CN108291566B - 半空心自冲铆钉及其制造方法、连接和产生连接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半空心自冲铆钉及其制造方法、连接和产生连接的方法。半空心自冲铆钉(1)具有铆钉头(10)和铆钉轴(30)，其轴孔(32)相对于半空心自冲铆钉的长度满足以下关系：

自冲铆钉的总长度L_N≤4mm。本发明还涉及一种相应的自冲铆钉连接，一种用于制造该自冲铆钉的方法以及一种用于制造该自冲铆钉连接的方法。

Description

半空心自冲铆钉及其制造方法、连接和产生连接的方法

技术领域

本发明涉及一种半空心自冲铆钉，其尤其是用于制造薄金属板连接。本发明还涉及一种具有所述半空心自冲铆钉的薄组件的连接，一种用于所述连接以及上述半空心自冲铆钉的制造方法。

背景技术

现有技术中已知的半空心自冲铆钉，例如DE102006028537B3和DE102005052360A1所述的，已知的半空心自冲铆钉包括一具有中心轴孔的铆钉轴，其在铆钉头的方向上延伸半空心自冲铆钉的大部分(超过半空心自冲铆钉的总长度的80％)。这种自冲铆钉的几何形状由于其长度和典型的半空心自冲铆钉的扩张特性而不适合于制造薄金属片连接。

DE19648231A1描述了一种影响钉入组件中的半空心自冲铆钉的扩张特性的方法。为了在连接操作过程中影响半空心自冲铆钉的扩张，中心轴孔完全或部分填充有在铆接操作的过程中起流体静力作用的物质。这些流体静力作用物质是正常空间和运输温度下聚集状态为固体的材料，但在操作过程中可迅速转化为液体或糊状的聚集状态。基于铆钉轴的中心轴孔的填充程度，铆钉轴的扩张过程的起点是可变的。诚然，在轴腔中有填充物质存在的情况下，铆钉轴的扩张过程比仅仅由冲模或另外通过尖锐的铆钉脚几何形状的作用而发起的扩张的情况更早发生。然而，为了使半空心自冲铆钉适应于不同厚度和材料的待制造的薄金属板连接，通过填充半空心铆钉的中心轴孔来调整扩张特性是不可靠的。

为了生产铝片中的自冲铆钉连接，EP0833063A1描述了使用由轻金属制成的半空心铆钉。特别地，轻金属半空心铆钉在铆钉轴中包括钝刃口和锥形腔。

为了在连接操作的过程中获得半空心铆钉的有利扩张，轻金属半空心铆钉的总铆钉长度与最大轴腔长度符合5:3的比例。精确选择这个比例是因为在刺穿上部铝片之后，当轴腔长度较小时，半空心铆钉的铆钉轴不能充分扩张。但是，如果轴腔长度较大，则会影响上部铝板的铆接。此外，轴腔的锥形形状引起尤其空心轴的较薄区域沿径向向外扩张。这样，扩张的轴区域达到与半空心铆钉的直径相对应的程度。这种径向扩张也得到了由轻质金属如铝制成的半空心铆钉的材料的支持。

根据DE102013020504A1，使用自冲铆钉产生由高强度钢制成的连接，其轴在与铆钉头相对的端部处具有小轴向深度的轴向凹部。与自冲铆钉的长度相比，轴孔或轴向凹部的轴向深度小于铆钉长度的30％。此外，由于在所描述的铆接方法中铆钉轴的扩张并不重要，所以自冲铆钉由稳定的钢材构成。由于轴孔的轴向深度相对较小，所以实现的是自冲铆钉连接通过自冲铆钉的压缩成形形成，其由工件装置的高强度钢的反压造成。因此，这里描述的自冲铆钉几何形状和连接遵循与例如EP0833063A1所描述的完全不同的连接系统。

尽管在现有技术中已知各种接合元件，但本发明的目的是提供一种半空心自冲铆钉，其特别适用于制造优选为轻金属的薄板堆叠中的接合连接。本发明的另一个目的是提供用于这种连接和这种半空心铆钉的制造方法。

发明内容

上述目的通过本发明所提供的半空心自冲铆钉、利用半空心自冲铆钉的连接、用于自冲铆钉的制造方法，以及用于上述半空心自冲铆钉的制造方法解决。本发明的有利实施例和进一步发展将在以下描述、附图中变得清晰明了。

根据本发明的半空心自冲铆钉，具有铆钉头和具有中心轴孔的铆钉轴，两者具有共同的中心轴X，其中，所述铆钉轴具有外轴面和限定所述中心轴孔的内轴面，所述轴孔具有深度T_B且所述半空心自冲铆钉具有总长度L_N，且满足以下关系：

优选

其中，所述半空心自冲铆钉的所述总长度L_N≤4mm，所述铆钉轴中的所述外轴面和所述内轴面形成至少超过所述铆钉轴的至少一部分的中空圆柱形区段。

根据本发明的所述半空心自冲铆钉的几何结构适于制造薄金属板连接，即两个或多个薄板的堆叠。该适于尤其反映在减小半空心自冲铆钉的总长度以及减小半空心自冲铆钉的轴孔的深度。由于适应薄金属板连接的半空心自冲铆钉的总长度L_N减小了可用于在穿透薄板之后扩张的铆钉轴的长度。除此之外，轴孔的适配深度T_B也导致铆钉轴的与头部相反的端部的特定的扩张特性。这确保了除了半空心自冲铆钉在薄板堆叠中的可靠的附接和多个薄板彼此之间的可靠附接之外，在所生产的连接中很大程度上避免了半空心自穿孔铆钉的材料以及至少一个薄板材料(优选所有薄板)的破坏。

根据本发明的优选实施例，圆柱形外轴面在铆钉头方向上以一定直径至少延伸至轴孔深度T_B。根据自冲铆钉的另一优选实施例，圆柱形外轴面在铆钉头的方向上以一定直径延伸超过轴孔的深度T_B。这些几何构造具有的优点在于，铆钉轴的圆柱形外侧和铆钉头之间的过渡沿铆钉头的方向移位。沉头形铆钉头优选地经由斜面或具有沉头半径的弧过渡到铆钉轴的圆柱形外侧中。在该实施例的帮助下，铆钉轴的径向加宽并且因此待连接的组件或薄板的机械载荷独立于铆钉轴的扩大或扩张而仅随着自冲铆钉进入到薄板堆叠中的穿透深度提高，因此随后关于将自冲铆钉连接在薄板堆叠中的过程。结果，待连接的组件可以机械地释放，并且因此使得建立的自冲铆钉连接更加可靠。

根据本发明的一优选实施例，铆钉头的直径D_K和铆钉轴的直径D_S满足以下关系：

同样关于上述讨论的半空心自冲铆钉的扩张特性，铆钉轴的直径D_S适于铆钉头的直径D_K。如果所述直径之间的发明的优选关系得到满足，则铆钉轴在连接过程中相对于其直径D_K被扩张至必须比铆钉头更小的径向延伸。

根据本发明的另一个优选实施例，圆柱形外轴面和内轴面径向向外通过径向向内倾斜的斜面并且径向向内通过具有半径径向向内相互连接以形成刃口。由于该发明的优选几何形状，与已知的半空心自冲铆钉的环形冲压表面相反，半空心自冲铆钉的刃口实现了作为冲压表面的最小线宽的圆。刃口在分别位于刃口下方的几乎选择性的表面区段中的这种优选的接合在连接操作过程中产生作用的机械载荷的集中并且因此支持半空心自冲铆钉穿入薄板层中。另外，由刃口开始的刃口区在轴孔的长度上是环形的。这尤其受到圆柱形外轴面支撑。

进一步优选的是半空心自冲铆钉由钢或钢合金制成。根据本发明的半空心自冲铆钉的另一个优选实施例，圆柱形外轴面经由具有沉头半径的圆弧或斜面以超过轴孔的深度过渡到铆钉头。这种特殊设计是指在连接操作过程中薄板堆叠材料的位移特性，其中两个实施例具有不同的优点。

本发明的另一有利实施例描述了具有以下尺寸的半空心自冲铆钉：铆钉长度L_N＝3mm±0.1mm，轴孔深度T_B＝1.5mm±0.1mm，沉头半径R_S＝1.3mm±0.15mm，还有一个圆柱形的外轴表面，圆柱形外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径延伸超过所述轴孔的所述深度。根据另一优选实施例，半空心自冲铆钉具有以下尺寸：铆钉长度L_N＝3mm±0.1mm，轴孔深度T_B＝1.5mm±0.1mm，圆柱形外轴面延伸在所述铆钉头的方向上以一定直径延伸超过所述轴孔的所述深度，优选起始于所述铆钉脚的长度L_S，其中

以及下头部斜面，其中所述圆柱形外轴面以所述斜面和所述上部头侧之间的为30°±2°的角度α过渡到所述铆钉头。

根据另一个优选实施例，半空心自冲铆钉具有以下尺寸：铆钉长度L_N＝3.5mm±0.1mm，所述轴孔的深度T_B＝2mm±0.1mm，沉头半径R_S＝1.4mm±0.15mm，以及圆柱形外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径延伸超过所述轴孔的所述深度。根据半空心自冲铆钉的另一优选几何形状，后者具有以下尺寸：铆钉长度L_N＝3.5mm±0.1mm，所述轴孔的深度TB＝2mm±0.1mm，圆柱形外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径延伸超过所述轴孔的所述深度，优选起始于所述铆钉脚的长度L_S为，其中

以及下头部斜面，其中所述圆柱形外轴面以在所述斜面和所述上头侧之间的30°±2°的角度α过渡到所述铆钉头。

此外，根据本发明，优选允许具有L_N＝3mm的铆钉长度的半空心自冲铆钉经由具有半径R_i＝0.65mm±0.4mm的圆弧过渡到其内轴面上的刃口。参考具有铆钉长度L_N＝3.5mm的半空心自冲铆钉，优选允许内轴面在半径R_i＝1.5mm±0.4mm的圆弧上过渡到刃口。

本发明还包括利用半空心自冲铆钉的至少第一组件和第二组件的连接，其中所述组件优选具有总厚度T_Gesamt≤1.9mm，面向所述铆钉头的覆盖层由比背离所述铆钉头的基层更硬的材料制成，且所述基层在所述半空心自冲铆钉的所述纵轴的方向上比所述覆盖层更厚，其中扩张的铆钉轴的直径D_SP相对于所述铆钉头的直径D_K满足以下关系：

优选

且更优选

本发明已经认识到，在由两个或更多个薄板构成的薄金属片连接的生产中，所产生的连接连接的使用寿命可能受到所使用的半空心自冲铆钉的扩张特性的不利影响。为了实现可靠的连接，因此认为这是一个重要标准，即在连接过程中，半空心自冲铆钉的轴只能沿径向扩张到不超过铆钉头的直径D_K的径向范围的90％，优选不超过87％，更优选不超过80％。

根据本发明，半空心自冲铆钉和覆盖层优选由钢或钢合金制成。存在于薄板叠层中的基层优选由铝、铝合金、轻金属、轻金属合金或具有类似材料性质的类似材料制成。而且，考虑到可靠的连接，优选的是连接中的半空心自冲铆钉完全穿过覆盖层。以这种方式，可以实现更可靠的连接。

此外，本发明描述了用于在第一材料和覆盖层和第二材料的至少一个基层中的半空心自冲铆钉连接的制造方法，其中，所述第一材料比所述第二材料更硬，包括以下步骤：将半空心自冲铆钉连接在所述覆盖层和所述至少一个基层中，以及在所述连接操作过程中，利用所述半空心自冲铆钉的中心轴孔扩张铆钉轴，使得扩张的铆钉轴的直径D_S相对于铆钉头的直径D_K满足以下关系：

此外，在自冲铆钉连接的制造方法的范围内，优选半空心自冲铆钉和覆盖层由钢或钢合金制成，而至少一个基层由铝、铝合金、类似的软材料或其他轻金属或轻金属合金制成。此外，考虑到可靠的连接，优选的是，在连接的制造过程中，即在将半空心自冲铆钉连接到连接到薄板堆叠中的过程中，半空心自冲铆钉完全穿透覆盖层。

本发明还公开了一种用于半空心自冲铆钉的制造方法，包括以下步骤：将线坯冷成型制成半空心自冲铆钉，所述半空心自冲铆钉具有铆钉头和具有中心轴孔的铆钉轴，两者具有共同的中心轴X，其中所述铆钉轴具有外轴面和限定所述中心轴孔的内轴面，所述轴孔具有深度T_B且所述半空心自冲铆钉具有总长度L_N，且满足以下关系：

优选

其中，所述半空心自冲铆钉的所述总长度L_N≤4mm，所述外轴面和所述内轴面在所述铆钉轴中形成中空圆柱形区段，且所述外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径至少延伸至所述轴孔的所述深度T_B。

附图说明

本发明的优选实施例将参考附图更详细地解释。为：

图1是根据本发明的半空心自冲铆钉的一优选实施例的截面视图，其具有沉头，所述沉头通过弯曲的外表面过渡到铆钉轴中，

图2是根据本发明的半空心自冲铆钉的一优选实施例的截面视图，其具有沉头，所述沉头通过斜面过渡到铆钉轴中，

图3A是根据本发明的半空心自冲铆钉的一优选实施例的截面视图，其具有沉头，该半空心自冲铆钉的铆钉轴的圆柱形外侧延伸至轴孔的深度以下，

图3B是根据本发明的半空心自冲铆钉的另一优选实施例的截面视图，其具有沉头，该半空心自冲铆钉的铆钉轴的圆柱形外侧在铆钉头的方向上延伸至轴孔深度之上，

图4是用于连接根据本发明的半空心自冲铆钉的组件布置示意图，

图5A是借助根据本发明优选的半空心自冲铆钉的两个组件的优选的自冲铆钉连接的示意图，其中覆盖层不被半空心自冲铆钉穿过，

图5B是借助根据本发明的优选的半空心自冲铆钉的两个组件的优选自冲铆钉连接的示意图，其中覆盖层完全被半空心自冲铆钉穿过，

图6是借助根据本发明的优选的半空心自冲铆钉产生的自冲铆钉连接的一优选实施例的流程图。

具体实施方式

根据本发明的半空心自冲铆钉1由线坯通过冷成型方法制成。它具有下面详述的几何特征。如图1至图3所示的半空心自冲铆钉1的创造性优选实施例，后者包括具有共同中心轴线X的铆钉头10和铆钉轴30，铆钉轴30具有中心轴孔32。铆钉轴30具有外轴面34和限定中心轴孔32的内轴面36。轴孔32具有深度T_B，且半空心自冲铆钉1具有总长度L_N。根据本发明的半空心自冲铆钉优选用于在多个薄板B₁，B₂……的堆叠中产生自冲铆钉连接(参见图4)，所述薄板B1,B2具有厚度t₁，t₂。为此，半空心自冲铆钉1具有L_N≤4mm的总长度，其中外轴面34和内轴面36在铆钉轴30中形成中空圆柱形区段38。为了实现板B₁，B₂的可靠连接，圆柱形外轴面34至少在铆钉头的方向上延伸超过铆钉轴的具有一定直径的部分。

根据半空心自冲铆钉的一优选实施例，圆柱形外轴面34在铆钉头10的方向上以一定轴直径D_S最高延伸至轴孔32的深度T_B(参见图3A)。根据发明的半空心自冲铆钉的另一优选实施例，圆柱形外轴面34在铆钉头10的方向上以一定轴直径D_S延伸超过轴孔32的深度T_B(参见图3B)。

另外，本发明优选的半空心自冲铆钉1的几何特性满足以下关系：

优选

已发现相对较短的半空心铆钉1和具有小的深度T_B的轴孔32的组合对于在至少两个片材B₁，B₂中实现耐用的薄金属片连接是有益的。

优选地，在本发明优选的薄金属板连接中，面向铆钉头10的薄金属板连接的覆盖层D₁包括比布置在下方的至少一个基层B₂更硬的材料。优选地，覆盖层B₁由钢、钢合金或类似材料制成。然而，基层B₂由轻金属或轻金属合金，例如铝、铝合金或类似材料，组成。

根据本发明的一优选实施例，至少一个基层B₂的厚度t₂比覆盖层B₁的厚度t₁厚。对于覆盖层B₁和基层B₂的厚度t₁，t₂，相对于待连接的半空心自冲铆钉1的长度L_N而言，其适用于：

t₁≤0.4×L_N

t₂≥0.7×t₁

对于薄板叠层的总厚度t_Gesamt，其为覆盖层B₁和至少一个基层B₂的厚度t₁，t₂之和，优选应用

t_Gesamt＝t₁+t₂＜(1.5mm至2.0mm)，优选t_Gesamt＜1.9mm。

基层B₂或几个基层B₂的堆叠优选形成为比覆盖层B₁厚得多，其中

t_2a+t_2b+…＝t₂≥1.5×t₁。

此外，虽然铆钉头10的直径D_K和铆钉轴30的直径D_S优选满足关系

本发明优选的半空心自冲铆钉1在薄板连接中的特定扩张特性遵循如图5所示。该扩张特性的特征在于铆钉脚40的有限的径向向外变形在薄板连接中的半空心自穿孔铆钉1的扩张特性的特征在于铆钉头10的直径D_K与扩张的铆钉轴30的最大直径D_SP的比值，如图5所示。因此，铆钉头10的直径D_K和扩张的铆钉轴30的直径D_SP满足以下关系：

优选

且更优选

铆钉头10的直径D_K与扩张的铆钉轴30的直径D_SP的比例在图5A和图5B中示出。从图5A中可以看出，在该连接中，具有厚度t₁的覆盖层B₁未被穿透。尽管如此，扩张的铆钉轴30和变形的层B₁和B₂形成可靠的连接的足够的底切。根据本发明的另一优选实施例，根据图5B的连接包括完全穿透的覆盖层B₁。在这种情况下，与覆盖层B₁相比，扩张的铆钉轴30锚定在比覆盖层B₁软的基层B₂或多层基层中。

虽然半空心自冲铆钉1优选由钢、钢合金或类似材料制成，但根据本发明的另一优选实施例，扩张特性由铆钉脚40的几何形状支持。相应地，圆柱形外轴面34和内轴面36径向向外通过径向向内倾斜的斜面42并且径向向内通过具有半径R_i的圆弧径向向内，经由刃口44相互连接(参见图3)。

为了支持将半空心自冲铆钉1设置在片材堆叠B₁，B₂中并且为了实现可靠的连接，根据铆钉轴30的上述发明优选实施例，其圆柱形外轴面34及由此铆钉轴的圆柱形切割部在半空心自冲铆钉1的背离头部的端部处开始延伸一距离L_S。特别地，圆柱形外轴面34在铆钉头10的方向上以一定直径D_S延伸直至或超过轴孔32沿铆钉头10的方向上的深度T_B。在连接操作的过程中，该轴几何形状对铆钉轴30的机械载荷具有有益效果。优选地，如果从铆钉脚40开始测量，则圆柱形外轴面34的长度L_S相对于上述第二种选择具有尺寸

根据本发明的另一优选实施例，铆钉头10以具有半径R_S的圆弧12过渡到圆柱形外轴面34。由于这种设计，覆盖层B₁的材料优选在制造连接过程中附接到圆弧12，而不在半空心自冲铆钉1和覆盖层B₁的材料之间的过渡区域中形成空隙(参见图1)。

在图2中示出了半空心自冲铆钉1的另一个优选实施例。这里，铆钉头10经由至少部分线性地延伸的斜面14过渡到圆柱形外轴面34。优选地，斜面14相对于铆钉头10的上侧以30°±2°的角度α布置。在半空心自冲铆钉1的连接过程中，斜面14下方的面因而背离铆钉头10，在铆钉轴30扩张的同时压迫覆盖层B₁的材料。在连接操作之后，铆钉头10以及由此斜面14下面的被压迫的材料被释放和松弛，同时扩张的铆钉轴30将半空心自冲铆钉1锚定在材料中。在片材堆叠中产生的压缩应力对自冲铆钉连接产生有益效果，特别是在使用脆性材料作为覆盖层B₁时。

除了上述半空心自冲铆钉1的功能几何构造，其可完全或部分地实现在半空心自冲铆钉1的几何形状中，本发明优选半空心自冲铆钉的优选实施例具有以下尺寸：

铆钉长度L_N＝3mm±0.1mm，

轴孔深度T_B＝1.5mm±0.1mm，

沉头半径R_S＝1.3mm±0.15mm，

其中，在铆钉头的方向上以一定直径延伸超过轴孔的深度的圆柱形的外轴面具有起始于铆钉脚的长度L_S，其中

此外，优选内轴面36以半径R_i＝0.65mm±0.4mm过渡到刃口44。

半空心自冲铆钉1的另一优选实施例具有以下尺寸：

铆钉长度L_N＝3mm±0.1mm，

轴孔的深度T_B＝1.5mm±0.1mm，

圆柱形外轴面在铆钉头10的方向上以一定直径D_S延伸超过轴孔32的深度T_B，优选超过铆钉脚40的一长度L_S，其中

和一下头部斜面，圆柱形外轴面34通过下头部斜面14以斜面14和铆钉头10的上侧之间的为30°±2°的角度α过渡到铆钉头10。进一步优选的是内轴面36以半径R_i＝0.65mm±0.4mm过渡到刃口44。

根据本发明的自冲铆钉1的另一优选实施例具有以下尺寸：

铆钉长度L_N＝3.5mm±0.1mm，

轴孔32的深度T_B＝2mm±0.1mm，

沉头半径R_S＝1.4mm±0.15mm，

其中圆弧12从圆柱形外轴面34过渡到铆钉头10，并且圆柱形外轴面在铆钉头的方向上以一定直径D_S延伸超过轴孔32的深度T_B，符合

此外，优选的是内轴面36以半径R_i＝1.5mm±0.4mm过渡到刃口44。

根据半空心自冲铆钉1的另一优选实施例，使用以下尺寸：

铆钉长度L_N＝3.5mm±0.1mm，

轴孔32的深度T_B＝2mm±0.1mm，

圆柱形外轴面34在铆钉头10的方向上以一定直径D_S延伸超过轴孔32的深度T_B(符合

)，和一下头部斜面14，其中圆柱形外轴面34通过下头部斜面14以斜面14和铆钉头10的上侧之间的30°±2°的角度α过渡到铆钉头10。进一步优选的是内轴面36经由具有半径R_i＝1.5mm±0.4mm的圆弧过渡到刃口44。

附图标记

1 半空心自冲铆钉

10 铆钉头

12 沉头的圆弧

14 沉头的斜面

30 铆钉轴

32 轴孔

34 外轴面

36 内轴面

38 中空圆柱形区段

40 铆钉脚

42 铆钉脚的斜面

44 刃口

L_N 半空心自冲铆钉的总长度

T_B 轴孔32的深度

B₁，B₂ 片材

B₁ 覆盖层

B₂ 基层

t₁ 覆盖层B₁的厚度

t₂ 基层B₂的厚度

t_2a，t_2b 多个基层的厚度

R_i 内铆钉脚半径

D_K 头直径

D_S 轴直径

D_SP 向外扩张的铆钉轴的直径

Claims (26)

1.半空心自冲铆钉，具有铆钉头和具有中心轴孔的铆钉轴，所述铆钉头和铆钉轴具有共同的中心轴X，其中，所述铆钉轴具有外轴面和限定所述中心轴孔的内轴面，所述中心轴孔具有深度T_B且所述半空心自冲铆钉具有总长度L_N，且满足以下关系：

其中，所述半空心自冲铆钉的所述总长度L_N≤4mm，所述铆钉轴中的所述外轴面和所述内轴面形成至少超过所述铆钉轴的一部分的中空圆柱形区段，且所述半空心自冲铆钉由钢或钢合金制成。

2.根据权利要求1所述的半空心自冲铆钉，其中，圆柱形外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径最大延伸至所述中心轴孔的所述深度T_B。

3.根据权利要求1所述的半空心自冲铆钉，其中，圆柱形外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径延伸超过所述中心轴孔的所述深度T_B。

4.根据权利要求2或3所述的半空心自冲铆钉，其中，所述铆钉头的直径D_K和所述铆钉轴的直径D_S满足以下关系：

5.根据权利要求2或3所述的半空心自冲铆钉，其中，所述圆柱形外轴面和所述内轴面径向向外通过径向向内倾斜的斜面并且径向向内通过径向向内的半径相互连接以形成刃口。

6.根据权利要求2或3所述的半空心自冲铆钉，所述圆柱形外轴面经由埋头半径或斜面过渡至所述铆钉头。

7.根据权利要求6所述的半空心自冲铆钉，其具有以下尺寸：

铆钉长度L_N＝3mm±0.1mm，

中心轴孔的深度T_B＝1.5mm±0.1mm，

埋头半径R_S＝1.3mm±0.15mm，

以及圆柱形外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径延伸超过所述中心轴孔的所述深度。

8.根据权利要求3所述的半空心自冲铆钉，其具有以下尺寸：

铆钉长度L_N＝3mm±0.1mm，

中心轴孔的深度T_B＝1.5mm±0.1mm，

圆柱形外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径延伸超过所述中心轴孔的所述深度，以及

一下头部斜面，其中所述圆柱形外轴面通过所述下头部斜面以所述斜面和上部头侧之间的为30°±2°的角度α过渡到所述铆钉头。

9.根据权利要求6所述的半空心自冲铆钉，其具有以下尺寸：

铆钉长度L_N＝3.5mm±0.1mm，

所述中心轴孔的深度T_B＝2mm±0.1mm，

埋头半径R_S＝1.4mm±0.15mm，

以及圆柱形外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径延伸超过所述中心轴孔的所述深度。

10.根据权利要求3所述的半空心自冲铆钉，其具有以下尺寸：

铆钉长度L_N＝3.5mm±0.1mm，

所述中心轴孔的深度T_B＝2mm±0.1mm，

圆柱形外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径延伸超过所述中心轴孔的所述深度，以及

下头部斜面，其中所述圆柱形外轴面通过所述下头部斜面以所述斜面和上头侧之间的为30°±2°的角度α过渡到所述铆钉头。

11.根据权利要求7或权利要求8所述的半空心自冲铆钉，其中，所述圆柱形外轴面和所述内轴面径向向外通过径向向内倾斜的斜面并且径向向内通过径向向内的半径相互连接以形成刃口，其中所述内轴面以半径R_i＝0.65mm±0.4mm过渡至所述刃口。

12.根据权利要求9或权利要求10所述的半空心自冲铆钉，其中，所述圆柱形外轴面和所述内轴面径向向外通过径向向内倾斜的斜面并且径向向内通过径向向内的半径相互连接以形成刃口，其中所述内轴面以半径R_i＝1.5mm±0.4mm过渡至所述刃口。

13.根据权利要求1所述的半空心自冲铆钉，其中，所述以下关系满足：

14.根据权利要求8或10所述的半空心自冲铆钉，其中，包括以一定直径在所述铆钉头的方向上延伸起始于所述铆钉脚的一长度L_s超过所述中心轴孔的所述深度，L_s的范围为

15.利用根据权利要求1所述的半空心自冲铆钉的至少第一组件和第二组件的连接，其中所述第一组件和第二组件具有总厚度T_G<1.9mm，面向所述铆钉头的覆盖层由比背离所述铆钉头的基层更硬的材料制成，且所述基层在所述半空心自冲铆钉的纵轴的方向上比所述覆盖层更厚，其中扩张的铆钉轴的直径D_SP相对于所述铆钉头的直径D_K满足以下关系：

16.根据权利要求15所述的连接，其中，所述覆盖层由钢或钢合金制成，以及所述基层由轻金属、轻金属合金或具有类似材料性质的材料制成。

17.根据权利要求16所述的连接，其中，所述基层由铝或铝合金制成。

18.根据权利要求15至17中的一项所述的连接，其中，所述覆盖层被所述铆钉轴穿透。

19.根据权利要求15所述的连接，其中，所述以下关系满足

或

20.用于在第一材料的覆盖层和第二材料的至少一个基层中的半空心自冲铆钉连接的制造方法，其中，所述第一材料比所述第二材料更硬，包括以下步骤：

a.将根据权利要求1所述的半空心自冲铆钉连接在所述覆盖层和所述至少一个基层中，以及

b.在连接操作过程中，利用所述半空心自冲铆钉的中心轴孔扩张铆钉轴，使得扩张的铆钉轴的直径D_SP相对于铆钉头的直径D_K满足以下关系：

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述覆盖层由钢或钢合金制成，以及所述至少一个基层由轻金属、轻金属合金或具有类似材料性质的材料制成。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个基层由铝或铝合金制成。

23.根据权利要求20至22中的一项所述的方法，其中，在接合过程中所述铆钉轴完全穿透所述覆盖层。

24.根据权利要求20所述的制造方法，其中，所述以下关系满足

或

25.用于根据权利要求1所述的半空心自冲铆钉的制造方法包括以下步骤：

将线坯冷成型制成半空心自冲铆钉，所述半空心自冲铆钉具有铆钉头和具有中心轴孔的铆钉轴，所述铆钉头和铆钉轴具有共同的中心轴X，其中所述铆钉轴具有外轴面和限定所述中心轴孔的内轴面，所述中心轴孔具有深度T_B且所述半空心自冲铆钉具有总长度L_N，且满足以下关系：

其中，所述半空心自冲铆钉的所述总长度L_N≤4mm，所述铆钉轴中的所述外轴面和所述内轴面形成中空圆柱形区段，且所述外轴面在所述铆钉头的方向上以一定直径至少延伸至所述中心轴孔的所述深度T_B。

26.根据权利要求25所述的制造方法，其中，所述以下关系满足

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