CN115135887A - 用于设置螺纹的铆钉元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铆钉元件(10)，用于在至少一个构件中设置螺纹，铆钉元件具有能形锁合地贴靠在所述构件上的头部区段(14)和能插入延伸穿过所述构件的开口中并且能塑性变形的套筒区段(16)，其中所述套筒区段(16)设有内螺纹(22)，抽拉芯轴和/或螺钉元件能拧入该内螺纹中，所述套筒区段(16)在外圆周(24)上具有突出的板条结构(26)，并且所述板条结构(26)具有至少一个第一支撑板条(30)和至少一个第二支撑板条(32)，它们沿套筒区段(16)的纵向方向(L)延伸并且通过凹部(34)彼此隔开，并且在套筒区段(16)塑性变形之后，各所述支撑板条(30、32)接触，以便在头部区段(14)和套筒区段(16)之间实现直接力流。

Description

用于设置螺纹的铆钉元件
技术领域
本发明涉及一种铆钉元件，所述铆钉元件用于在至少一个构件中设置螺纹，所述铆钉元件具有能形锁合地贴靠在所述构件上的头部区段以及具有能插入延伸穿过所述构件的开口中并且能塑性变形的套筒区段，其中，所述套筒区段设有内螺纹，抽拉芯轴和/或螺钉元件能拧入该内螺纹中。
背景技术
开头所述类型的铆钉元件用于在薄壁构件，例如金属板部件中引入能承重的螺纹。然后可通过该螺纹将薄壁构件与另一构件用螺纹连接。
在只能从一侧接近的构件中，通常使用所谓的盲铆螺母。盲铆螺母具有细长的空心套筒区段以及具有头部区段，所述套筒区段设有可塑性变形的内螺纹区段。
为了设置盲铆螺母，在构件中制造开口并且随后将铆钉元件插入该开口中。在铆钉元件被插入开口中之后，头部区段贴靠在该构件上并且套筒区段的一部分从开口中延伸出。为了使套筒区段塑性变形，拧入所谓的抽拉芯轴，该抽拉芯轴延伸穿过铆钉体并在头部区段处从套筒区段突出。通过对抽拉芯轴施加拉力，套筒区段被压缩并且在此时形成环绕的突起，该突起贴靠在构件的与头部区段相对置的一侧上。由此，盲铆螺母形锁合地固定在构件上。在套筒区段塑性变形后，可再次将抽拉芯轴拧出。
DE 202015100359 U1公开了一种盲铆螺母，其具有放置头和空心柄，其中，空心柄具有与放置头相邻且具有多边形外部形状的防旋转区段、用于容纳螺纹元件的螺纹区段以及位于防旋转区段和螺纹区段之间的夹紧区段，该夹紧区段确定用于，在将盲铆螺母设置在载体上的过程中变形，并且夹紧区段包括一排沿空心柄纵轴线延伸的纵向缝隙、与防旋转区段相邻的第一部分以及位于第一部分和螺纹区段之间的第二部分，纵向缝隙仅位于第二部分中。
随着盲铆螺母在底盘领域中的使用增加，越来越需要在两个要连接的构件中实现超弹性螺钉拧紧，以传递出现的高剪切力。
发明内容
本发明所基于的任务是提供一种铆钉元件，其能够实现超弹性螺钉拧紧。
为了解决所述任务，提出具有权利要求1的特征的铆钉元件。
铆钉元件的有利设计方案是从属权利要求的技术方案。
根据一个方面，提出一种用于在至少一个构件中设置螺纹的铆钉元件。该铆钉元件具有能形锁合地贴靠在所述构件上的头部区段以及具有能插入延伸穿过所述构件的开口中并且能塑性变形的套筒区段，其中，所述套筒区段设有内螺纹，抽拉芯轴和/或螺钉元件能拧入该内螺纹中，所述套筒区段在外圆周上具有突出的板条结构，并且所述板条结构具有至少一个第一支撑板条和至少一个第二支撑板条，所述至少一个第一支撑板条和所述至少一个第二支撑板条沿套筒区段的纵向方向延伸并且通过凹部彼此隔开，并且在套筒区段塑性变形后，各所述支撑板条接触，以便能够在头部区段和套筒区段之间实现直接力流。
在套筒区段塑性变形期间，即在铆接过程期间，两个支撑板条彼此相向移动直到它们接触。由于支撑板条通过凹部彼此隔开，因此在铆接过程期间在支撑板条之间不形成突起。由此，在铆接过程结束之后，当紧固元件被拧入内螺纹时，能够在头部区段和套筒区段之间实现直接力流，方式为：通过支撑板条传导在拧入时出现的力。因此，板条结构确保在基于高预紧力的超弹性螺钉拧紧的情况下避免再设置(Nachsetzen)，即铆钉元件的进一步变形。由此可实现限定的预紧力。此外，避免了基于由再设置过程引起的旋转角度波动而在拧紧过程曲线中出现高的变化。此外，铆钉元件的变形过程不像到目前为止那样通过纯的力切断来终止，而是通过几何方面限定的特征来终止。最后，板条结构确保进一步的形锁合固定，以防止铆钉元件在载体材料中扭转。
通过拧入紧固元件，例如螺钉，该构件可借助于螺钉拧紧、尤其是借助于超弹性螺钉拧紧与另一构件相互连接。此外，内螺纹也可用于将抽拉芯轴与铆钉元件连接。为此，抽拉芯轴可在端部具有外螺纹，该外螺纹拧入到套筒区段的内螺纹中，所述套筒区段在头部区段处突出。通过对抽拉芯轴施加拉力，套筒区段被压缩并塑性变形。在铆接过程结束之后，可将抽拉芯轴从内螺纹拧出并用于另外的铆接过程。
在一种有利的设计方案中，第一支撑板条直接贴靠在头部区段上，并且第二支撑板条设置在套筒区段的自由端部上。第二支撑板条优选比第一支撑板条长。
铆钉元件可用于在底盘领域中实现剪力板连接和牵杆连接。
通过凹部避免了在套筒区段塑性变形期间在套筒区段中形成拱起部，从而能够产生从头部区段到套筒区段的直接力流。
在一种有利的设计方案中，各支撑板条在塑性变形后直接接触。此外有利的是，各支撑板条的彼此面对的端面接触。
在一种有利的设计方案中，套筒区段在凹部区域中开有缝隙。在两个支撑板条之间的缝隙导致在套筒区段塑性变形时在支撑板条之间不存在以拱起部形式的突起区段。由此，在塑性变形后可在两个支撑板条之间建立直接接触并且因此建立从头部区段至套筒区段的力流。
在一种有利的设计方案中，板条结构具有在套筒区段的圆周方向上分布地设置的多个板条对，其中，每个板条对具有一个第一支撑板条和一个第二支撑板条，所述一个第一支撑板条和所述一个第二支撑板条沿套筒区段的纵向方向延伸并且通过凹部彼此隔开。通过在套筒区段的圆周上设置板条对确保了头部区段和套筒区间之间的直接力流的均匀分布。有利的是，板条对以彼此等距的距离分布地设置在套筒区段的圆周上。板条对也可以彼此不规则的距离分布地设置在套筒区段的圆周上。
在一种有利的设计方案中，支撑板条构造成长方体形的。由此在头部区段和套筒区段之间实现最佳的力流。此外，长方体形的支撑板条可简单且低成本地制造。最后，这种几何结构确保了进一步的形锁合固定，以防止铆钉元件在载体材料中扭转。
在一种有利的设计方案中，所述支撑板条与套筒区段构造成一体的并且由相同的材料制成。由此在头部区段和套筒区段之间实现改进的直接力流。此外，在铆钉元件的制造过程中可简单地制造板条对。铆钉元件可借助于深冲制造。
在一种有利的设计方案中，套筒区段在塑性变形后具有与板条结构相邻的至少一个突起区段。在套筒区段的塑性变形期间，即在铆接过程期间，套筒区段被压缩。由此，套筒区段形成以突起区段形式的材料弯曲部。突起区段贴靠在构件的与头部区段相对置的一侧上并确保铆钉元件形锁合地配合在开口中。突起区段也可称为拱起部。如果铆钉元件具有多个板条对，则套筒区段在两个板条对之间分别具有一个突起区段。
在一种有利的设计方案中，铆钉元件由金属和/或塑料制成。由金属制成的铆钉元件具有高强度。由塑料，尤其是纤维增强塑料制成的铆钉元件具有低的重量。
用于借助铆钉元件在至少两个构件之间产生超弹性螺钉连接的方法可具有下述方法步骤。首先，制造延伸穿过构件的开口，其中，该开口具有圆形区段和至少一个矩形区段。然后，将铆钉元件插入开口中，使得铆钉元件的套筒区段设置在圆形区段内并且铆钉元件的板条结构设置在矩形区段内。此后，将抽拉芯轴拧入铆钉元件的内螺纹中。然后，通过对抽拉芯轴施加拉力使铆钉元件塑性变形，使得板条结构的各支撑板条接触并且套筒区段形成突起区段。塑性变形结束之后，将抽拉芯轴从内螺纹拧出。最后，将第二构件以一个开口定位在铆钉元件的前面并将螺钉元件引导穿过该开口并拧入到铆钉元件的内螺纹中且超弹性拧紧。
附图说明
下面参照在附图中示意性示出的实施例详细阐述铆钉元件以及其它特征和优点。附图如下：
图1示出铆钉元件的透视图；
图2示出图1的铆钉元件的第二透视图；
图3示出具有一个切口的、处于塑性变形状态中的铆钉元件的俯视图；以及
图4示出图3中的铆钉元件旋转90°的视图。
具体实施方式
在图1至4中示出用于在未示出的构件中设置螺纹的铆钉元件10。
铆钉元件10由金属和/或塑料制成并且具有能形锁合地贴靠在构件上的头部区段14和能插入延伸穿过构件的开口中的套筒区段16。
头部区段14具有圆柱形凸缘18，当套筒区段16插入延伸穿过构件的开口中时，该圆柱形凸缘形锁合地贴靠在所述构件上。
套筒区段16可塑性变形并且构造为具有内螺纹22的空心圆柱体20。用于使套筒区段16塑性变形的未示出的抽拉芯轴以及未示出的螺钉元件可拧入到该内螺纹22中。
如结合图1至4可以看出的那样，套筒区段16在其外圆周24上具有板条结构26。所述板条结构26具有在套筒区段的圆周方向U上分布地设置的多个板条对28，其中，每个板条对28具有一个第一支撑板条30和一个第二支撑板条32，所述一个第一支撑板条和所述一个第二支撑板条沿套筒区段16的纵向方向L延伸。
各所述支撑板条30、32通过凹部34彼此隔开，其中，该凹部34构造为设置在套筒区段16中的缝隙36。
如尤其是在图1和2中可以看出的那样，第一支撑板条30直接贴靠在头部区段14上，而第二支撑板条32设置在套筒区段16的自由端部上。在当前情况下，第二支撑板条32比第一支撑板条30长。在套筒区段16的塑性变形状态中——如其在图3和4中所示那样，这两个支撑板条30和32直接相互贴靠，从而当拧入未示出的螺钉元件时能够在头部区段14和套筒区段16之间实现直接力流。
在套筒区段16的塑性变形状态中，在接触的各支撑板条30、32之间形成突起区段38，该突起区段通过塑性变形期间套筒区段16的压缩产生。突起区段38在此形成拱起部。
下面阐述一种用于借助铆钉元件10和超弹性螺钉拧紧来连接两个构件的可能的方法。首先，在各构件之一中制造贯穿的开口，该开口具有圆形区段和多个矩形区段。然后将铆钉元件10插入开口中，使得套筒区段16设置在圆形区段内并且板条结构26设置在矩形区段内，并且头部区段14贴靠在构件上。然后，将未示出的抽拉芯轴拧入内螺纹22中并对抽拉芯轴施加拉力。由此，通过压缩套筒区段使套筒区段16塑性变形，从而第二支撑板条32朝向第一支撑板条30移动并且在板条对之间形成突起区段38。在套筒区段16的塑性变形结束之后，两个支撑板条30、32相互贴靠。此后将抽拉芯轴从内螺纹22拧出并将第二构件以一个开口定位在铆钉元件上方，以便将未示出的螺钉元件插入该开口中并拧入到内螺纹22中且超弹性拧紧。
通过在套筒区段16的外圆周24上设置由缝隙36隔开的支撑板条30、32，在铆接过程结束之后，在螺钉元件被拧入内螺纹22时，能够在头部区段14和套筒区段16之间实现直接力流。由于从头部区段14向套筒区段16的直接力流，排除了基于由超弹性螺钉拧紧引起的高预紧的再设置现象。由此实现限定的预紧力，该预紧力可确保超弹性螺钉拧紧的功能要求。此外，在拧紧过程曲线中不出现基于由再设置过程引起的旋转角度波动的高的变化。此外，具有矩形区段的开口和设置在其中的板条结构26的组合确保了形锁合固定，从而防止在螺钉连接和超弹性拧紧期间铆钉元件10在载体材料中扭转。
附图标记列表
10 铆钉元件
14 头部区段
16 套筒区段
18 圆柱形凸缘
20 空心圆柱体
22 内螺纹
24 外圆周
26 板条结构
28 板条对
30 第一支撑板条
32 第二支撑板条
34 凹部
36 缝隙
38 突起区段
U 圆周方向
L 纵向方向

Claims (7)

1.一种铆钉元件(10)，所述铆钉元件用于在至少一个构件中设置螺纹，所述铆钉元件具有能形锁合地贴靠在所述构件上的头部区段(14)以及具有能插入延伸穿过所述构件的开口中并且能塑性变形的套筒区段(16)，其中，所述套筒区段(16)设有内螺纹(22)，抽拉芯轴和/或螺钉元件能拧入该内螺纹中，所述套筒区段(16)在外圆周(24)上具有突出的板条结构(26)，所述板条结构(26)具有至少一个第一支撑板条(30)和至少一个第二支撑板条(32)，所述至少一个第一支撑板条和所述至少一个第二支撑板条沿套筒区段(16)的纵向方向(L)延伸并且通过凹部(34)彼此隔开，并且在套筒区段(16)塑性变形之后，各所述支撑板条(30、32)接触，以便能够在头部区段(14)和套筒区段(16)之间实现直接力流。
2.根据权利要求1所述的铆钉元件(10)，其特征在于，所述凹部(34)构造为引入到套筒区段(16)中的缝隙(36)。
3.根据权利要求1或2所述的铆钉元件(10)，其特征在于，所述板条结构(26)具有在套筒区段(16)的圆周方向(U)上分布地设置的多个板条对(28)，其中，每个板条对(28)具有一个第一支撑板条(30)和一个第二支撑板条(32)，所述一个第一支撑板条和所述一个第二支撑板条沿套筒区段(16)的纵向方向(L)延伸并且通过凹部(34)彼此隔开。
4.根据前述权利要求中任一项所述的铆钉元件，其特征在于，各所述支撑板条(30、32)构造成长方体形的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的铆钉元件(10)，其特征在于，所述支撑板条(28)与套筒区段(16)构造成一体的并且由相同的材料制成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的铆钉元件(10)，其特征在于，所述套筒区段(16)在塑性变形后具有与板条结构(26)相邻的至少一个突起区段(38)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的铆钉元件(10)，其特征在于，所述铆钉元件(10)由金属和/或塑料制成。
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