DE102021124811A1

DE102021124811A1 - Genuteter stanzniet

Info

Publication number: DE102021124811A1
Application number: DE102021124811.6A
Authority: DE
Inventors: Andrey M. Ilinich; S. George Luckey jun.; Amanda Kay Freis; Garret Sankey Huff
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2022-03-24
Also published as: CN114251339A; US20220090619A1

Abstract

Die Offenbarung stellt einen genuteten Stanzniet bereit. Ein Stanzniet (SPR) wird bereitgestellt, der einen Kopfabschnitt und einen Schaft beinhaltet, der sich von dem Kopfabschnitt erstreckt. Der Schaft definiert eine Hohlbohrung und eine Seitenwand, welche die Hohlbohrung umgibt. Die Seitenwand weist eine reduzierte Dicke in Richtung eines distalen Endabschnitts des Schafts auf, um eine Schneidkante an einer distalen Endspitze des Schafts zu definieren, und der SPR definiert eine Umfangsnut, die mindestens teilweise um den Schaft herum angeordnet ist und sich in die Seitenwand erstreckt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Befestigungselemente und insbesondere Stanzniete.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
Stanznieten ist zu einer beliebten Technik zum Verbinden von zwei oder mehr Werkstücken geworden. Beim Stanznieten ist kein vorgeformtes Loch erforderlich. Die Stanznietverbindung wird unter Verwendung eines Niets und einer Matrize erreicht. Durch Platzieren der Werkstücke zwischen dem Niet und der Matrize und unter Verwendung einer Stanze zum Drücken des Niets gegen die Werkstücke durchsticht das Einführende des Niets die Werkstücke und verformt sie plastisch. Das Einführende des Niets und die benachbarten Abschnitte der Werkstücke werden innerhalb eines Hohlraums der Matrize verformt, wodurch eine Nietverbindung gebildet wird.
Durch das Stanzen und Verformen des Stanzniets (self-piercing rivet - SPR) und der benachbarten Abschnitte der Werkstücke wird das Einführende des SPR jedoch einer stark lokalisierten Dehnung ausgesetzt, die zu Rissen in dem SPR oder den Werkstücken führen kann. Darüber hinaus kann bei Werkstücken, die aus bestimmten Materialien hergestellt sind, das Einführende des SPR nicht ordnungsgemäl innerhalb des Hohlraums der Matrize verformt werden und kann eine gewünschte Nietverbindung nicht erreicht werden.
Diese Probleme im Zusammenhang mit der Verwendung von SPRs zum Verbinden von Werkstücken werden durch die vorliegende Offenbarung angegangen.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Umfangs oder all ihrer Merkmale.
In einer Form wird ein Stanzniet bereitgestellt, der einen Kopfabschnitt und einen Schaft beinhaltet, der sich von dem Kopfabschnitt erstreckt. Der Schaft definiert eine Hohlbohrung und eine Seitenwand, welche die Hohlbohrung umgibt. Die Seitenwand weist eine reduzierte Dicke in Richtung eines distalen Endabschnitts des Schafts auf, um eine Schneidkante an einer distalen Endspitze des Schafts zu definieren, und eine Umfangsnut ist mindestens teilweise um den Schaft herum angeordnet und erstreckt sich in die Seitenwand.
In anderen Merkmalen weist der Kopfabschnitt einen Durchmesser auf, der gröl er als ein Durchmesser des Schafts ist. Der Kopfabschnitt ist massiv. Die Umfangsnut erstreckt sich in mindestens 5 % einer Dicke der Seitenwand und erstreckt sich um eine gesamte Peripherie der Seitenwand.
In einer anderen Form wird eine Strukturbaugruppe bereitgestellt, die ein oberes Substrat, ein unteres Substrat, das in der Nähe des oberen Substrats angeordnet ist, und einen Stanzniet beinhaltet, der sich durch das obere Substrat und in einen Abschnitt des unteren Substrats erstreckt. Der Stanzniet beinhaltet einen Kopfabschnitt, einen Schaft, der sich von dem Kopfabschnitt erstreckt und eine Hohlbohrung und eine Seitenwand umfasst, welche die Hohlbohrung umgibt. Die Seitenwand weist eine reduzierte Dicke in Richtung eines distalen Endabschnitts des Schafts auf, um eine Schneidkante an einer distalen Endspitze des Schafts zu definieren. Eine Umfangsnut ist mindestens teilweise um den Schaft herum angeordnet und erstreckt sich in die Seitenwand. Während der Installation des Stanzniets kollabiert die Umfangsnut auf sich selbst und lenkt ein Aufweiten des Stanzniets in das untere Substrat.
In anderen Merkmalen erstreckt sich der Stanzniet nicht durch eine Bodenfläche des unteren Substrats. In einer Form fliel t ein Material des unteren Substrats nicht in die Umfangsnut. Es versteht sich jedoch, dass in anderen Formen ein Teil des Materials des unteren Substrats in die Umfangsnut fliel en kann, bevor die Umfangsnut vollständig auf sich selbst kollabiert. In einer Form beinhaltet das obere Substrat ein Stahlmaterial und beinhaltet das untere Substrat einen Aluminiumguss. Die Strukturbaugruppe beinhaltet ferner mindestens ein zusätzliches Substrat, das zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat angeordnet ist. Der Kopfabschnitt des Stanzniets weist einen Durchmesser auf, der gröl er als ein Durchmesser des Schafts ist. Die Umfangsnut des Stanzniets definiert eine Breite von mindestens 5 % einer Dicke der Seitenwand. Die Umfangsnut erstreckt sich um eine gesamte Peripherie der Seitenwand.
In noch einer anderen Form wird eine Strukturbaugruppe bereitgestellt, die ein oberes Substrat, ein unteres Substrat, das in der Nähe des oberen Substrats angeordnet ist, und einen Stanzniet beinhaltet, der sich durch das obere Substrat und in einen Abschnitt des unteren Substrats erstreckt. Der Stanzniet beinhaltet einen Kopfabschnitt, einen Schaftabschnitt und eine Umfangsnut. Der Schaft erstreckt sich von dem Kopfabschnitt und beinhaltet eine Hohlbohrung und eine Seitenwand, welche die Hohlbohrung umgibt. Die Seitenwand weist eine reduzierte Dicke in Richtung eines distalen Endabschnitts des Schafts auf, um eine Schneidkante an einer distalen Endspitze des Schafts zu definieren. Die Umfangsnut ist mindestens teilweise um den Schaft herum angeordnet und erstreckt sich in die Seitenwand. Während der Installation des Stanzniets kollabiert die Umfangsnut auf sich selbst und lenkt ein Aufweiten des Stanzniets in das untere Substrat. In einer Form erstreckt sich der Stanzniet nicht durch eine Bodenfläche des unteren Substrats. In einer anderen Form fliel t ein Material des unteren Substrats nicht in die Umfangsnut.
In noch anderen Merkmalen beinhaltet das obere Substrat ein Stahlmaterial und beinhaltet das untere Substrat einen Aluminiumguss. Die Strukturbaugruppe beinhaltet ferner mindestens ein zusätzliches Substrat, das zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat angeordnet ist. Der Kopfabschnitt des Stanzniets beinhaltet einen Durchmesser, der größer als ein Durchmesser des Schafts ist. Die Umfangsnut des Stanzniets erstreckt sich um eine gesamte Peripherie der Seitenwand.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der in dieser Schrift bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und konkrete Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Für ein umfassendes Verständnis der Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verschiedene beispielhafte Formen davon beschrieben, wobei Folgendes gilt:

1 stellt verschiedene Schritte der Installation eines Stanzniets (SPR) in Werkstücke gemäl den Lehren der vorliegenden Offenbarung dar, wobei: der SPR bei Schritt A über den Werkstücken angeordnet wird und durch ein Installationswerkzeug gehalten wird; eine Stanze des Installationswerkzeugs bei Schritt B betätigt wird, um den SPR gegen die Werkstücke zu drücken; ein Einführende des SPR bei Schritt C in die Werkstücke eindringt, um einen Abschnitt der Werkstücke und das Einführende des SPR in einen Matrizenhohlraum zu verformen, um eine Nietverbindung zu bilden; und die Stanze bei Schritt D angehoben wird, nachdem die Nietverbindung gebildet wurde;
2A ist eine perspektivische Ansicht eines Stanzniets, der gemäl den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
2B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2B-2B aus 2A;
Die 3A und 3B sind achsensymmetrische Querschnittsansichten eines 2D-Finite-Elemente-Modells (FEM) eines herkömmlichen SPR bzw. eines SPR, der gemäl den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, wobei der herkömmliche SPR und der SPR der vorliegenden Offenbarung der Darstellung nach zwischen einer Stanze und zu verbindenden Werkstücken positioniert sind;
Die 4A und 4B sind achsensymmetrische Querschnittsansichten des 2D-FEM eines herkömmlichen SPR bzw. eines SPR, der gemäl den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, wobei gezeigt ist, dass die SPRs durch ein oberes Substrat und in einen Abschnitt eines unteren Substrats stechen, um das obere Substrat und das untere Substrat und den Einführabschnitt der SPRs in einen Matrizenhohlraum zu verformen;
Die 5A und 5B sind vom FEM vorhergesagte Verteilungen der effektiven plastischen Dehnung, die den 4A und 4B entsprechen, welche die Dehnungen an verschiedenen Abschnitten des unteren Substrats zeigen;
Die 6A und 6B sind achsensymmetrische Querschnittsansichten des 2D-FEM eines herkömmlichen SPR bzw. eines SPR, der gemäl den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, wobei gezeigt ist, dass die SPRs durch ein oberes Substrat und in einen Abschnitt eines unteren Substrats stechen, um das obere Substrat und das untere Substrat und den Einführabschnitt der SPRs in einen Matrizenhohlraum zu verformen;
Die 7A und 7B sind vorhergesagte Verteilungen der effektiven plastischen Dehnung, die den 6A und 6B entsprechen, welche die Dehnung an verschiedenen Abschnitten des unteren Substrats zeigen; und
Die 8A und 8B sind Querschnittsansichten, die beispielhafte Formen von zusätzlichen Substraten gemäl den Lehren der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen.

Die in dieser Schrift beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und soll die vorliegende(n) Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass über alle Zeichnungen hinweg entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Stanzniet (SPR) 12, der gemäl den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, verwendet, um Werkstücke zu verbinden, die ein oberes Substrat 14 und ein unteres Substrat 16 beinhalten können. Der SPR 12 wird durch ein Installationswerkzeug 20, das eine Matrize 26 und eine Stanzbaugruppe 28 beinhaltet, an dem oberen und unteren Substrat 14, 16 installiert. Die Stanzbaugruppe 28 ist über dem oberen und unteren Substrat 14, 16 angeordnet und beinhaltet einen Stanzhalter 30 und eine Stanze 32, die beweglich in dem Stanzhalter 30 aufgenommen ist. Der SPR 12 ist innerhalb des Stanzhalters 30 und unter der Stanze 32 angeordnet. Die Matrize 26 ist unter dem oberen und unteren Substrat 14, 16 angeordnet und definiert einen Hohlraum 34, in dem ein Abschnitt des SPR 12 und Abschnitte des oberen und unteren Substrats 14 und 16 innerhalb des Hohlraums 34 der Matrize 26 verformt werden sollen.
Unter Bezugnahme auf die 2A und 2B in Verbindung mit 1 beinhaltet der SPR 12, der gemäl den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, einen Kopfabschnitt 40 und einen Schaft 42, der sich von dem Kopfabschnitt 42 erstreckt. Der Schaft 42 ist ein Einführabschnitt des SPR 12, der zum Stechen in die Werkstücke verwendet wird und der innerhalb des Hohlraums 34 der Matrize 26 verformt wird. Der Schaft 42 weist einen proximalen Endabschnitt 44 in der Nähe des Kopfabschnitts 40 und einen distalen Endabschnitt 46 vom Kopfabschnitt 42 entfernt auf. Der Schaft 42 definiert eine Hohlbohrung 48 und eine Seitenwand 50, welche die Hohlbohrung 48 umgibt. Eine Umfangsnut 52 ist mindestens teilweise um den Schaft 42 herum angeordnet und erstreckt sich in der Nähe des distalen Endabschnitts 46 des Schafts 42 in die Seitenwand 50. In einem Beispiel erstreckt sich die Umfangsnut 52 um eine gesamte Peripherie der Seitenwand 50. Wie eindeutig in 1 gezeigt, weist der Kopfabschnitt 40 eine Kegelstumpfform auf und weist einen Außendurchmesser D1 auf, der größer als ein Außendurchmesser D2 des Schafts 42 ist. Während der Kopfabschnitt 40 in den Figuren als massiv gezeigt ist, kann der Kopfabschnitt 40 hohl sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Wie ferner in 2B gezeigt, weist die Seitenwand 50 des Schafts 42 eine reduzierte Dicke in Richtung des distalen Endabschnitts 46 des Schafts auf, um eine Schneidkante 47 an einer distalen Endspitze 49 des Schafts 42 zu definieren. Insbesondere kann diese Schneidkante 47 in Richtung des distalen Endabschnitts 46 beobachtet werden, wo die Dicke der Seitenwand 50 abnimmt und das Ende des SPR 12 im Allgemeinen zu einer Schräge an der distalen Endspitze 49 kommt. In einem Beispiel erstreckt sich eine Tiefe „D“ der Umfangsnut 52 in mindestens 5 % einer Dicke „T“ der Seitenwand 50 und beträgt eine Breite „W“ mindestens 5 % der Dicke „T“ der Seitenwand 50 (d. h. D = 0,05 x T, W = 0,05 x T). Es versteht sich, dass andere Tiefen, Breiten und Formen der Umfangsnut 52 eingesetzt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1, um den SPR 12 in Werkstücke zu installieren, beinhalten die Werkstücke das obere Substrat 14 und das untere Substrat 16, die bei Schritt A zwischen der Matrize 26 und dem Stanzhalter 30 platziert werden. Der Stanzhalter 30 und die Matrize 26 bilden gemeinsam eine Klemme, um die Werkstücke 14, 16 dazwischen einzuklemmen. Als ein Beispiel können der Stempelhalter 30 und die Matrize 26 an gegenüberliegenden Enden einer Schraubzwinge (nicht gezeigt) ausgebildet sein. Der SPR 12 ist innerhalb des Stanzhalters 30 unter der Stanze 32 aufgenommen.
Nachdem das obere und das untere Substrat 14, 16 ordnungsgemäßpositioniert sind, wird der Stempel 32 bei Schritt B betätigt, um den SPR 12 gegen das obere und das untere Substrat 14, 16 zu drücken. Das obere und das untere Substrat 14, 16 werden bei diesem Schritt erheblich verformt. Wenn die Stanze 32 den SPR 12 weiter gegen das obere und das untere Substrat 14, 16 drückt, dringt bei Schritt C der Schaft 42 des SPR 12 durch das obere Substrat 14 ein und dringt dann teilweise in das untere Substrat 16 ein, um eine mechanische Verriegelung zu erzeugen. Das obere und das untere Substrat 14, 16 und der Schaft 42 des SPR 12 werden bei Schritt D innerhalb des Hohlraums 34 der Matrize 26 verformt und füllen den Hohlraum 34 der Matrize 26 teilweise oder vollständig aus, um eine geschlossene Nietverbindung in dem Hohlraum 34 der Matrize 26 zu bilden.
Unter Bezugnahme auf die 3A und 3B sind sowohl ein herkömmlicher SPR 10 als auch der SPR 12 der vorliegenden Offenbarung in einem achsensymmetrischen 2D-Finite-Elemente-Modell (FEM) vor der Installation veranschaulicht. In den achsensymmetrischen Veranschaulichungen dieser Schrift versteht es sich, dass nur eine Hälfte des SPR veranschaulicht ist, was für Analysezwecke üblich ist.
Unter Bezugnahme auf die 4A und 4B, wenn der Schaft 42 des SPR 12 das obere Substrat 14 durchdringt und dann teilweise in das untere Substrat 16 eindringt, kollabiert nach der Installation die Umfangsnut 52 auf sich selbst und wird aufgrund der auf den Schaft 42 ausgeübten Druckkräfte geschlossen. Durch das Kollabieren der Umfangsnut 52 verformt sich der distale Endabschnitt 46 nach aul en in Richtung des Pfeils A und lenkt somit ein Aufweiten des SPR 12 in das untere Substrat 16. Da sich die Umfangsnut 52 schliel t, fliel t kein Material des unteren Substrats 16 in die Umfangsnut 52. Dementsprechend definiert der SPR 12 ein Material und eine Geometrie, die bewirkt, dass die Umfangsnut 52 unter den Druckkräften der Stanze 32 kollabiert und sich schliel t, bevor eine beliebige wesentliche Menge an Material von dem unteren Substrat 16 in die Umfangsnut 52 eintreten kann. Obwohl die Umfangsnut 52 so ausgestaltet ist, dass kein Material von dem unteren Substrat 16 eintreten kann, bevor die Umfangsnut 52 auf sich selbst kollabiert, versteht es sich, dass eine kleine Menge an Material des unteren Substrats 16 dennoch in die Umfangsnut 52 eintreten kann, was sich nicht auf die Funktionalität der Nut 52 auswirkt, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In einer Form erstreckt sich der Schaft 42 des SPR 12 nicht durch eine Bodenfläche 16A des unteren Substrats 16. Aufgrund des zusätzlichen/gelenkten Aufweitens des Schafts 42 des SPR 12 wird der Abstand zwischen dem verformten Schaft 42 und der Bodenfläche 16A des unteren Substrats 16 im Vergleich zu einem herkömmlichen SPR 10 ohne eine Umfangsnut erhöht. Daher kann das Aufweiten des Schafts 42 des SPR 12 ferner verhindern, dass der Schaft 42 unerwünscht in die Bodenfläche 16A des SPR 12 eindringt, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Material zwischen dem verformten Schaft 42 und der Bodenfläche 16A des unteren Substrats 16 vorhanden ist. Diese erhöhte Menge an Material senkt die Dehnungen an dieser Stelle, wie nachstehend ausführlicher beschrieben, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Rissen im unteren Substrat 16 reduziert wird. In einem Beispiel weist das untere Substrat 16 aufgrund des erweiterten Aufweitens des SPR 12 eine um etwa 33 % erweiterte Dicke auf.
Unter Bezugnahme auf die 5A und 5B ist eine plastische Dehnung des unteren Substrats 16 unter Verwendung des herkömmlichen SPR 10 im Vergleich zu dem SPR 12 der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Durch das erweiterte Aufweiten des Schafts 42 des SPR 12, da die Umfangsnut 52 auf sich selbst kollabiert, wird das untere Substrat 16 weniger Dehnung ausgesetzt, insbesondere in dem Bereich 16B mit reduzierter Dicke zwischen der Spitze 47 des verformten Schafts 42 und der Bodenfläche 16A des unteren Substrats 16 im Vergleich zu einem Substrat 16', das mit einem herkömmlichen SPR ohne beliebige Umfangsnut installiert ist. In einem gezeigten Beispiel (bei dem es sich um hochfesten Stahl für das obere Substrat 14 und einen Aluminiumguss für das untere Substrat 16 handelt) beträgt die maximale Dehnung in dem Bereich 16B mit reduzierter Dicke des unteren Substrats 16 unter Verwendung des SPR 12 der vorliegenden Offenbarung etwa 21 % weniger als die Dehnung in dem Bereich 16C mit reduzierter Dicke eines unteren Substrats unter Verwendung des herkömmlichen SPR 10.
Es wird auf die 6A und 6B Bezug genommen, wobei diese Figuren denen aus den 4A und 4B ähnlich sind, mit der Ausnahme, dass das obere und das untere Substrat 14 und 16 ungefähr die gleiche Dicke aufweisen. In diesem Beispiel ist das Material Aluminium der Reihe 6000. Aufgrund der reduzierten Dicke des unteren Substrats 16 kann der distale Endabschnitt 46 des Schafts 42 des SPR 12, nachdem er verformt wurde, an einer Stelle angeordnet sein, die sich näher an der Bodenfläche 16A des unteren Substrats 16 befindet, was zu höheren Dehnungen in dem Bereich 16B mit reduzierter Dicke führt.
Unter Bezugnahme auf die 7A und 7B führt die Installation des SPR 12 mit der Umfangsnut 52 trotz der reduzierten Dicke des unteren Substrats 16 zu reduzierten Dehnungen in dem unteren Substrat 16 im Vergleich zu den Dehnungen in einem unteren Substrat 16' mit dem herkömmlichen SPR 10. Die Dehnungen in dem Bereich 16B mit reduzierter Dicke des unteren Substrats 16 betragen etwa 25 % weniger als die Dehnung in dem Bereich 16C mit reduzierter Dicke, wenn ein herkömmliches SPR 10 verwendet wird.
Unter Verwendung der Umfangsnut 52, um den Schaft 42 so zu lenken, dass er sich weiter nach aul en aufweitet, wird der Bereich 16B mit reduzierter Dicke des unteren Substrats 16 trotz der reduzierten Dicke des unteren Substrats 16 geringeren Dehnungen und Spannungen ausgesetzt, wodurch die Integrität der verbundenen Baugruppe 60 erhöht wird. Vorteilhafterweise wird das Ausdünnen der Bodenschicht des unteren Substrats 16 um etwa 50 % reduziert. Darüber hinaus vergrößert der aufgeweitete Schaft 42 des SPR 12 trotz der reduzierten Dicke des unteren Substrats 16 und des geringeren Eindringens des SPR 12 in das untere Substrat 16 die Kontaktfläche zwischen dem aufgeweiteten Schaft 42 und dem unteren Substrat 16, wodurch eine robustere/sicherere Verbindung zwischen dem SPR 12 und dem unteren Substrat 16 bereitgestellt wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird, nachdem der SPR 12 in dem oberen und dem unteren Substrat 14, 16 installiert wurde, um eine verbundene Baugruppe 60 zu bilden, die Stanzbaugruppe 20 von dem oberen und dem unteren Substrat 14, 16 wegbewegt, um die Installation des SPR 12 abzuschließen. Die verbundene Baugruppe 60 kann zum Bilden einer Fahrzeugkarosserie und von Verschlussteilen für Automobile oder bei beliebigen Anwendungen verwendet werden, die das Verbinden von zwei oder mehr Werkstücken beinhalten.
Wie in den 4B und 6B gezeigt, beinhaltet die verbundene Baugruppe 60 ein oberes Substrat 14, ein unteres Substrat 16, das in der Nähe des oberen Substrats 14 angeordnet ist, und einen SPR 12, der sich durch das obere Substrat 14 und in einen Abschnitt des unteren Substrats 16 erstreckt. Wie bereits dargelegt, beinhaltet der SPR 12 einen Kopfabschnitt 40, einen Schaft 42, der sich von dem Kopfabschnitt 40 erstreckt und eine Hohlbohrung 48 und eine Seitenwand 50 umfasst, welche die Hohlbohrung 48 umgibt, wobei die Seitenwand 50 eine reduzierte Dicke in Richtung eines distalen Endabschnitts des Schafts aufweist, um eine Schneidkante an einer distalen Endspitze des Schafts zu definieren. Die Umfangsnut 52 ist mindestens teilweise um den Schaft 42 herum angeordnet und erstreckt sich in der Nähe des distalen Endabschnitts 46 des Schafts 42 in die Seitenwand 50. Während der Installation des SPR 12 kollabiert die Umfangsnut 52 auf sich selbst und lenkt ein Aufweiten des SPR 12 in das untere Substrat 16. In einer Form erstreckt sich der SPR 12 nicht durch eine Bodenfläche 16A des unteren Substrats 16. Und wie bereits dargelegt, fliel t in einer Form der vorliegenden Offenbarung ein Material des unteren Substrats 16 nicht in die Umfangsnut 52. Als ein Beispiel umfasst das obere Substrat 14 ein Stahlmaterial und umfasst das untere Substrat 16 einen Aluminiumguss. Es versteht sich jedoch, dass andere Materialien für das obere Substrat 14 und/oder das untere Substrat 16 verwendet werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Unter Bezugnahme auf 8A und 8B, obwohl der Veranschaulichung dieser Schrift nach nur zwei Substrate durch den SPR 12 verbunden sind, versteht es sich, dass zusätzliche Substrate zwischen dem oberen Substrat 14 und dem unteren Substrat 16 enthalten sein können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. In diesen Beispielen sind zusätzliche Substrate 70 (8A) und 80/90 (8B) der Deutlichkeit halber und zum Demonstrieren des Vorhandenseins zusätzlicher Substrate zwischen dem oberen Substrat 14 und dem unteren Substrat 16 mit einem herkömmlichen SPR 10 veranschaulicht. Dementsprechend kann eine beliebige Anzahl von Substraten eingesetzt werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen
Sofern in dieser Schrift nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, sind alle numerischen Werte, die mechanische/thermische Eigenschaften, Prozentanteile von Zusammensetzungen, Abmessungen und/oder Toleranzen oder andere Eigenschaften angeben, so zu verstehen, dass sie durch das Wort „etwa“ oder „ungefähr“ modifiziert sind, wenn sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Diese Modifikation ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, einschließlich industrieller Praxis, Material, Herstellung und Montagetoleranzen sowie Prüffähigkeit.
Im hierin verwendeten Sinne sollte der Ausdruck zumindest eines von A, B und C dahingehend ausgelegt werden, dass er ein logisches (A ODER B ODER C) bedeutet, wobei ein nicht ausschliel endes logisches ODER verwendet wird, und er sollte nicht dahingehend ausgelegt werden, dass er „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C“ bedeutet.
Die Beschreibung der Offenbarung ist rein beispielhafter Natur und somit ist beabsichtigt, dass Variationen, die nicht vom Wesentlichen der Offenbarung abweichen, innerhalb des Umfangs der Offenbarung liegen sollen. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Offenbarung zu betrachten.
Gemäl der vorliegenden Erfindung wird ein Stanzniet bereitgestellt, der Folgendes aufweist: einen Kopfabschnitt; einen Schaft, der sich von dem Kopfabschnitt erstreckt und eine Hohlbohrung und eine Seitenwand umfasst, welche die Hohlbohrung umgibt, wobei die Seitenwand eine reduzierte Dicke in Richtung eines distalen Endabschnitts des Schafts aufweist, um eine Schneidkante an einer distalen Endspitze des Schafts zu definieren; und eine Umfangsnut, die mindestens teilweise um den Schaft herum angeordnet ist und sich in die Seitenwand erstreckt.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kopfabschnitt einen Durchmesser, der größer als ein Durchmesser des Schafts ist.
Gemäl einer Ausführungsform ist der Kopfabschnitt massiv.
Gemäl einer Ausführungsform erstreckt sich die Umfangsnut in mindestens 5 % einer Dicke der Seitenwand.
Gemäl einer Ausführungsform erstreckt sich die Umfangsnut um eine gesamte Peripherie der Seitenwand.
Gemäl der vorliegenden Erfindung wird eine Strukturbaugruppe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: ein oberes Substrat; ein unteres Substrat, das in der Nähe des oberen Substrats angeordnet ist; und einen Stanzniet, der sich durch das obere Substrat und in einen Abschnitt des unteren Substrats erstreckt, wobei der Stanzniet Folgendes umfasst: einen Kopfabschnitt; einen Schaft, der sich von dem Kopfabschnitt erstreckt und eine Hohlbohrung und eine Seitenwand umfasst, welche die Hohlbohrung umgibt, wobei die Seitenwand eine reduzierte Dicke in Richtung eines distalen Endabschnitts des Schafts aufweist, um eine Schneidkante an einer distalen Endspitze des Schafts zu definieren; und eine Umfangsnut, die mindestens teilweise um den Schaft herum angeordnet ist und sich in die Seitenwand erstreckt, wobei während der Installation des Stanzniets die Umfangsnut auf sich selbst kollabiert und ein Aufweiten des Stanzniets in das untere Substrat lenkt.
Gemäl einer Ausführungsform erstreckt sich der Stanzniet nicht durch eine Bodenfläche des unteren Substrats.
Gemäl einer Ausführungsform fliel t ein Material des unteren Substrats nicht in die Umfangsnut.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst das obere Substrat ein Stahlmaterial und umfasst das untere Substrat einen Aluminiumguss.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch mindestens ein zusätzliches Substrat, das zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat angeordnet ist.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kopfabschnitt des Stanzniets einen Durchmesser, der größer als ein Durchmesser des Schafts ist.
Gemäß einer Ausführungsform definiert die Umfangsnut des Stanzniets eine Breite von mindestens 5 % einer Dicke der Seitenwand.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich die Umfangsnut um eine gesamte Peripherie der Seitenwand.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug die Strukturbaugruppe.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Strukturbaugruppe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: ein oberes Substrat; ein unteres Substrat, das in der Nähe des oberen Substrats angeordnet ist; und einen Stanzniet, der sich durch das obere Substrat und in einen Abschnitt des unteren Substrats erstreckt, wobei der Stanzniet Folgendes umfasst: einen Kopfabschnitt; einen Schaft, der sich von dem Kopfabschnitt erstreckt und eine Hohlbohrung und eine Seitenwand umfasst, welche die Hohlbohrung umgibt, wobei die Seitenwand eine reduzierte Dicke in Richtung eines distalen Endabschnitts des Schafts aufweist, um eine Schneidkante an einer distalen Endspitze des Schafts zu definieren; und eine Umfangsnut, die mindestens teilweise um den Schaft herum angeordnet ist und sich in die Seitenwand erstreckt, wobei während der Installation des Stanzniets die Umfangsnut auf sich selbst kollabiert und ein Aufweiten des Stanzniets in das untere Substrat lenkt, und wobei sich der Stanzniet nicht durch eine Bodenfläche des unteren Substrats erstreckt und ein Material des unteren Substrats nicht in die Umfangsnut fliel t.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das obere Substrat ein Stahlmaterial und umfasst das untere Substrat einen Aluminiumguss.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch mindestens ein zusätzliches Substrat, das zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kopfabschnitt des Stanzniets einen Durchmesser, der größer als ein Durchmesser des Schafts ist.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich die Umfangsnut des Stanzniets um eine gesamte Peripherie der Seitenwand.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug die Strukturbaugruppe.

Claims

Stanzniet, umfassend: einen Kopfabschnitt; einen Schaft, der sich von dem Kopfabschnitt erstreckt und eine Hohlbohrung und eine Seitenwand umfasst, welche die Hohlbohrung umgibt, wobei die Seitenwand eine reduzierte Dicke in Richtung eines distalen Endabschnitts des Schafts aufweist, um eine Schneidkante an einer distalen Endspitze des Schafts zu definieren; und eine Umfangsnut, die mindestens teilweise um den Schaft herum angeordnet ist und sich in die Seitenwand erstreckt.
Stanzniet nach Anspruch 1, wobei der Kopfabschnitt einen Durchmesser umfasst, der größer als ein Durchmesser des Schafts ist.
Stanzniet nach Anspruch 1, wobei der Kopfabschnitt massiv ist.
Stanzniet nach Anspruch 1, wobei sich die Umfangsnut in mindestens 5 % einer Dicke der Seitenwand erstreckt.
Stanzniet nach Anspruch 1, wobei sich die Umfangsnut um eine gesamte Peripherie der Seitenwand erstreckt.
Strukturbaugruppe, umfassend: ein oberes Substrat; ein unteres Substrat, das in der Nähe des oberen Substrats angeordnet ist; und den Stanzniet gemäß Anspruch 1, der sich durch das obere Substrat und in einen Abschnitt des unteren Substrats erstreckt, wobei während der Installation des Stanzniets die Umfangsnut auf sich selbst kollabiert und ein Aufweiten des Stanzniets in das untere Substrat lenkt.
Strukturbaugruppe nach Anspruch 6, wobei sich der Stanzniet nicht durch eine Bodenfläche des unteren Substrats erstreckt.
Strukturbaugruppe nach Anspruch 6, wobei ein Material des unteren Substrats nicht in die Umfangsnut fliel t.
Strukturbaugruppe nach Anspruch 6, wobei das obere Substrat ein Stahlmaterial umfasst und das untere Substrat einen Aluminiumguss umfasst.
Strukturbaugruppe nach Anspruch 6, ferner umfassend mindestens ein zusätzliches Substrat, das zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat angeordnet ist.
Fahrzeug, das die strukturelle Baugruppe nach Anspruch 6 umfasst.