自冲式压入元件、压入连接和用于制造这种压入连接的方法技术

本发明专利技术涉及一种自冲式压入元件，特别是冲孔螺母(2)，其具有：头部部分(6)，该头部部分(6)具有用于放置到构件(22)上的头部支座(8)；以及冲孔圈(10)，其具有端侧的切割边(24)。在冲孔圈(10)与头部支座(8)之间构造出侧凹部(26)。在头部支座(8)上构造有联接至冲孔圈(10)的环绕的挤压凸起(16)，头部支座(8)的径向靠外的区域(18)在径向方向(14)上联接至该挤压凸起，头部支座的径向靠外的区域在纵向方向上相对于挤压凸起(16)回缩。在构造压入连接期间，借助挤压凸起(16)将构件(22)的顶侧(28)的材料压入到侧凹部(26)中。优选不进行构件(22)的底侧(34)的变形。

Self-Impulsing Pressure Elements, Pressure Connections and Methods for Manufacturing such Pressure Connections

The invention relates to a self-piercing pressing element, in particular a piercing nut (2), which has a head part (6), a head support (8) for placing on a component (22), and a piercing ring (10) with a cutting edge (24) on the end side. A side concave (26) is constructed between the punching ring (10) and the head support (8). A circumferential extrusion protrusion (16) connected to the punching ring (10) is constructed on the head support (8), and the radial outward region (18) of the head support (8) is connected to the extrusion protrusion in the radial direction (14), and the radial outward region of the head support retracts in the longitudinal direction relative to the extrusion protrusion (16). During the structural indentation connection, the material of the top side (28) of the member (22) is pressed into the side concave part (26) by means of the extrusion bulge (16). It is preferable not to deform the bottom side (34) of the member (22).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自冲式压入元件、压入连接和用于制造这种压入连接的方法
本专利技术涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的自冲式压入元件，例如冲孔螺母，自冲式压入元件构造用于自冲地压入到构件中，特别是自冲地压入到板件中。本专利技术还涉及在这种自冲式压入元件与构件之间的压入连接，以及构造该压入连接的方法。
技术介绍
具有权利要求1的前序部分的特征的冲孔螺母可以例如在DE102014104571A1中得到。自冲式压入元件通常具有带环绕的前侧的切割边的冲孔圈。为了构造出接合或压入连接，利用冲孔圈预先将压入元件压靠板材顶侧。与之相对地，适宜地构造的模具作为底座定位。借助于冲孔圈，在构件中冲压出孔，冲孔圈插入到该孔中。于是通过进一步的变形过程在这种单步骤的冲孔和压入过程中通常不仅构造压入元件的轴向的防拉出部而且构造压入元件的抗扭转部。为了构造抗扭转部，已知的冲孔螺母在其头的底侧具有径向延伸的肋。肋通常布置在槽状环形的内凹中，该内凹在内侧由冲孔圈限定并且在外侧由另外的环绕的环形套环限定。根据DE102014104571A1，在压入过程中板材借助模具的环绕的环形凸鼻从下方压入到各个抗扭转凸鼻之间的中间空间中。通过这种材料挤压同时也实现轴向的防拉出部。为了附加的抗扭转，根据DE102014104571A1附加地在冲孔圈的周侧上构造径向凸伸的凸鼻。冲孔螺母的类似实施例也从USD437211S中获得。从DE102009012243A1得知另一种冲孔螺母，在其中冲孔圈设置有环绕的滚花。从GB1468150B中也可以得知在冲孔圈上的具有滚花的冲孔螺母。头部支座面锥形地向内倾斜地构造，从而板材材料在孔边缘挤入到冲孔圈与头部支座面之间的大致V形的侧凹部中。这种类型的自冲式压入元件，尤其是冲孔螺母，特别是也在汽车工业中尤其是使用在由轻金属制成的构件的轻型结构应用中。出于重量减轻和小空间的原因，寻求最小可能构型的压入元件。然而，这通常与在足够的轴向拉出强度和足够的抗扭转方面的要求背道而驰。
技术实现思路
在此基础上，本专利技术的任务是，提供一种自冲式压入元件，特别是冲孔螺母，利用该自冲式压入元件可以构造出与(板材)构件的可靠的压入连接。此外，本专利技术的任务是，提供相应的压入连接及其构造方法。根据本专利技术，该任务通过具有权利要求1的特征的自冲式压入元件，特别是冲孔螺母解决。此外，该任务还通过具有权利要求16的特征的在这种压入元件与构件之间的压入连接以及通过具有权利要求20的特征的构造该压入连接的方法来解决。压入元件所涉及的优点以及优选的设计方案在有意义的范围内也可以应用到压入连接以及方法中，并且反之亦然。在此，压入元件通常在纵向方向上延伸，并具有带有构造为头部支座的底侧的头部部分，头部部分利用底侧在压挤的状态中置放在构件的顶侧上。此外，压入元件具有构造在头部部分的底侧上的、具有端侧的环绕的切割边的冲孔圈。在此，冲孔圈具有关于基于纵向方向斜向倾斜的外周面并且尤其是整体以优选整体锥形扩宽地构造。此外，特别重要的还在于，头部支座具有环绕的挤压凸起，头部支座的径向靠外的区域在径向方向上联接至挤压凸起，其中，径向靠外的区域在纵向方向上相对于挤压凸起回缩。在此，挤压凸起特别是构造为完全环绕的环形凸起。环形凸起在此特别是在径向方向上直接联接至冲孔圈，因此构成了冲孔圈的环绕的凸缘。这些构造在头部支座上且直接联接至冲孔圈的挤压凸起的特别的优点是，在借助其的压入过程中，通过改形过程将材料从构件的顶侧挤压并且因此压入到侧凹部或自由空间中。因此，构件的顶侧的压入侧凹部中的材料与冲孔圈构造出沿轴向或纵向方向起作用的、用于可靠的轴向的防拉出的形状锁合(Formschluss)。因此，环绕的挤压凸起整体如下地构造，使得在压入时将板材材料挤压到侧凹部中，用以构造出轴向的防拉出部。此外，通过材料的挤压以及压入也已经实现夹紧或夹紧配合，从而压入元件已经通过夹紧而防止扭转。这一方面通过挤压凸起的沿圆周方向起作用的摩擦来实现，以及通过在压入的材料与冲孔圈的外周面之间的摩擦来实现。因此，挤压凸起在压入状态下产生附加的有利的摩擦。挤压凸起本身优选不具有沿圆周方向起作用的形状锁合元件，例如用于抗扭转功能的周侧的滚花。因此，为了构造轴向防拉出部特别是不需要并且也不设置板材材料的底侧的改形。这尤其能够实现在压入冲孔元件时具有平滑的构件底侧。此外，为了沿轴向方向例如通过构造出后抓嵌部而构造出与构件底侧的期望的形状锁合，也不需要冲孔圈的改形。在这种情况下，冲孔圈将位于构件侧下方，这通常也是不希望的。在此，挤压凸起按照适宜方式在构造出阶梯的情况下过渡到径向靠外的区域中。因此，挤压凸起构造出环绕的挤压边。在横截面中观察，挤压凸起优选具有环形的水平面和与之联接的优选平行于纵向方向延伸的周面。原则上，周面也可以倾斜于纵向方向地定向。在优选的实施例中，为了构造所需的抗扭转部，在径向靠外的区域中以围绕圆周分布的方式构造出多个肋。这些肋在径向方向上延伸。因此，这些肋的沿圆周方向定向的侧面在压入状态下构造出沿圆周方向起作用的与构件的形状锁合。在压入过程中，肋被压入到构件的顶侧中。优选地，在此布置多于8个肋，特别是10个肋，并且优选均匀地围绕圆周分布。例如，最多构造14个肋。每个肋都具有肋宽度和在相邻的肋之间的间距，(与滚花不同地)肋之间的间距明显大于肋宽度，并且例如是肋宽度的至少2倍或至少3倍。在此，头部支座，特别是头部支座的径向靠外的区域有利地垂直于纵向方向定向，也就是说水平地取向，并且优选地不具有倾斜于纵向方向的头部支座面。头部支座整体构造为具有肋作为隆起部的平坦的环形面。按照适宜方式，仅在头部支座径向靠外的区域中布置有用于构造防扭转部的肋。因此在优选实施例中，挤压凸起和冲孔圈都不具有另外的构造为抗扭转元件的肋或类似物。肋在径向方向上在几乎全部的靠外的区域上延伸，且至少在靠外的区域的至少3/4上延伸。通常，它们相对于压入元件的圆周边缘倾斜地构造或圆形地构造肋在径向方向上直接联接至挤压凸起并且优选地在径向方向上与挤压凸起齐平。因此，肋在径向方向上无错位地过渡到挤压凸起中，因此布置在相同的轴向高度上。附加地，通过直接地特别是齐平地联接的肋，材料被压向侧凹部的方向，从而实现高的填充度。挤压凸起和/或冲孔圈的环绕的周面优选构造为光滑的周面，也就是，特别是构造为锥形周面和/或圆柱形周面。具体地，冲孔圈具有锥形周面，并且挤压凸起具有圆柱形周面。因此，在挤压凸起上(必要时除了肋之外)不构造沿圆周方向起作用的形状锁合元件，例如滚花。此外，头部部分在其底侧不具有靠外的环绕的环形凸起。肋向外自由伸出，而不具有靠外的环绕的环形凸起。对于传统的冲孔螺母，在压入过程中板材从下方被压向头部支座并且成型到其中，通常附加地设置有靠外的环绕的环形凸起，用以构造防拉出部。通常在传统的冲孔螺母中，其也具有侧凹部。通过本专利技术的具有挤压凸起的措施(挤压凸起从上方将材料压入到冲孔圈处的侧凹部中)可以以有利的方式取消该环形凸起。轴向的防拉出仅通过将材料压入到挤压凸起的侧凹部中而构造出。因此，整体上，通过这种压入元件制成的压入连接的特征在于，刚好不用对构件的底侧进行改型。为了能够将足够的材料压入到侧凹部中，挤压凸起在径向方向上凸出于切割边，即，挤压凸起延伸直至大于由切割本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于压入到构件中的自冲式压入元件(2)，所述自冲式压入元件具有：‑纵向方向(4)，‑头部部分(6)，所述头部部分具有用于置放到构件上的头部支座(8)，‑具有端侧的切割边(24)的冲孔圈(10)，‑其中，所述冲孔圈(10)具有相对于纵向方向(4)斜向倾斜的外周面(12)，从而在所述切割边(24)与所述头部支座(8)之间构造出侧凹部(26)，其特征在于，所述头部支座(8)具有环绕的挤压凸起(16)，头部支座(8)的径向靠外的区域(18)在径向方向(14)上联接至所述挤压凸起，所述径向靠外的区域在纵向方向(4)上相对于所述挤压凸起(16)回缩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.14 DE 102016204173.81.用于压入到构件中的自冲式压入元件(2)，所述自冲式压入元件具有：-纵向方向(4)，-头部部分(6)，所述头部部分具有用于置放到构件上的头部支座(8)，-具有端侧的切割边(24)的冲孔圈(10)，-其中，所述冲孔圈(10)具有相对于纵向方向(4)斜向倾斜的外周面(12)，从而在所述切割边(24)与所述头部支座(8)之间构造出侧凹部(26)，其特征在于，所述头部支座(8)具有环绕的挤压凸起(16)，头部支座(8)的径向靠外的区域(18)在径向方向(14)上联接至所述挤压凸起，所述径向靠外的区域在纵向方向(4)上相对于所述挤压凸起(16)回缩。2.根据权利要求1所述的自冲式压入元件(2)其特征在于，所述挤压凸起(16)在构造出阶梯的情况下过渡到所述径向靠外的区域(18)中。3.根据前述权利要求中任一项所述的自冲式压入元件(2)其特征在于，在所述径向靠外的区域(18)中以围绕圆周分布的方式构造有多个用于构成抗扭转部的肋(20)。4.根据前一项权利要求所述的自冲式压入元件(2)，其特征在于，所述肋(20)与所述挤压凸起(16)齐平。5.根据前述权利要求中任一项所述的自冲式压入元件(2)，其特征在于，挤压凸起(16)的环绕的周侧光滑地构造并且没有沿圆周方向起作用的形状锁合元件。6.根据前述权利要求中任一项所述的自冲式压入元件(2)，其特征在于，所述靠外的区域(18)不具有靠外的环绕的环形凸起。7.根据前述权利要求中任一项所述的自冲式压入元件(2)，其特征在于，所述挤压凸起(16)在径向方向(14)上凸出超过所述切割边(24)。8.根据前一项权利要求所述的自冲式压入元件(2)，其特征在于，所述挤压凸起(16)，特别是在径向方向(14)上凸出超过所述切割边(24)的部分区域，具有第一体积，并且所述侧凹部具有第二体积，其中，所述第一体积大于所述第二体积。9.根据前一项权利要求所述的自冲式压入元件(2)，其特征在于，所述第一体积是所述第二体积的2至5倍，特别是3至4倍。10.根据前两项权利要求中任一项和根据权利要求3所述的自冲式压入元件(2)，其特征在于，所有的肋(20)共同地具有第三体积，所述第三体积小于所述挤压凸起(16)的第一体积，特别是，所述第三体积仅具有所述第一体积的30％到90％。11.根据前述权利要求中任一项所述的自冲式压入元件(2)，其特征在于，所述挤压凸起(16)具有小于等于所述靠外的区域(18)的径向宽度(b2)的径向宽度(b1)。12.根据前述权利要求中任一项所述的自冲式压入元件(2)，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·希尔施曼，朱利安娜·尼德米勒，
申请(专利权)人：理查德贝格纳连接技术有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE