地具有在所述凹槽内的中心升高部分94；
通过在朝向远离所述模具按钮90的所述片金属部件72的侧面的前面处的所述部件16的所述自由端28来按压所述功能元件10，并将所述部件16按压到所述片金属材料中，由此，所述部件的所述发散的锥台形状34与所述模具按钮90的所述凹槽92的中心升高部分108一起可选地被加宽；以及使得片金属材料与所命名的部件16的护套表面和在那里设置的切口26接合以及在部件16内；
使用冲压力通过所命名的部件16将所述片金属材料位移到所述模具按钮90的所述凹槽92中并且形成所命名的加厚部分106和可选地命名为的凹口108；和
可选地，将面向所述部件的所述凸缘12的侧面14以及在那里存在的提供针对旋转58的安全性的任何特征部分地按压到远离所述模具按钮90的片金属部件72侧面中。
在这方面，冲压力优选通过螺母40施加到功能元件10，螺母40螺接到功能元件10的轴部件20并且接触凸缘12的环形表面18'。
如上面更详细说明的那样，凸缘螺母40可用于冲压功能元件。
该方法的结果是如图3B所示的组件组装件60，其包括片金属部件72和与其附接的功能元件10。特别重要的是，与附接的功能元件的径向外侧的片金属部件厚度相比，片金属部件72在附接的功能元件10的区域中具有加厚部分106。部件16在加厚部分106的区域中并且在自由端处被加宽，并且在没有穿透片金属部件的情况下以形状匹配的方式被容纳在片金属部件72中。片金属材料位于加宽部件内并且在部件外部与加宽部件16'以及纵向切口26接合。
围绕轴部件20的凸缘12的环形表面18'以一定间隔位于面向轴部件的片金属部件72的侧面的前面。
部件16作为穿孔铆钉而起作用，并且可以被理解为铆钉部件，特别是因为该部件在与片金属部件附接时变形，这按照定义适用于铆钉部件。
与根据图1至3的刚刚描述的实施例相同的附图标记在根据图4至9的另外的实施例中使用。附图标记表示具有与结合图1至3所述相同形式或功能的部件，除非有相反的说法。因此，不会不必要地重复描述。
应该仅表示在根据图4至6的实施例中，在部件16的内护套表面52处，而不是在圆柱部件的外护套表面处设置与纵向方向平行延伸的切口26'。
在根据图7至9的实施例中，在部件16的外护套表面和中空圆柱部件的内护套表面52处均设置有与纵向方向平行延伸的切口26'，其中在部件16的内护套表面52处的切口26'相对于外护套表面处的切口26按角度偏离以避免部件16的壁明显变薄。
如上所述，所有实施例中切口的数量不限于6个；可以提供更多或更少的凹口或沟槽。如果在部件16的内护套表面和外护套表面处设置切口，则它们在内护套表面处的数量应优选地与其在外护套表面处的数量相同以确保偏移布置。
功能元件可以包括通常用于半中空冲压铆钉的相同材料，或者可以包括用于通过冷加工生产符合DIN的质量等级为4.6或8.8(或更高)的螺钉的材料。
在所有实施例中，片金属材料进入切口26和26'或26、26'的移动通过在片金属材料被挤压在设置冲头和模具按钮之间时产生的冷加工来进行的。

Claims (11)

1.一种功能元件(10)，具有部件(16)，所述部件(16)具有凸缘(12)，所述功能元件(10)远离所述凸缘(12)的侧面(14)突出，并且适于无孔冲压到片金属部件(72)中，以及具有轴部件(20)，所述轴部件(20)远离与所述侧面(14)相对的所述凸缘(12)的侧面(18)突出、满足一定功能并且具有纵轴(22)，其中所述凸缘(12)和所述部件(16)与所述轴部件(20)同轴地布置，其中所述部件(16)配置为中空圆柱，所述中空圆柱具有在其外侧提供针对旋转的安全性的特征以及所述部件(16)具有在自由端(28)处延伸的发散锥台形状(34)，并且用于在内侧上所述部件(16)的自由端(28)的区域中，冲压到所述片金属部件中时，使所述部件(16)加宽，其特征在于，所述部件(16)至少在其内表面处具有切口(26)，所述切口(26)平行于纵向方向延伸并具有横截面为圆形的形状。
2.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于，所述轴部件(20)适于执行以下功能之一：
附接连接端子或用于紧固连接端子的螺母；
附接制动线或用于紧固制动线的夹子；
附接地毯环；
附接支架；和
附接固定的车辆组件的壳体，其中对连接的强度没有特别要求，即不用于附接安全有关的组件。
3.根据前述权利要求中任一项所述的功能元件，其特征在于，所述部件(16)包括与所述部件(16)的自由端(28)邻近的圆柱部分(44)和在朝向所述凸缘(12)和所述圆柱部分(44)之间的圆柱部分(44)的方向上逐渐变细的部分(46)，其中在所述部件(16)的外侧处提供针对旋转的安全性的特征由具有横截面为圆形的形状的切口(26)形成。
4.根据权利要求3所述的功能元件，其特征在于，命名为的切口(26)具有朝向所述凸缘(12)移动的所述逐渐变细的部分(46)上减小的径向深度，由此所述切口(26)的外边界(48)与纵轴(22)平行地延伸。
5.根据权利要求3所述的功能元件，其特征在于，所述部件(16)的圆柱部分(44)的和所述逐渐变细的部分(46)的内侧(50)设置在圆柱表面，除了具有发散的锥台形状(34)的自由端(28)处的区域(32)之外。
6.根据权利要求3所述的功能元件，其特征在于，所述部件(16)边缘锋利，或者相对于具有发散的锥台形状(34)的区域在从所述圆柱部分(44)的外侧的过渡处在自由端处设置有小的圆形部分，并且具有径向深度(d)，用于对在所述圆柱部件的自由端处的所述发散的锥台形状(34)定界，所述发散的锥台形状(34)将小于所述圆柱部分(44)的最大壁厚(w)的30％。
7.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于，所述功能元件具有螺母(40)，所述螺母(40)螺接到所述轴部件(20)并且密封围绕所述轴部件(20)的所述凸缘(12)的金属空白环形表面(18')。
8.一种组件组装件(60)，包括片金属部件(72)和根据前述权利要求中任一项所述的功能元件(10)，其中所述片金属部件(72)具有与附接的功能元件(10)径向外侧的片金属部件厚度相比在所述附接的功能元件(10)的区域中具有加厚的部分(106)，其中，在没有穿透所述自由端处的所述加厚的部分(106)的区域中的所述片金属部件的情况下，命名为的部件(16)通过采用加宽部件(16')匹配的形状来容纳，并且其中片金属材料在加宽部件(16')的外部和所述加宽部件(16')的内部与所述加宽部件(16')接合以及也与所述切口(26)接合，无论是在所述加宽部件(16')的外部还是内部或者在所述命名的部件的外部和内部。
9.根据权利要求8所述的组件组装件，其特征在于，所述凸缘(12)具有环形表面(18')，所述环形表面(18')围绕所述轴部件(20)并且以一定间隔在面向所述轴部件(20)的所述片金属部件(72)的侧面的前面。
10.根据权利要求8或9中一项所述的组件组装件，其特征在于，所述加厚的部分(106)具有在远离所述功能元件(10)的侧面的中心处的并且径向地在所述加宽部件内的凹口(108)。
11.根据权利要求8所述的组件组装件，其特征在于，所述片金属材料与所述凸缘(12)处的命名为的鼻(58)接合。
CN201710948636.2A 2016-10-12 2017-10-12 用于流体紧密附接到片金属部件的功能元件、组件组装件和方法 Active CN107939796B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016119479.4A DE102016119479A1 (de) 2016-10-12 2016-10-12 Funktionselement zur fluiddichten Anbringung an ein Blechteil, Zusammenbauteil und Verfahren
DE102016119479.4 2016-10-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107939796A CN107939796A (zh) 2018-04-20
CN107939796B true CN107939796B (zh) 2021-10-15

Family

ID=60009457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710948636.2A Active CN107939796B (zh) 2016-10-12 2017-10-12 用于流体紧密附接到片金属部件的功能元件、组件组装件和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10598203B2 (zh)
EP (1) EP3309414B1 (zh)
CN (1) CN107939796B (zh)
DE (1) DE102016119479A1 (zh)
ES (1) ES2924774T3 (zh)
MX (1) MX2017012790A (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013104224A1 (de) * 2013-04-10 2014-10-16 Heiko Schmidt Verfahren zum Befestigen eines Fügeelementes in einem Metallblech sowie Fügeelement
DE102016104187A1 (de) * 2016-03-08 2017-09-14 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Funktionselement
US11577479B2 (en) * 2018-07-30 2023-02-14 The Boeing Company Locking hole plug for sealing holes in composite structures
CN110541875A (zh) * 2019-09-17 2019-12-06 上海纳特汽车标准件有限公司 翻铆套筒
DE102020111696A1 (de) * 2020-04-29 2021-11-04 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Funktionselement
EP3936730B1 (de) * 2020-07-10 2024-01-31 Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG Funktionselement
DE102021101366A1 (de) * 2021-01-22 2022-07-28 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Selbststanzendes Funktionselement, Zusammenbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Zusammenbauteils

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10339309A (ja) * 1997-06-09 1998-12-22 Sumitomo Wiring Syst Ltd バンドクリップ
JP2002174219A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Toyota Motor Corp セルフピアスリベットおよび締結方法
CN1411399A (zh) * 1999-10-26 2003-04-16 丰田自动车株式会社 铆钉、铆接结构、铆接装置与铆接方法
EP1313957A1 (en) * 2000-08-25 2003-05-28 Henrob Limited Self-piercing rivet
EP1420174A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-19 General Motors Corporation Rotation restraining self-piercing rivet
DE102006028537B3 (de) * 2006-06-21 2007-05-10 Singh, Sumanjit, Dr. Stanzniet und Matrize
CN101725613A (zh) * 2008-10-20 2010-06-09 形状连接技术有限公司及两合公司 由紧固件和钣金零件组成的部件组件及其制造方法
CN202301355U (zh) * 2011-11-03 2012-07-04 苏州东风精冲工程有限公司 一种双端压铆铆销和压铆装置
CN202707736U (zh) * 2012-07-26 2013-01-30 东风汽车有限公司 一种汽车钢板弹簧销
CN103233960A (zh) * 2012-01-20 2013-08-07 形状连接技术有限公司及两合公司 用于将中空元件例如中空铆钉或螺母元件附接到由复合材料组成的构件的方法
CN103233962A (zh) * 2012-01-20 2013-08-07 形状连接技术有限公司及两合公司 功能元件和压板的组合体
DE102015102174A1 (de) * 2015-02-16 2016-08-18 Newfrey Llc Stanzniet und Verfahren zum Herstellen einer Stanznietverbindung

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4802803A (en) * 1980-02-02 1989-02-07 Multifastener Corporation Fastening element and panel assembly
US4430034A (en) * 1981-07-07 1984-02-07 Fukui Byora Co. Stud bolt for metal panels
US5020950A (en) * 1990-03-06 1991-06-04 Multifastener Corporation Riveting fastener with improved torque resistance
US6146072A (en) * 1995-08-18 2000-11-14 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Press form element, method of installation and assembly
WO1998048177A2 (en) * 1997-04-23 1998-10-29 Fabristeel Products, Inc. Fastener and method of installation
US20050111934A1 (en) * 2003-11-14 2005-05-26 Ladouceur Harold A. Self-riveting male fastener and panel assembly
US6802682B2 (en) * 2002-11-18 2004-10-12 General Motors Corporation Spiraled self-piercing rivet
US7032296B2 (en) * 2003-11-21 2006-04-25 Newfrey Llc Self-piercing fastening system
CN201636181U (zh) * 2009-12-14 2010-11-17 贵州航天精工制造有限公司 一种防转动的自锁铆螺母
DE102012003819A1 (de) * 2012-02-27 2013-08-29 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Funktionselement zur fluiddichten Anbringung an ein Blechteil, Zusammenbauteil und Verfahren
US9366279B2 (en) * 2013-03-13 2016-06-14 Ford Global Technologies, Llc Rivets with anti-rotational features
DE102013218605A1 (de) * 2013-09-17 2015-03-19 Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Nietelement
US9581186B2 (en) * 2014-02-10 2017-02-28 Sungwoo Hitech Co., Ltd. Rivet stud bolt and panel joint structure of the same
US9605706B2 (en) * 2014-05-07 2017-03-28 Sungwoo Hitech Co., Ltd. Rivet nut unit and mounting method thereof

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10339309A (ja) * 1997-06-09 1998-12-22 Sumitomo Wiring Syst Ltd バンドクリップ
CN1411399A (zh) * 1999-10-26 2003-04-16 丰田自动车株式会社 铆钉、铆接结构、铆接装置与铆接方法
EP1313957A1 (en) * 2000-08-25 2003-05-28 Henrob Limited Self-piercing rivet
JP2002174219A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Toyota Motor Corp セルフピアスリベットおよび締結方法
EP1420174A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-19 General Motors Corporation Rotation restraining self-piercing rivet
DE102006028537B3 (de) * 2006-06-21 2007-05-10 Singh, Sumanjit, Dr. Stanzniet und Matrize
CN101725613A (zh) * 2008-10-20 2010-06-09 形状连接技术有限公司及两合公司 由紧固件和钣金零件组成的部件组件及其制造方法
CN202301355U (zh) * 2011-11-03 2012-07-04 苏州东风精冲工程有限公司 一种双端压铆铆销和压铆装置
CN103233960A (zh) * 2012-01-20 2013-08-07 形状连接技术有限公司及两合公司 用于将中空元件例如中空铆钉或螺母元件附接到由复合材料组成的构件的方法
CN103233962A (zh) * 2012-01-20 2013-08-07 形状连接技术有限公司及两合公司 功能元件和压板的组合体
CN202707736U (zh) * 2012-07-26 2013-01-30 东风汽车有限公司 一种汽车钢板弹簧销
DE102015102174A1 (de) * 2015-02-16 2016-08-18 Newfrey Llc Stanzniet und Verfahren zum Herstellen einer Stanznietverbindung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
空心铆钉冲切模设计;陈秋生;《精密成形工程》;20130510(第3期);第77-78页 *

Also Published As

Publication number Publication date
US10598203B2 (en) 2020-03-24
MX2017012790A (es) 2018-04-12
ES2924774T3 (es) 2022-10-10
DE102016119479A1 (de) 2018-04-12
CN107939796A (zh) 2018-04-20
EP3309414B1 (de) 2022-06-22
US20180100528A1 (en) 2018-04-12
EP3309414A1 (de) 2018-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107939796B (zh) 用于流体紧密附接到片金属部件的功能元件、组件组装件和方法
US9157464B2 (en) Functional element for the fluid-tight attachment to a sheet metal part, component assembly and method
US8221040B2 (en) Component assembly consisting of a fastener element and a sheet metal part and also a method for manufacturing such a component assembly
KR20170105440A (ko) 기능적 요소를 시트 금속 부재에 부착하는 방법
US9109620B2 (en) Fastener
JP2013024423A (ja) 回転防止機能を有する機能要素および該機能要素とシート金属部材とを備える部品アセンブリ
US20150275956A1 (en) Cylindrical object locking device and method
US6994486B1 (en) Functional element and panel assembly
US6146072A (en) Press form element, method of installation and assembly
US10700445B2 (en) Electrical functional component having a contact pin and method for producing an electrical functional component
US9687903B2 (en) Method for producing an assembly unit
US11428256B2 (en) Fastener for thin sheet material
US8230574B2 (en) Method for inserting connecting elements in metal sheets and connection between a metal sheet and a connecting element
CN115247670B (zh) 自冲压功能元件、部件组件以及制造部件组件的方法
US9764372B2 (en) Method for the punching in and attachment of a fastener element and corresponding die button
CN108349552B (zh) 齐平安装的保持物件的紧固件
US11578751B2 (en) Component assembly comprising a component and an element having a head part and a collar arranged at one side of the head part as well as manufacturing methods
CN113226592B (zh) 紧固元件
CN113915216A (zh) 功能元件
CN114810772B (zh) 自冲压功能元件、部件组件以及制造部件组件的方法
CN107110192B (zh) 用于固定在板材处的螺母
US20220126422A1 (en) Functional Unit with Fastening Element and Fixing Element
US20210341009A1 (en) Functional Element
JPH07167128A (ja) 打込み同時かしめ金具
MXPA99009613A (en) Process for manufacturing an electrical connection to a metal sheet and mounting assembly

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant