CN110552943A - 自穿孔铆钉元件，包括铆钉元件和组件的组件装配件，组件装配件制造方法，以及冲模母模 - Google Patents

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Abstract

一种自穿孔铆钉元件，设置有具有螺纹圆柱体的主体部，以及中空铆钉部分，该中空铆钉部分被压入到尚未穿孔的部件中。在这种布置中，铆钉部分被设计成至少通过冲模母模至少部分地加宽并且沿中心纵轴且原理主体部的方向逐渐变细。空心铆钉部分在过渡到主体部的区域中具有比螺纹原图的外径大的直径。此外，铆钉部分在其自由端具有封闭的周边壁和开口，该开口的直径至少基本上对应于螺纹圆柱的芯径。另外还提供一种组件装配件、一种制造组件装配件的方法，以及一种冲模母模。

Description

自穿孔铆钉元件，包括铆钉元件和组件的组件装配件，组件装 配件制造方法，以及冲模母模
技术领域
本发明涉及一种自穿孔铆钉元件，其具有中心纵轴、具有螺纹圆柱的主体部、和用于被压入非预穿孔组件中的空心铆钉部分。铆钉部分通过冲模母模形成为至少区域地加宽，并且沿着中心纵轴的远离所述主体部的方向逐渐变细。另外，本发明涉及一种包括铆钉元件和组件的组件装配件，还涉及一种将铆钉元件附件到组件的方法，以及适用于这种方法的一种冲模母模。
背景技术
在欧洲专利EP2570685中可以找到最初命名的组件装配件。在其中铆钉元件设置为用于自穿孔附接到由纤维复合材料组成的部件。所谓“自穿孔”意味着铆钉元件的铆钉部分本身被用于通过在铆钉元件的头部上施加适当的压力而在组件中形成开口，同时将组件支撑在合适的冲模母模上，即组件在铆钉元件附接到铆钉元件安装区域中之前不会被穿孔，尽管它可能在其他位置被穿孔。
在根据EP2570685的铆钉部分的实施例中，为了实现自穿孔功能，铆钉元件被形成为尖刺，其沿着尖端的方向逐渐变细，尖刺在其尖端处具有用于冲模母模的引入辅助件，特别是漏斗状的引入辅助件，冲模母模自身具有尖端并且被设计为通过移动进入该漏斗状引入辅助件来加宽尖刺。铆钉部分具有基本上圆形的横截面，并且由多个段组成，特别是舌状段，舌状段共同形成尖刺，并且在尖刺加宽时可以彼此移动分开。尽管铆钉部分形成为尖刺是可行的，在铆钉元件附接到由纤维复合材料组成的组件时，为了将纤维彼此分离开且不严重破坏纤维，组件在该附接的位置上强度加强。
然而，这种已知的铆钉元件并不适用于金属组件，即钣金件。这具有几种原因。一方面，钣金件的在一定程度上的重新成形或位移将是一个严重的问题，另一方面，铆钉部分被细分成段使得如此形成的组件装配件的强度和疲劳特性受到质疑。
公认地是，已经偶然地提出了将具有圆柱形铆钉部分的紧固件以自穿孔的方式附接到钣金件上，然而这仅通过诸如配置连接技术(Profil Verbindungstechnik)公司的SBF螺栓元件之类的螺栓元件令人满意地实现。对于螺母元件，这仍然是有问题的。例如，已经提出了将配置连接技术公司的RDN螺母元件以自穿孔方式连接到钣金件的几种方案。然而，由于需要后续的冲压以便从螺母元件的区域中移除穿孔快，所以对产生的穿孔块的操作总是有问题的。从螺母元件的螺纹圆柱处移除该穿孔块总是有问题的，因为穿孔块的直径大于螺纹圆柱的芯径，因此螺纹圆柱可能会受损。
发明内容
本发明的基本目的是提供一种自穿孔铆钉元件，在该自穿孔铆钉元件中，随着穿孔块的移除而不会产生严重问题，并且避免了后续冲压的复杂性，并且尽管如此，该自穿铆钉元件还是能够高质量地附接到部件，特别是钣金件。
为了满足这一目的，根据本发明，在最初命名的铆钉元件中，空心铆钉部分在过渡到主体部的区域中具有大于螺纹圆柱的外径的直径，并且在其自由端具有封闭的周边壁以及孔，该孔的直径至少基本上对应于螺纹圆柱体的芯径。
用于螺母元件、螺栓元件和纯铆钉的目的的另一种解决方案在于，空心铆钉部分在到主体部以及封闭的周边壁的过渡区域中具有其最大直径，并且铆钉部分在其自由端达到其最小直径并且具有圆形开口，铆钉部分的锥度具有在20°和100°之间，优选地在30°和60°之间的，特别是在40°和50°之间的范围内的封闭角(α)。这些角度数值也适用于根据本发明的作为螺母元件、螺栓元件、以及纯铆钉元件形式的铆钉元件。
在这方面，铆钉元件可以为具有内螺纹的铆钉元件，内螺纹至少基本上同轴地沿着中心纵轴延伸，铆钉部分的开口制造为略小于芯径。作为螺母元件的替代方案，铆钉元件可以实现为螺栓元件，铆钉元件的主体部设置有轴部，轴部具有外螺纹并且轴部至少基本上同轴地沿着中心纵轴延伸，并且开口略大于螺纹圆柱的芯径。
本发明的铆钉元件实现为螺母元件或螺栓元件时，铆钉元件通常连接到单个组件上以形成组件装配件，并且铆钉元件的螺纹圆柱用于通过分别拧到螺纹圆柱内或螺纹圆柱上的有螺纹的螺栓或螺母的方式将另外的组件附接到组件装配件上。然而，也可以将螺母元件或螺栓元件以自穿孔方式铆接到两个或更多个组件上，即钣金件。
由于铆钉部分设计成具有圆形开口的锥形部分，开口的尺寸决定了块的尺寸，并且确保块保持为足够小以使得其可以通过螺母元件的螺纹圆柱被移除而不产生问题。例如，当螺母元件在部件或钣金件下面的附接期间被布置时，这可以通过空气冲击或重力来实现。通常，螺母元件夹持在设置头中，并且设置头应该具有一个通道，该通道使得块在穿过螺纹圆柱移除后能够传送。
对于螺栓元件或铆钉，块可以压靠在铆钉部分的基部，并且可以通过冲模母模的中心柱镦粗，以这样的方式使其在铆钉部分内固定地夹紧。之后该块增强了螺母、铆钉元件、以及组件或多个组件之间的连接。不需要使用后续的冲压来移除块，并且铆钉元件到组件或钣金件的自穿孔附接在压机的一个冲程内发生，该冲程通常用于附接铆钉元件。然而，压机对于铆钉元件的附接不是必须的。对于这种情况，可以以已知的方式使用机器人或动力操作的一对钳。
在一个实施例中，铆钉部分的封闭的周边壁的外侧在沿纵向平面剖开时，至少基本上为凸圆形。这种形状可以相对容易地由初始的圆柱形铆钉部分在冷镦操作中制造。
替代地，铆钉部分的封闭的周边壁的外侧可以至少基本上锥形地延伸。这种形状明显更坚固，并且有利于铆钉部分的自穿孔功能。
铆钉部分的封闭的周边壁优选地在除了向头部以及自由端过渡之外，具有至少基本上恒定的壁厚度。
主体部靠近过渡到铆钉部分的侧面形成为凸缘，并且可选地设置有提供防止旋转的安全性的特征。当铆钉元件实现为螺母元件或螺栓元件时，这是特别有利的。
根据本发明的组件装配件包括根据上述发明类型之一的铆钉元件，其结合组件，特别是金属组件或钣金件，其中，当设计为螺母元件时，通过铆钉元件的自穿孔引入而在开口的区域中产生的穿孔块通过所述空心螺纹圆柱弃置，并且当被形成为铆钉的螺栓元件时，在开口的区域中产生的穿孔块以镦粗的方式被容纳在靠近主体部的空心铆钉部分中。在这种布置中，组件或多个组件牢固地夹在铆钉珠和由主体部形成的凸缘之间。
铆钉元件的铆钉部分成型为铆钉珠，优选地容纳于组件的凸台中，即铆钉元件的主体部位于凸台的凸起侧。该实施例一方面导致钣金件在铆钉元件附接区域中的期望的加强，另一方面，铆钉珠在凸台内的容纳对于通过螺母元件将另一个组件以螺栓的方式附接到如此形成的组件装配件上时的附接情况是有利的。在这种连接中，铆钉珠与凸台之外的钣金件的平面之间应该仅具有小的间距，例如0.02mm，以便为另一个组件提供平面附接表面。
根据本发明的铆钉元件附接到组件或钣金件的方法，其中钣金件被支撑在冲模母模上，其特征在于冲模母模设置有中心柱，中心柱具有圆柱区域，圆柱区域的外径对应于开口的内径，并且在向铆钉元件施加沿着朝向组件以及冲模母模的压力时，圆柱区域用于穿孔出被压入铆钉部分的块，中心柱的圆柱区域后方为在直径上沿远离圆柱区域发散的区域，区域作用为空心铆钉部分的加宽，并且，中心柱的发散区域合并入U形凹槽，在组件的穿孔和铆钉部分的加宽之后并且向铆钉元件施加更多压力后，U形凹槽将铆钉部分成型为铆钉珠。
这种方法可以简单地在压机的一个冲程中实现，并且不需要提供后续冲压。
特别有利的是，当铆钉元件的主体部容纳在设置头的中空腔中，中空腔经由形成凸台的凹陷合并到设置头的平坦端面中时，由此通过设置头的方式将压力施加到铆钉元件上，组件被重新成型为凸台的形式。为此目的，U形凹槽优选地在其径向外侧合并入围绕凹槽的凸起环状部分，凸起环状部分与设置头的凹陷共同用于形成凸台。
根据本发明的用于铆钉元件自穿孔附接到组件或钣金件的冲模母模，特别是使用上述的方法，其特征在于冲模母模设置有中心柱，中心柱具有圆柱区域，圆柱区域的外径对应于铆钉元件的铆钉部件的开口的内径，并且在向铆钉元件施加沿着朝向组件以及冲模母模的压力时，圆柱区域用于冲压出块，中心柱的圆柱区域后方为在直径上沿远离圆柱区域发散的区域，区域作用为空心铆钉部分的加宽，并且，中心柱的发散区域合并入U形凹槽，在组件的穿孔和铆钉部分的加宽之后，通过向铆钉元件施加更多压力，U形凹槽将铆钉部分成型为铆钉珠。在这一方面，中心柱可在其自由端处形成，具有螺栓元件或铆钉，因此快可以被镦粗在头部的基部上，并且在直径增加以使得以防止铆钉部分内部的损失的方式被夹紧。
特别有利的是，U形凹槽在其径向外侧合并入围绕该凹槽的凸起环。通过这种方式，可以实现凸台的整洁成形，因为钣金件可以变形，以完全地排列设置头的凹陷。
附图说明
以下将结合实施例和图示的附图更详细地描述本发明：
图1A为螺母元件形式的铆钉元件的第一实施例的示意图。
图1B为图1A中的自穿孔螺母元件沿纵向剖开后的侧视图。
图1C为图1A所示的本发明的铆钉元件沿其铆钉部分方向观察的沿纵向的半视图。
图2A至图2C与图1A至图1C相对应，但表示同样以螺母元件形式的本发明的螺母元件的第二实施例。
图3A为用于将根据图1A至图1C所示的本发明的铆钉元件在附接的初始阶段附接到钣金件上的装置示意图，装置具有设置头以及冲模母模。
图3B至图3H与图3A相似，但简单地示意了根据图1A至图1C所示的本发明的铆钉元件自穿孔附接到钣金件的不同阶段。
图4为根据图1A至图1C所示的本发明的铆钉元件自穿孔附接到钣金件后，图3A所示的具有设置头和冲模母模的装置的示意图，图4大致上与图3H相同，但显示了图3A的全部细节。
图5为由图4所出现的组件装配件沿纵向部分剖开后的侧视图。
图6A至图6C表示根据图2A至图2C的根据本发明的自穿孔铆钉元件，但图中为第三实施例，并且为螺栓元件的形式。
图7A至图7C表示根据图2B的自穿孔铆钉元件，但图中为另外的三个不同的实施例，并且为铆钉的形式。
具体实施方式
如图1A至图1C所示，图中示出了一个为螺母元件形式的自穿铆钉元件10，其具有中心纵轴12、具有螺纹圆柱14的主体部16、和用于被压入尚未穿孔的组件60(如图3、4、5所示)的空心铆钉部分18。铆钉部分18可以通过冲模母模20(如图3A所示)的方式形成为至少区域地加宽，并且沿着中心纵轴且远离主体部的方向逐渐变细。所谓“至少在区域上”是指冲模母模只能导致铆钉部分在铆钉部分的下部区域中明显地加宽，因为上部区域牢固地插入到组件中，而且没有重塑成铆钉珠。还应当指出的是，铆钉部分不一定是在其全长上逐渐变细的，但也可以具有一个等径的圆柱形区域，该区域将布置在邻近于铆钉元件的主体部。通常，锥形部分的轴向长度大于任意的这种圆柱形部分的轴向长度。
空心铆钉部分18在向主体部分16过渡的区域中具有大于螺纹圆柱14的外径D2的直径D1。另外，空心铆钉部分18具有封闭的周边壁并且在其自由端26具有孔24，孔24具有至少基本上对应于螺纹圆柱14的芯径D3的直径D4。所谓“封闭的周边壁”意在表示周边壁不被槽细分成段或舌，也不具有孔。铆钉部分18的自由端26处的开口24由圆柱形壁28限定，其下端在图1A中形成穿孔边缘30。可以看出，铆钉元件10在这里形成为螺母元件，并且具有至少基本上与中心纵轴12同轴的内螺纹32，其中开口24略小于芯径D3，使得铆钉部分产生的块可以不产生问题地通过内螺纹32被移除，这将在后面更详细地说明。
作为替代，铆钉元件10可以实现为螺栓元件，如图6A至6C所示。在本实施例中以及在本发明的所有其他实施例中，具有相同设计或满足相同功能的部件具有相同的附图标记，并且可以理解的是，如果没有说明相反的情况，以相同附图标记表征的特征的描述适用于所有实施例。因此，不会不必要地重复描述。
在图6A至图6C中，此时的螺纹圆柱14形成为铆钉元件10的轴部36上的阳螺纹34，而轴部36在铆钉元件的远离铆钉部分18的侧面38处从铆钉元件的主体部16延伸出去。外螺纹34还至少基本上同轴地延伸到中心纵轴12。在该示例中，铆钉部分的开口24可以稍微大于螺纹圆柱体的芯径D3。其原因是，铆钉元件穿孔入钣金件时产生的金属块可以由冲模母模的中心柱通过开口24被受力，因为它没有被移除，而是用于加强铆钉与钣金件的连接，并且为此目的在铆钉部分内抵靠主体部的基部被挤压和镦粗，从而直径增大。
作为根据本发明的自穿孔铆钉元件10的另一个实施例，可以将铆钉元件10命名为铆钉形式，如图7A至图7C所示。这种铆钉特征在于空心铆钉部分18在向主体部16以及封闭的周边壁的过渡区域中具有其最大直径D1，并且铆钉部分18在其自由端26达到其最小直径D4并且具有圆形开口24，铆钉部分18与中心纵轴12形成了封闭角α的锥度在20°和100°之间，优选地在30°和60°之间的，特别是在40°和50°之间的范围内。这些角度值也适用于所有附图的铆钉元件10的其他实施例找中的铆钉部分18。
图7A至图7C示出了根据本发明的铆钉的三种不同的头部形状。在图7A中，主体部16或头部可以理解为浅圆柱42，在图7B中，主体部16形成为圆形头部44，而在图7C中，主体部形成为沉头的头部46。
在图1A至图1C的实施例中，铆钉部分18的周边壁22的外侧至少基本上呈凸状圆形，如在纵向平面中所看到的。
在另外的实施例中，铆钉部分的周边壁22的外侧至少基本上锥形地延伸。
在所有实施例中，铆钉部分的周边壁优选地在除了向头部以及自由端的过渡40之外，具有至少基本上恒定的壁厚度。然而，这并不是必需的，壁厚可以有利地在靠近向主体部16的过渡40的上部区域中比在其自由端区域中更厚。在这些位置之间，周边壁可以逐渐变薄。在这种连接中，铆钉部分在其上部区域将更坚固，因此在组件内更坚硬，这有利于组件的穿孔，并且在其下部区域更容易变形，由此铆钉珠可以更容易地由突起部超出组件的区域形成。
根据本发明的铆钉元件优选地是这样设计的，即，主体部16的与向铆钉部分18的过渡40相邻的一侧形成为凸缘，并且至少具有根据图1A至图1C或图2A至图2C所示的螺母元件，或具有根据图6A至图6C所示的螺栓元件，凸缘设置有特征50以为防止旋转提供安全性，在这里是以鼻部52和凹槽54的形式。此时应当指出，对头部的形状并没有特别的要求。例如，这可以具有类似于配置连接技术公司的RND元件的形状，如EP1116891B中所示。螺栓形的头部或主体部设置有轴向V形沟槽，该沟槽围绕铆钉部分并且通过提供防止旋转安全性的鼻部在离散均匀分布的位置上桥接。
现在将参照图3A至3H以及图4，描述根据本发明的铆钉元件(在这里为根据图1A至图1C的铆钉元件)附接到以钣金件的形式的组件60的方法。在该方法中，设置头56支撑铆钉元件10并且铆钉元件10上方是钣金件形式的组件60。钣金件上方为冲模母模20，组件60可被压在冲模母模20上。
如图3A所示，设置头56具有用于容纳铆钉元件10的主体部16的中空腔58。在中空腔58的上方有一个凹陷62的形式的凹槽，如后文将会解释的，该凹陷62用于在钣金件中形成凸起。凹陷62合并到设置头56的平坦端面57中。在该示例中，设置头56容纳在压机(未示出)的下部工具中，并且可以这样设计(以本身已知的方式)，使得它将螺母元件10一个接一个地提供给压机。
对于压机的每一个冲程，一个铆钉元件或螺母元件10被引入钣金件60中，或者被引入在连续冲模中以链形布置的一系列钣金件中。压机的细节本身是公知的，因此为了简单起见，不会在附图中示出。这里的螺母元件10设置有向上突出的铆钉部分18。冲模母模20设置在钣金件60的上方并且朝下。它可以由压机的上部工具或由压机的中间板(未示出)承载。同样未示出的是，经常会提供弹簧加载的保持件，该保持件将围绕设置头56并用于将钣金件压靠在承载有冲模母模20的压机的工具上。
冲模母模20具有中心柱64，如图3A至图3H以及图4中所示。在图3A显示了压机打开时的情况。中央柱64设有外径与开口24的内径D4相对应的圆柱形区域66。
另外，图3B至图3H显示了表示压机逐步关闭的不同阶段。在图中3B中压机已足够关闭，以使得冲模母模20的中心柱64压靠在钣金件60的上侧，并且钣金件的下侧支撑在铆钉部分18的上自由端上。关于进一步关闭压力机的情况，根据图3C，冲模母模20的中心柱64从钣金件60冲出一个块68，该块68现在能够通过螺母元件的螺纹圆柱14自由落下并进入设置头56的中心通道70。在图3D中，在圆柱形区域66上方的冲模母模20的中心柱的发散区域72已经加宽了由于冲压出块68而导致的钣金件上的开口，并且还加宽了铆钉部分18的自由端69，以使得自由端69现在被挤压并且位于形成在钣金件60上的扩张的开口的边缘67的下方，如图3D所示。还可以在图3D中看到，围绕冲模母模20的凹槽74的凸起环78也与钣金件接触。
在压机进一步闭合时，铆钉部分将钣金件的孔的边缘67向上压入冲模母模20的凹槽74，如图3E所示。根据图3F，压机的进一步闭合导致冲模母模20的凹槽74使得钣金件本身向后折叠，并且同时用于铆钉部分18开始径向向外滚动，初步形成铆钉珠76。
可以理解的是，在加宽的开口的边缘67的区域中，钣金件不一定向后折叠。如果钣金件比较于图中所示的钣金件更厚或具有更高的强度，则在边缘67附近的钣金件的向后折叠不一定发生。
在图3G中铆钉珠76的形成已经进一步进行，同时冲模母模20的凸起环状部分78已经开始讲钣金件20压入设置头56的凹陷62并且压在设置头的端面57上。如图3G所示，现在几乎完成了插入操作。
在图3H中，冲压过程已经完成，冲模母模20的凸起环状部分78将钣金件60压入设置头的凹陷62中，从而在钣金件60中形成凸台80，并且铆钉部分18已形成为位于凸台80的凹陷侧内的完整的铆钉珠76。铆钉元件的主体部16位于凸起侧，即如图3H所示的底侧。
应该注意的是，通过铆钉部分18的自由端26和冲模母模20的中心柱64之间的切割作用而产生的穿孔块68被压入铆钉部分中，通过铆钉元件10的中心通道70下降(如图3C所示)，即通过螺纹圆柱14，并通过重力作用进入设置头的中心通道70，或者可选地借助于可通过冲模母模的中心通道供应的压缩空气的吹出作用下进入设置头的中心通道70。从附图可以看出，中心柱64的圆柱形区域68之后是从圆柱形区域68发散远离圆柱形区域的区域72，该区域72用于空心铆钉部分的加宽。中心柱的发散区域合并进入U形凹槽74，该凹槽74在组件被穿孔和铆钉部分通过进一步施加压力而加宽之后，将铆钉部分18成型为铆钉珠76，如图4和5中可见的组件装配件的完整形式所示。
如上文所述，图3A和图4示出了设置头56和用于将铆钉元件插入钣金件60中的冲模母模20的细节。此外，如图3和图4所示，U形凹槽74在其径向外侧合并到凸起环部分78中，凸起环部分78围绕凹槽74并且与设置头的凹陷62配合以形成钣金件60的凸台80(在图5中可以容易地看到)。以这种方式，钣金件被重新成形成凸起，凸起在图4中的凹陷62排列。
本发明存在的一个重要考虑是铆钉元件10，特别是其铆钉部分18，首先作用为用于冲压钣金件60中的孔的孔形成模，并且与冲模母模20的中心柱64合作，中心柱64作用为冲压成孔的冲头，而不是冲模母模20。在冲压出钣金件中的孔之后，冲模母模20接着承担冲模母模的传统作用，即将铆钉部分形成铆钉珠。
压机内的工作的结果是根据图5所示的组件装配件82。该图示出了组件装配件的侧视图和半剖视图。在本文中讨论组件时，其通常以钣金件的形式存在。然而，不排除组件60可以由塑料材料组成，例如以纤维增强复合材料的形式，该复合材料同样可以考虑并且也可以由根据本发明的铆钉元件穿孔，特别是如果采取适当措施加热塑料材料以使其软化的话。
组件装配件82包括铆钉元件10和组件60，特别是金属组件或钣金件，其中，当铆钉元件形成为螺母元件时，在元件24的区域中通过铆钉元件10的自穿孔引入而产生的块68通过空心螺纹圆柱14被弃置，并且当铆钉元件设计为螺栓元件或铆钉时，在开口区域产生的块68以镦粗的方式被容纳在靠近本体部16(未示出)的基部84的空心铆钉部分18中。
铆钉部分18已成形成铆钉珠，位于钣金件60与主体部16相对的一侧，并与凸缘或主体部的下侧一起形成U形凹槽，在凹槽中钣金件60在铆钉部分产生的孔的环形边缘区域67中被夹持。
从图5中同样可以看出，铆钉元件10的铆钉部分18已成形为铆钉珠76，该铆钉部分18容纳在组件的凸台82内，也就是说，铆钉元件10的主体部16位于凸台的凸起侧86上。
可以理解的是，根据图6A至图6C的穿孔螺栓以及根据图7A至图7C的自穿孔铆钉元件的处理类似于图3和图4所描述的螺母元件的处理。
此外，应该指出的是，在压机的下部工具中的设置头56的布置和在压机的上部工具中的冲模母模的布置在任何方面都并不是必不可少的。设置头56同样可以很好地朝上地装在压机的中间板中，而冲模母模可以在压机的上部工具中朝下地布置。作为这种替代方案，设置头也可以在压机的上部工具处或压机的中间板处朝下地安装，然后冲模母模将朝上地设置在压力机的中间板或压力机的下部工具中。当使用动力操作的一对钳子时，设置头将由钳的一个臂承载，而冲模母模连接到另一个臂。当使用机器人时，其可以承载设置头或冲模母模，并且可以将其压向另一个固定安装的部件，即，冲模母模或设置头。
最后要指出的是，在本申请中，当涉及“从上方”或“从下方”或其它几何关系时，它总是与附图中所示的实施例有关，并且决不应理解为限制性的。
参考标号列表
10 铆钉元件
12 铆钉元件的中心纵轴
14 螺纹圆柱
16 铆钉元件的主体部
18 铆钉元件的铆钉部分
20 冲模母模
22 铆钉部分的周边壁
24 开口
26 铆钉部分的自由端
28 圆柱形壁
30 穿孔边缘
32 螺母元件的内螺纹
34 外螺纹、阳螺纹
36 铆钉元件的轴部
38 铆钉元件10的主体部的侧面
40 铆钉部分向主体部16的过渡
42 形成为扁圆柱体(flat cylinder)的头部或主体部
44 形成为圆头部的主体部
46 形成为沉头(counter-sunk)头部的主体部
48 凸缘
50 提供防止旋转的安全性的特征
52 鼻部
54 半圆切口
56 设置头
57 设置头的平坦端面
58 设置头的中空腔
60 组件
62 设置头的凹陷
64 冲模母模的中心柱
66 冲模母模的中心柱的圆柱形区域
67 钣金件60冲压出的孔的边缘
68 块
69 铆钉部分18的自由端
70 设置头56的中心通道
72 冲模母模20的发散区域
74 冲模母模20的U形凹槽
76 铆钉珠
78 冲模母模的凸起环部分
80 凸台
82 组件装配件
84 主体部16的基部
86 凸台80的凸起侧
D1 铆钉部分与主体部相邻处的直径
D2 螺纹圆柱的外径
D3 螺纹圆柱的芯径
D4 开口24的直径
α 锥形铆钉部分的封闭角

Claims (16)

1.一种自穿孔铆钉元件(10)，所述自穿孔铆钉元件(10)具有中心纵轴(12)、具有螺纹圆柱(14)的主体部(16)和用于被压入非预穿孔的组件(60)中的空心铆钉部分(18)，其中所述铆钉部分(18)通过冲模母模(20)形成为至少区域地加宽，并且沿着所述中心纵轴(12)的方向远离所述主体部(16)逐渐变细，
其特征在于，
所述空心铆钉部分(18)在过渡到所述主体部分(16)的区域中具有直径(D1)，所述直径(D1)大于所述螺纹圆柱的外径(D2)并且所述空心铆钉部分(18)具有封闭的周边壁并且在其自由端(26)具有孔(24)，所述孔(24)具有至少基本上对应于所述螺纹圆柱(14)的芯径(D3)的直径(D4)。
2.根据权利要求1所述的铆钉元件(10)，
其特征在于，
所述铆钉元件(10)为具有内螺纹(14)的螺母元件，所述内螺纹(14)至少基本上同轴地沿着所述中心纵轴(12)延伸，所述铆钉部分(18)的自由端(69)上的开口(24)略小于所述芯径(D3)。
3.根据权利要求1所述的铆钉元件(10)，
其特征在于，
所述铆钉元件(10)为螺栓元件，所述铆钉元件(10)的所述主体部(16)设置有轴部(36)，所述轴部(36)具有外螺纹(34)并且所述轴部至少基本上同轴地沿着所述中心纵轴(14)延伸，并且所述开口(24)可选地略大于所述螺纹圆柱(14)的所述芯径(D3)。
4.一种自穿孔铆钉元件(10)，所述自穿孔铆钉元件(10)具有中心纵轴(14)、具有较大的直径的主体部(16)和具有较小的直径以用于被压入非预穿孔的组件(60)中的空心铆钉部分(18)，其中所述铆钉部分(18)通过冲模母模(20)制造为至少区域地可加宽，并且沿着所述中心纵轴(14)并远离所述主体部(16)的方向逐渐变细，
其特征在于，
所述空心铆钉部分(18)在过渡到所述主体部(16)以及封闭的周边壁的区域中具有其最大直径(D1)，并且所述铆钉部分(18)在其自由端(26)达到其最小直径(D3)并且具有圆形开口(24)，所述铆钉部分(18)的锥度具有封闭角(α)，所述封闭角(α)在20°和100°之间，优选地在30°和60°之间，特别是在40°和50°之间的范围内。
5.根据权利要求1所述的铆钉元件(10)，
其特征在于，
所述铆钉部分的所述周边壁(22)的外侧至少基本上锥形地延伸。
6.根据权利要求1所述的铆钉元件(10)，
其特征在于，
所述铆钉部分(18)的所述周边壁(22)的外侧在沿纵向平面剖开时，至少基本上为凸圆形。
7.根据权利要求1所述的铆钉元件(10)，
其特征在于，
所述铆钉部分(18)的所述周边壁(22)在除了过渡到所述主体部(16)之外，具有至少基本上恒定的壁厚度。
8.根据权利要求1所述的铆钉元件(10)，
其特征在于，
所述主体部(16)靠近过渡到所述铆钉部分(18)的侧面(38)形成为凸缘(47)，并且可选地设置有提供防止旋转的安全性的特征(50)。
9.一种组件装配件(82)，包括根据权利要求1所述的铆钉元件(10)，所述铆钉元件(10)与组件(60)结合，特别是金属组件或钣金件，其中当被设计为螺母元件时，通过所述铆钉元件(10)的自穿孔引入而在所述开口(24)的区域中产生的穿孔块(68)通过所述空心螺纹圆柱(14)弃置，并且当被设计为螺栓元件或铆钉时，在所述开口(24)的区域中产生的所述穿孔块(68)以镦粗的方式被容纳在靠近所述主体部(16)的所述空心铆钉部分(18)中。
10.根据权利要求9所述的组件装配件(82)，
其特征在于，
所述铆钉元件的所述铆钉部分形成为铆钉珠(76)，容纳于所述组件(60)的凸台(80)中，并且所述铆钉元件的所述主体部(16)位于所述凸台(80)的凸起侧。
11.一种使用冲模母模(20)将根据权利要求1所述的铆钉元件(10)附接到组件或者钣金件(60)的方法，所述冲模母模(20)被布置在所述部件的另一侧，
其特征在于，
所述冲模母模(20)设置有中心柱(70)，所述中心柱(70)具有圆柱区域(66)，所述圆柱区域(66)的外径对应于所述开口(24)的所述内径(D4)，并且在向所述铆钉元件(10)施加沿着朝向所述组件(60)以及所述冲模母模(20)的压力时，所述圆柱区域(66)用于穿孔出被压入所述铆钉部分(18)的块(68)，所述中心柱(70)的所述圆柱区域(66)后方为在直径上沿远离所述圆柱区域(66)发散的区域(72)，所述区域(72)作用为所述空心铆钉部分(18)的加宽，并且，所述中心柱(70)的所述发散区域(72)合并入U形凹槽(74)，在所述组件(60)的穿孔和所述铆钉部分(18)的加宽之后并且向所述铆钉元件(10)施加更多压力后，所述U形凹槽(74)将所述铆钉部分(18)成型为铆钉珠(76)。
12.根据权利要求11所述的方法，
其特征在于，
所述铆钉元件(10)的所述主体部(16)容纳在设置头(56)的中空腔(58)中，所述中空腔(58)经由形成凸台(80)的凹陷(62)合并到所述设置头(56)的平坦端面(57)中，由此通过所述设置头(56)的方式将压力施加到所述铆钉元件上，所述组件(60)被重新成型为凸台(80)的形式。
13.根据权利要求12所述的方法，
其特征在于，
所述U形凹槽(74)在其径向外侧合并入围绕所述凹槽(74)的凸起环，所述凸起环与所述设置头(56)的所述凹陷(62)共同用于形成所述凸台(80)。
14.一种使用冲模母模(20)将根据权利要求1所述的铆钉元件(10)附接到组件或者钣金件(60)的方法，所述冲模母模(20)被布置在所述部件的另一侧，
其特征在于，所述铆钉元件的铆钉部分(18)首先作为孔形成模具操作，用于在所述钣金件60上冲压出孔，并且与所述冲模母模(20)的中心柱(64)共同操作，所述中心柱(64)作用为所述孔的冲压的冲头，并且在所述钣金件冲压出孔后，所述冲模母模(20)用于加宽所述铆钉部分(18)并且将所述铆钉部分(18)形成为铆钉珠(76)。
15.一种冲模母模(20)，用于将根据权利要求1所述铆钉元件(10)附接到组件或钣金件(60)，
其特征在于，
所述冲模母模(20)具有中心柱(64)，所述中心柱(64)具有圆柱区域(66)，所述圆柱区域(66)的外径对应于所述铆钉元件(10)的所述铆钉部分(18)的所述开口(24)的所述内径(D4)，并且在向所述铆钉元件(10)施加沿着朝向所述组件(60)以及所述冲模母模(20)的压力时，所述圆柱区域(66)用于穿孔出块(68)，所述中心柱(64)的所述圆柱区域(66)后方为在直径上沿远离所述圆柱区域(66)发散的区域(72)，所述区域(72)作用为所述空心铆钉部分(18)的加宽，并且，所述中心柱(70)的所述发散区域(72)合并入U形凹槽(74)，在所述组件(60)的穿孔和所述铆钉部分(18)的加宽之后并且向所述铆钉元件(10)施加更多压力后，所述U形凹槽(74)将所述铆钉部分(18)成型为铆钉珠(76)。
16.根据权利要求15所述的冲模母模(20)，
其特征在于，
所述U形凹槽(74)在其径向外侧合并入围绕所述凹槽(74)的凸起环(78)。
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