带发泡芯材缓冲器的用于接合至少两个接合件的连接元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于接合至少两个接合件的连接元件，其中，两个接合件的至少其中一个具有纤维强化的塑料，为了在完成的部件的强度方面进一步改进，建议能膨胀的或者已经膨胀的发泡类材料按如下所述构造和布置在通过连接元件的空腔内，即能膨胀的或者已经膨胀的发泡类材料在热作用之前和/或之后被第一接合件迫进空腔的材料压缩。

【技术实现步骤摘要】
带发泡芯材缓冲器的用于接合至少两个接合件的连接元件
本专利技术涉及一种用于接合至少两个接合件的连接元件，其中，第一接合件具有纤维强化的塑料，其中，连接元件构造为防滑钉(Reibnagel)或者冲铆钉或者半空心冲铆钉或者置入钉(Setzbolzen)，其中，连接元件在端侧的第一端部上具有头部，其中，连接元件的销栓形部段从头部伸出，其中，至少一个空腔被布置通过连接元件的销栓形部段，其中，在该空腔中布置有在热作用时能膨胀的或者已经膨胀的发泡类材料。此外，本专利技术还涉及一种用于机动车的接合的部件、尤其车身部件或安装部件，以及一种用于借助连接元件接合至少两个接合件的方法。
技术介绍
在机动车发展过程中，车身部分中更轻的构造变得越来越重要。为此，各种材料配对能实现多种车身结构，其使得机动车除满足不断提高的车辆安全性与乘员舒适性之外还能更轻。对此的前提条件是为连接由大多不同的材料组成的车身部件的专门调整的连接技术。已知的例如是，以混合式构造方式由钢、铝、热塑性塑料、镁以及纤维强化塑料(德语简称：FVK)制造车身。主要使用碳纤维强化塑料(德语简称：CFK)或者玻璃纤维强化塑料(德语简称：GFK)作为纤维合成材料。用钢制成的底盘件与车身件通常借助传统的焊接方法，例如电阻点焊、熔化极惰性气体保护焊(德语简称：MIG焊接)相互连接。用于连接不同的材料配对、例如具有钢的部件和具有铝的部件的接合技术已知地基于机械式和热接合方法。例如已知的是，具有钢的部件和具有铝的部件借助冲铆连接、钉连接、螺栓连接和咬合连接相互连接。这些方法部分地以布置事先的开孔或者辅助接合元件为前提。还已知的是，具有钢的部件和具有铝的部件通过额外的连接元件借助电阻焊相互连接。只要没使用自冲元件，就需预冲孔作业，以便把连接元件装入具有铝的部件。纤维强化部件通常借助螺栓连接、冲铆连接或者通过防滑钉连接相互连接。防滑钉连接时，转动的防滑钉穿透至少一个待接合的部件并且通过在此出现的摩擦热和高的轴向压力形成接合对的材料配合的连接。在使用这些用于使得具有金属的接合件与由纤维强化的塑料(FVK)制成的接合件连接的方法时或者在使用两种FVK部件时，FVK部件的纤维结构至少区域式地通过布置开孔、铆接或者螺栓而损毁。多种材料的接合过程还通过例如事先布置开孔使得制造过程的自动化变得困难。在使用用于接合FVK部件的防滑钉、铆钉和螺栓时还导致在FVK材料中的损坏。在FVK材料本身首先通过脱层过程形成微空腔，这导致连接强度的降低。在专利文献DE102009013200A1中记载了在车辆或车身制造中使用由接合的构造元件构成的组件，其具有用于连接构造元件的连接器件，其中规定，构造元件的第一连接借助机械式连接技术，构造元件的第二连接借助材料配合式接合技术。在专利文献US2010/0088880A1和US2003/0167620A1中记载了用于连接平面式部件的铆接器，其中，铆接器具有空腔，在空腔中布置粘接剂。粘接剂可以通过开口从铆钉中流出并与平面式部件形成粘接连接。专利文献DE102009053848A1涉及一种用于无转动地轴向地钉入至少一个未事先开孔的部件的钉子。该钉子包括钉头和钉杆。此外，专利文献DE102009053848A1建议，钉子的通过钉子的钉入而与至少一个部件发生接触的表面至少部分地配备粘接材料层。
技术实现思路
本专利技术更解决的技术问题在于，提供一种用于接合至少两个接合件的连接元件，其中，至少一个接合件具有纤维强化的塑料(FVK)，由此实现产生的部件相对于已知连接元件的特别高的强度，进而进一步改进制造过程的自动化。为此，按照本专利技术建议一种用于借助机械式接合使得至少两个接合件接合的连接元件，其中，第一接合件具有纤维强化的塑料。连接元件可以构造为防滑钉、冲铆钉、半空心冲铆钉或者置入钉。优选地，连接元件构造为防滑钉。连接元件在端侧的第一端部上具有头部。连接元件的销栓形部段从头部伸出。按照本专利技术，连接元件的销栓形部段也被称为杆部。至少一个空腔被布置通过连接元件的销栓形部段或者杆部，其中，在该至少一个空腔中布置有在热作用时能膨胀的或者已经膨胀的发泡类材料。按照本专利技术，发泡类材料在此按如下所述构造和布置在空腔内，即发泡类材料在热作用之前和/或之后被第一接合件迫进空腔的材料、就是说被FVK材料压缩。按照本专利技术，所述发泡类材料是能发泡的、已经部分地发泡的以及已经完全发泡的材料。对此例如泡沫塑料。在此，两个接合件构造为基本平面式的、至少区域式地平面式的。第一接合件构造为FVK部件并且因而具有FVK材料、例如碳纤维强化的塑料或者玻璃纤维强化的塑料。第二接合件可同样构造为FVK部件，或者具有金属、尤其铝或钢。至少一个空腔通过连接元件的销栓形部段或者杆部地布置并且开放地构造，使得第一接合件的材料、即FVK材料能迫进空腔中。通过在连接元件或者连接元件的头部上施加轴向指向的力和连接元件的转动，连接元件向两个接合件中钻入并且因而穿透两个接合件的至少一个接合件。优选地，连接元件如下所述地布置，即其同样也完全穿透或者至少深深地进入第二接合件。在此过程中会产生摩擦热，摩擦热用于使得位于通过连接元件的空腔内的发泡类材料膨胀。在此，发泡类材料按如下所述构造和布置在空腔内，即虽然产生抵抗进入空腔的FVK材料、就是说第一接合件的材料的反向压力，但是发泡类材料被FVK材料压缩。因而在向两个接合件钻进期间或者之后发泡类材料通过第一接合件的材料或者FVK材料在空腔内压缩。通过第一接合件的材料或者FVK材料的膨胀和通过开口迫进空腔中并且压缩发泡类材料，在空腔内以及在空腔的开口的区域中形成有利的侧凹结构(Hinterschnittbildung)，由此实现了接合连接的高强度。在通过连接元件的空腔中配设发泡类材料，以及借助具有这种连接元件的防滑钉、冲铆钉、半空心冲铆钉或钉的接合，可以以简单的方式在制造过程中自动地使用。连接元件的头部布置在端侧的第一端部的区域中。在相对的、即端侧的第二端部的区域中基本上尖突式地构造连接元件的销栓形部段、即杆部。销栓形部段的直径优选地在各位置上小于头部的直径或者宽度。销栓形部段的直径优选地至少在下部区域中、即在端侧的第二端部的区域中减小并且基本上尖角式延伸、即延伸成锐角。销栓形部段在两个端部之间的区域中可以基本筒形地构造。空腔优选管形地构造。在此是指通过连接元件的销栓形部段的空腔构造成管形的空间。销栓形部段为此至少区域式实心地构造。管形构造的空间或者管形构造的空腔布置得通过销栓形部段的实心的部分。为此，空腔可以在连接元件的制造期间、例如在冷锻期间设置，或者通过事后的、通过连接元件的销栓形部段的开孔设置。有利的是，管形的空间或者管形构造的空腔具有圆形的横截面。其优点在于，发泡类材料可以以泡沫销栓的形状以简单的方式插入。此外优选按如下所述设计，即空腔布置得在销栓形部段的整个宽度和/或整个直径上通过销栓形部段。因而空腔优选地沿该宽度或者直径延伸并且基本上平行于连接元件的头部地通过销栓形部段的整个宽度。在此，管形构造的空间或者管形构造的空腔在其端部上在销栓形部段的壁中具有两个用于使得第一接合件的材料通过的开口。尤其有利的是，基本上管形构造的空腔具有的长度相应于销栓形部段在该区域中的宽度或者直径。优选管形构造的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于借助机械式接合接合至少两个接合件(10，11)的连接元件(100)，其中，第一接合件(10)具有纤维强化的塑料，其中，所述连接元件(100)构造为防滑钉或者冲铆钉或者半空心冲铆钉或者置入钉，其中，所述连接元件(100)在端侧的第一端部(14)上具有头部(12)，其中，所述连接元件(100)的销栓形部段(13)从所述头部(12)伸出，其中，至少一个空腔(16)被布置通过所述连接元件(100)的销栓形部段(13)，其中，在至少一个空腔中布置有在热作用时能膨胀的或者已经膨胀的发泡类材料(17)，其特征在于，所述发泡类材料(17)在此按如下所述构造和布置在所述空腔(16)内，即所述发泡类材料(17)在热作用之前和/或之后被所述第一接合件(10)迫进所述空腔(16)的材料压缩。

【技术特征摘要】
2016.02.05 DE 102016201795.01.一种用于借助机械式接合接合至少两个接合件(10，11)的连接元件(100)，其中，第一接合件(10)具有纤维强化的塑料，其中，所述连接元件(100)构造为防滑钉或者冲铆钉或者半空心冲铆钉或者置入钉，其中，所述连接元件(100)在端侧的第一端部(14)上具有头部(12)，其中，所述连接元件(100)的销栓形部段(13)从所述头部(12)伸出，其中，至少一个空腔(16)被布置通过所述连接元件(100)的销栓形部段(13)，其中，在至少一个空腔中布置有在热作用时能膨胀的或者已经膨胀的发泡类材料(17)，其特征在于，所述发泡类材料(17)在此按如下所述构造和布置在所述空腔(16)内，即所述发泡类材料(17)在热作用之前和/或之后被所述第一接合件(10)迫进所述空腔(16)的材料压缩。2.按照权利要求1所述的连接元件(100)，其特征在于，所述空腔(16)管形地构造。3.按照权利要求1或2之一所述的连接元件(100)，其特征在于，所述空腔(16)布置得在所述销栓形部段(13)的整个宽度和/或整个直径(20)上通过所述销栓形部段(13)。4.按照上述权利要求之一所述的连接元件(100)，其特征在于，所述发泡类材料(17)仅部段式地布置在所述空腔(16)内。5.按照上述权利要求之一所述的连接元件(100)，其特征在于，所述空腔(16)内的发泡类材料(17)构成缓冲器，使得所述空腔(16)内通过所述第一接合件(10)的材料压缩的发泡类材料(17)在热作用时膨胀，并且填充所述空腔(16)中通过所述第一接合件(10)的材料从...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·N·贝伦特，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE