CN108350919A - 具有高机械强度的自冲铆钉 - Google Patents
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Abstract
一种自冲铆钉(1)包括支承凸缘(2)和冲孔端(3)，并且在凸缘与冲孔端之间具有可径向扩展的中空管状本体(4)，该本体包括与凸缘相邻的圆柱形的第一部分(5)、与所述冲孔端相邻的圆柱形的第二部分(6)以及在圆柱形第一和第二部分之间的可扩展的桶形第三部分(7)，还包括衬套(14)，该衬套布置在第二部分中，其被设计成在轴向平移中朝向凸缘被驱动。衬套在管状本体的第三部分内部轴向延伸，以这种方式使得其在第三部分完全扩展时插入到本体的所述第一部分中。本体的第三部分被设计成，在其径向变形之前，在由冲孔端冲出的孔的外周边缘上产生磨损或去毛刺效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括支承凸缘和冲孔端的自冲铆钉，具有可径向扩展的中空管状本体，该管状本体在凸缘与冲孔端之间轴向延伸，该管状本体包括与凸缘相邻的圆柱形第一部分、与冲孔端相邻的圆柱形第二部分以及在圆柱形第一部分和第二部分之间的可扩展的桶形第三部分，该铆钉还包括衬套，该衬套设置在第二部分中并且布置成在轴向平移中被朝向凸缘驱动，以使该可扩展的第三部分径向变形。
背景技术
使用自钻膨胀锚固件来以简单的方式组装两个元件是已知的，诸如，将部件组装至支撑件。
文献FR2927382和FR2992698描述了自钻锚固件，其具有凸缘形式的头部、冲孔端以及凸缘与冲孔端之间的锚固件本体。锚固件本体包括适于与螺钉的螺纹配合的螺纹部分。然而，在汽车工业中，那些类型的自钻锚固件不满足制造商的要求，因为它们具有低的剪切强度和撕裂强度，尤其是在发生撞击时。
文献FR2868818描述了一种包括可扩展本体的锚固件，其包括用于容纳紧固元件的内护套(sheath，鞘)。
然而，当这些锚固件用于对复合材料元件进行冲孔时，锚固件不能制作“清洁的”孔，因为在冲孔期间，它们通常导致分层并导致纤维被撕裂，以及导致不受控制地排出灰尘。
最后，制造商试图提高将两个板组装在一起的速度，并且更特别地是当在接近待组装在一起的板的仅一侧的情况下进行紧固时。
发明内容
本发明的目的在于提供另一类型的铆钉，其具有更好的撕裂强度和剪切强度，同时适应汽车工业的制约。
更特别地，本发明提供了一种自冲铆钉，包括支承凸缘和冲孔端，具有可径向扩展的中空管状本体，该管状本体在凸缘与冲孔端之间轴向延伸，该管状本体包括与凸缘相邻的圆柱形第一部分、与冲孔端相邻的圆柱形第二部分以及在圆柱形第一部分和第二部分之间的可扩展的桶形第三部分，该铆钉还包括衬套，该衬套设置在第二部分中并且布置成在轴向平移中被朝向凸缘驱动，以使可扩展的第三部分径向变形，该衬套在管状本体的第三部分内部轴向延伸，以这种方式使得其在管状本体的第三部分径向地完全扩展时插入到管状本体的第一部分中，该铆钉的特征在于，管状本体的可扩展的第三部分包括狭槽和介于狭槽之间的条带以及在横向中平面中的环形弱化区，并且第三部分的条带具有磨损性外表面，该磨损性外表面被设计成，在被径向变形之前，在由冲孔端冲出的孔的外围边缘上产生磨损或去毛刺(deburring)效果。
本发明的自冲铆钉还可以具有以下特征：
·条带可以具有磨损性外表面，用于产生磨损或去毛刺效果
·条带可以具有锐利的倾斜侧边缘，用于产生磨损或去毛刺效果；
·衬套可以具有足够长的轴向长度，以在中空本体的第三部分径向地完全扩展时与凸缘齐平；
·管状本体的第一部分具有内表面，该内表面设有爪，用于防止衬套的轴向平移中的移动；
·衬套的内部可以具有螺纹；
·通过舌形件和凹槽系统，衬套可以紧固至管状本体的第二部分；
·通过焊接，衬套可以紧固至管状本体的第二部分；
·衬套可以具有端壁，其位于本体的第二部分旁；
·冲孔端可以为孔锯的形式；
·铆钉可以由轧制且焊接金属板制成；
·铆钉可以由压制金属板制成。
利用本发明的自冲铆钉，可以将两个板组装在一起，或者可以将部件快速且容易地组装至支撑件。这些板也可以是汽车的脚垫(floor mat，地垫)。
利用本发明的这种布置，可以获得具有超过7500牛顿(750daN)的高撕裂强度和剪切强度的紧固。
当本体径向完全膨胀时，衬套被部分地阻挡在与凸缘相邻的本体的第一部分内部，从而在本体的第一部分处形成双重厚度，以便增强铆钉的结构。
包括在两个板的任一侧上进行冲孔和锚定该铆钉的步骤的两个板的组装可以是快速且简化的，因为它可以通过合适的紧致/牵引工具以单个操作来执行。
此外，冲孔端和带有第三部分的中空管状本体的布置(该第三部分被设计成在所冲出的孔的外围边缘上产生磨损或去毛刺效果)，使得可以制作“清洁的”孔，而且还可以在冲孔端中收容由冲孔引起的灰尘和碎屑的排出。
附图说明
通过阅读以下描述和附图，本发明将被更好地理解，并且其他优点得以呈现，其中：
图1是本发明的自冲铆钉的立体图；
图2是本发明的自冲铆钉的平面图；
图3是本发明的自冲铆钉的侧视图；
图4是图3所示的本发明的自冲铆钉的轴向剖视图；以及
图5是径向扩展的本发明的自冲铆钉的轴向剖视图。
具体实施方式
图1至图5示出了用于组装两个板(图5中所示的P和P’)的本发明的铆钉1。作为非限制性示例，板可以是玻璃纤维板。
铆钉1包括凸缘2和冲孔端3，该凸缘，例如，将支承(bear，抵靠)在待组装的板中的一个板上。
凸缘2在垂直于铆钉1的轴线AA的平面中延伸。凸缘2可以具有咬合到支承表面中的突片(未示出)，以防止其轴向旋转中的移动。
在该实施方式中，冲孔端3是双齿的圆孔锯类型。孔锯包括具有齿的内钻孔，并且该齿围绕钻孔周向分布，以在冲孔期间减少灰尘和纤维撕裂。
在不超出本发明的范围的情况下，冲孔端可以是带有金刚石涂层的钻头类型(未示出)。
在凸缘2与冲孔端3之间，铆钉1具有桶形管状本体4。
本体4包括沿轴线AA延伸的三个部分：与凸缘2相邻的圆柱形第一部分5；与冲孔端3相邻的圆柱形第二部分6；以及在两个圆柱形部分5、6之间的中间第三部分7，其在此实施方式中呈可径向扩展的桶的形状。
中间第三部分7包括平行于轴线AA延伸的纵向锚定狭槽8，位于可扩展的中间第三部分7的相应端处形成的两个孔眼9、10之间。
狭槽8在它们之间限定底部条带11和顶部条带12，并且在本体4的径向扩展期间，在本体4的外部这些条带彼此向后折叠，以使中间第三部分7扩展。
为了进一步便于这种径向扩展，在可扩展的中间第三部分7的中间区域中形成中间的其它孔眼13，从而在横向中平面中形成环形弱化区。
在该实施方式中，底部条带11具有磨损性外表面，用于改进冲孔质量。顶部条带12也可以具有磨损性外表面。
在该实施方式中，与凸缘2相邻的圆柱形第一部分5的内表面具有朝向钻孔的内部倾斜的爪17。
图2是铆钉1的平面图。凸缘2具有围绕本体4的钻孔的进入孔的切口区域(cut outarea，剪裁区域，切断区域)。
在本发明中，在图4中可见的衬套14被放置在本体4的第二部分6的钻孔中。
在该实施方式中，通过舌形件15和凹槽16类型的紧固件系统，将衬套14紧固至第二部分6。也可以通过将衬套14焊接或压接(crimping)至本体4的第二部分6来进行紧固。
在本发明中，衬套14具有足够长的轴向长度，以通过底部部分而被紧固至第二部分6并且在本体4的第三部分7内部轴向延伸。
衬套14的内部可以具有螺纹，以便与螺钉的螺纹配合，当螺钉拧入衬套14中时，或者当通过以轴向平移而移动的衬套14施加牵引力时，螺钉使得衬套14向上朝凸缘2移动。
衬套14可以具有端壁(未示出)，位于本体4的第二部分6旁，使得可以提供从待组装元件的一侧到另一侧的密封。
在该实施方式中，通过借助于作用在衬套14上的螺丝刀(screw driver，螺丝驱动)和/或牵引工具沿常规螺钉紧固方向以旋转方式驱动铆钉1，将铆钉1放置到两个板中，以将它们组装在一起，该工具穿透凸缘2，以便在图5的板P和P’二者中形成孔。
当凸缘2支承抵靠待组装的顶部板时，通过驱动该螺钉和/或通过牵引，使衬套14向上朝向凸缘2移动，这使得可扩展的第三部分7径向变形，通过展开锚定狭槽8，相对于铆钉1的轴线AA倾斜地将底部条带11和顶部条带12彼此移开，直到条带11和12在组装在一起的板P、P’的下方形成突起。
如图5所示，一旦第三部分7完全扩展，则衬套14因此插入到本体4的第一部分5中，这里，其被布置在本体4的第一部分5的该内面上的爪17轴向地阻挡。在衬套14从本体4的第一部分5移除的情况下，倾斜爪17钻入衬套14的材料中。
衬套14的轴向长度可以足够长，以与凸缘2齐平。
在本发明中，由狭槽8和条带11、12形成的中间第三部分7被设计成，在径向变形之前，在本发明的铆钉1的冲孔端3穿过孔之后，当该第三部分7通过孔时，在孔的外围边缘上产生磨损或去毛刺效果。
这种磨损或去毛刺功能可以通过条带11、12的外表面执行，其可以制成粗糙的。该功能也可以通过条带11、12的倾斜成锐利的侧边缘执行。
因此，条带11、12可以在孔的内部进行砂磨，以便消除突出的纤维和/或局部分层区域，从而在孔的周围获得清洁且整洁的表面。
在本发明中，带有衬套14的铆钉1可以由轧制且焊接金属板或者压制金属板制成。
例如，铆钉1也可以完全通过模制或注塑塑性材料制成，以便以低成本制造并用于将两个汽车脚垫组装在一起，或者用于将脚垫组装至板。
以非限制性方式，铆钉1还可以用于紧固缆道，用于定位重的或轻的紧固件系统，或者用于在具有金属或复合材料的本体的汽车中的内部紧固。
例如，如果只涉及小操作(short run，小批量)，其也可以通过在3D打印机中添加材料来制作。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种包括支承凸缘(2)和冲孔端(3)的自冲铆钉(1)，具有可径向扩展的中空管状本体(4)，所述中空管状本体在所述凸缘(2)与所述冲孔端(3)之间轴向延伸，所述管状本体(4)包括与所述凸缘(2)相邻的圆柱形第一部分(5)、与所述冲孔端(3)相邻的圆柱形第二部分(6)，以及在所述圆柱形第一部分与所述圆柱形第二部分(5、6)之间的可扩展的桶形第三部分(7)，所述铆钉(1)还包括衬套(14)，所述衬套设置在所述第二部分(6)中并且布置成在轴向平移中被朝向所述凸缘(2)驱动，以使所述可扩展的第三部分(7)径向变形，所述衬套(14)在所述管状本体(4)的所述第三部分(7)内部轴向延伸，以这种方式使得其在所述管状本体(4)的所述第三部分(7)径向完全扩展时插入到所述管状本体(4)的所述第一部分(5)中，所述铆钉的特征在于，所述管状本体(4)的所述可扩展的第三部分(7)包括狭槽(8)和介于所述狭槽(8)之间的条带(11、12)以及在横向中平面中的环形弱化区，并且其中，所述第三部分(7)的所述条带(11、12)具有磨损性外表面，所述磨损性外表面被设计成，在径向变形之前，在由所述冲孔端(3)冲出的孔的外围边缘上产生磨损或去毛刺效果。
2.根据前一权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述条带(11、12)具有锐利的倾斜侧边缘，用于产生所述磨损或去毛刺效果。
3.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述衬套(14)具有足够长的轴向长度，以在所述管状本体(4)的所述第三部分(7)径向完全扩展时与所述凸缘(2)齐平。
4.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述管状本体(4)的所述第一部分(5)具有内表面，所述内表面设有爪(17)，用于防止所述衬套(14)的轴向平移中的移动。
5.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述衬套(14)的内部具有螺纹。
6.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，通过舌形件(15)和凹槽(16)系统，所述衬套(14)被紧固至所述管状本体(4)的所述第二部分(6)。
7.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述衬套(14)通过焊接被紧固至所述管状本体(4)的所述第二部分(6)。
8.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述衬套(14)具有端壁，所述端壁位于所述本体(4)的所述第二部分(6)旁。
9.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述冲孔端(3)为孔锯的形式。
10.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述自冲铆钉由轧制且焊接的金属板制成。
11.根据权利要求1至9中的任一项所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述自冲铆钉由压制金属板制成。
Claims (12)
1.一种包括支承凸缘(2)和冲孔端(3)的自冲铆钉(1)，具有可径向扩展的中空管状本体(4)，所述中空管状本体在所述凸缘(2)与所述冲孔端(3)之间轴向延伸，所述管状本体(4)包括与所述凸缘(2)相邻的圆柱形第一部分(5)、与所述冲孔端(3)相邻的圆柱形第二部分(6)，以及在所述圆柱形第一部分与所述圆柱形第二部分(5、6)之间的可扩展的桶形第三部分(7)，所述铆钉(1)还包括衬套(14)，所述衬套设置在所述第二部分(6)中并且布置成在轴向平移中被朝向所述凸缘(2)驱动，以使所述可扩展的第三部分(7)径向变形，所述衬套(14)在所述管状本体(4)的所述第三部分(7)内部轴向延伸，以这种方式使得其在所述管状本体(4)的所述第三部分(7)径向完全扩展时插入到所述管状本体(4)的所述第一部分(5)中，所述铆钉的特征在于，所述管状本体(4)的所述可扩展的第三部分(7)包括狭槽(8)和介于所述狭槽(8)之间的条带(11、12)以及在横向中平面中的环形弱化区，并且其中，所述第三部分(7)被设计成，在径向变形之前，在由所述冲孔端(3)冲出的孔的外围边缘上产生磨损或去毛刺效果。
2.根据权利要求1所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述条带(11、12)具有磨损性外表面，用于产生所述磨损或去毛刺效果。
3.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述条带(11、12)具有锐利的倾斜侧边缘，用于产生所述磨损或去毛刺效果。
4.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述衬套(14)具有足够长的轴向长度，以在所述管状本体(4)的所述第三部分(7)径向完全扩展时与所述凸缘(2)齐平。
5.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述管状本体(4)的所述第一部分(5)具有内表面，所述内表面设有爪(17)，用于防止所述衬套(14)的轴向平移中的移动。
6.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述衬套(14)的内部具有螺纹。
7.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，通过舌形件(15)和凹槽(16)系统，所述衬套(14)被紧固至所述管状本体(4)的所述第二部分(6)。
8.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述衬套(14)通过焊接被紧固至所述管状本体(4)的所述第二部分(6)。
9.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述衬套(14)具有端壁，所述端壁位于所述本体(4)的所述第二部分(6)旁。
10.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述冲孔端(3)为孔锯的形式。
11.根据任一前述权利要求所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述自冲铆钉由轧制且焊接的金属板制成。
12.根据权利要求1至10中的任一项所述的自冲铆钉(1)，其特征在于，所述自冲铆钉由压制金属板制成。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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