紧固元件插入金属板构件的方法技术

一种将具有一头部，一轴杆部和在该轴杆部至少设有一径向凹槽或多个螺纹圈（２８）的螺栓或紧固元件接合到一金属板构件（５２）上的方法，该方法是在金属板构件上预先形成一孔洞或用远离头部的那一尖端在金属板上冲出一个孔洞，其特征在于预穿孔或冲孔使金属板构件远离上述紧固元件头部的那一远距端形成一卡圈（１２０），使该卡圈（１２０）的材料径向朝内变形而卡入上述径向凹槽或螺纹圈（２８）内。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,螺栓元件、铆接模及构件组件的制作方法
本专利技术关于一种具有一头部和一轴杆部的紧固元件，尤指一种螺栓元件插入一种可变形材料构成的金属板构件或另一板片状构件内的方法，其中螺栓元件远离头部的那一端在前头，利用一定位头导引这螺栓元件穿过金属板构件，再利用这定位头与设在金属板构件远离定位头那一侧之铆接模的互相配合运行，使螺栓元件的头部区域铆接到金属板构件。本专利技术另外还关于一种能利用铆接方式而插入一金属板构件内的螺栓元件，也关于一种可供插入这螺栓元件的铆接模，和一种由一金属板构件及一螺栓元件构成的构件组件。上述可用铆接方式插入一金属板构件内的紧固元件，早已为人熟知，例如从公开号为WO 94/101688号国际专利申请案便可获知。这类紧固元件是将设有螺纹的轴杆部从一边导入金属板构件的穿孔内，并让头部的凸缘从一侧接触金属板构件。其后在一定位过程中将金属板构件的材料予以变形，使这材料经塑性成型而在元件轴杆部与头部之接触表面的邻接处形成一道极小的凹槽，使元件被固定在金属板内。在先有技术中，是在插入螺栓元件之前先对金属板穿孔，以便具有一个约略成锥形的卡圈或扩口部，并让穿孔位于这卡圈的狭窄部。卡圈的狭窄端面向螺栓元件的头部，插入螺栓元件时就会将扩口部压扁，致使金属板卡入该元件轴杆部的凹槽内。德国第3704763号专利所公开的是种十分相似的方法。第WO 94/101688号国际专利申请案亦建议可将该卡圈安排成面朝反向，亦即使螺栓的尖端从最宽处进入扩口部，然后从卡圈的狭窄部通过穿孔。虽然这项变化未予详细说明，但其又建议在插入螺栓元件时卡圈会被挤扁，因而实际上能完全在金属表面所在的平面范围内延伸。在第WO 94/101688号申请案所公开的安排中，元件的头部在接触表面具有若干大致为径向延伸的鼻部，该鼻部会在插入期间被压入金属板构件内，因而形成一个确保防止转动的性能。此项防止转动性能的用意是要元件本身不会在金属板构件内转动的情况下，将螺帽旋合到螺纹式轴杆部。这种由金属板构件及螺栓元件形成的构件组件，常被用于汽车或洗衣机制造工业，以便将另一构件固定到这构件组件上，或将该构件组件装到另一构件上。头部的接触表面最好位于金属板构件固定另一构件不同的一边，以使金属板构件可受到压缩载荷。然而，上述的先有技术的元件在接装到另一构件上之前，很可能有在运送或储存期间发生松动的危险，尤其是对准备与相当薄的金属板合用的铆接式螺栓而言更可能发生松动，所以实际上并不尽如人意。发生这种松动时，元件可能会遗失或使其定向变成无法对金属板构件从事进一步的机械加工。另外，这类先有技术的元件的松动也会使原有的防止转动性能在某些情况下无法发挥，以致在装螺母而尚未产生适当的夹紧力之前，元件便先转动。在建造车体时，或在把元件头部置入一中空孔穴并于装妥构件组件后便无法再接触的其它一些工作，这类问题尤其令人困扰。如果元件在此类情况下转动或遗失，那么待生产的物品，例如汽车，便无法按照正常的生产程序去制造，反而必须改用一种复杂的方式去修理。所以诸如此类的情况应尽量避免。薄金属板常会遇到的另一个问题就是发挥防止转动性能的鼻部必须具有某种高度，亦即必须超出头部接触表面的高度，才能具有防止转动的性能。若采用薄金属板时，鼻部就会将这种薄金属板构件的材料压成使其不再具有充分强度，因而在实践中也会造成问题。此外，在将元件铆接到金属板构件的期间，用以容置塑性变形金属板构件的细小凹槽也难以制造，使得螺栓不必要地变贵了。再者，这凹槽也会因为让元件产生锐利边缘或减少剖面面积，致使螺栓的强度或其疲劳特性减低。另外由于该凹槽的尺寸关系，也会发生元件在金属板构件上安装不当的情形，因而如前所述，使得元件易于在金属板构件中发生松动、掉落、甚或更糟的后果。为了提供协助，本案申请人在早先尚未公布的德国第P4410475.8号专利申请案所设定的目的，便是提供一种能以合理成本制造与使用的元件，该元件可显著减低甚至消除从金属板构件上松动或遗失的危险，除了具有在金属板构件上防止转动的良好性能外，也能产生紧固的接合，甚至是用于薄金属板或诸如铝板或铝合金板之类的非铁板片。此外，也提供一种由一金属板构件与至少一个这种元件所组成的构件组件，以及一种铆接模，和将这元件铆接到金属板构件上的方法。此目的可由早先的申请案予以圆满解决，其中该元件作为一接触表面的下侧设有若干凹入的周边闭合区，该闭合区至少有部分是以若干从轴杆部朝外延伸的肋条为边界，该肋条的轴杆侧端以凸起形式沿着轴杆部延伸，并在远离头部的那一端与至少一道绕着轴杆部螺旋延伸的凹口结合。按此设计，在利用与轴杆部保持同心的一个适当铆接模将元件铆接到金属板构件上的期间，便能使金属板构件的材料塑性变形而卡入凹入周边闭合区和前述凹口内，不会发生肋条使金属板显著变薄的情形，因而与某些常规的元件相比，此铆接接合的强度已大幅增加。肋条轴杆侧端以凸起形式沿着轴杆部延伸的事实，表示防止转动的性能不但是由被驱使卡入凹入区内的材料，也是由肋条轴杆侧端与金属板构件之间的形状相配式锁定效果一起达成。与先有技术相比，这样做使得防止转动性能大幅提升。插入元件期间，如无必要不会使金属板变薄的事实，表示与先有技术的凹槽相比，可将凹口设在距离头部下侧稍远一点的地方，以致从制造角度来看，较易实施这种凹口。因而与先有技术相比，可将凹口形状弄得较平整，以便在利用铆接模从事塑性变形期间，确保金属板构件的材料充分挤入凹口内，因而增进元件耐抗损耗的阻力。元件轴杆部的凸起肋条的区域，与该轴杆部远离头部的部分相比，最好具有较大的直径，且在这较大直径区设有至少一个凹口。由于这种设计，凹口使元件变弱的程度也较轻，因而较易充分利用该元件的正常强度，另一方面，亦能改善元件的疲劳特性。此外，也进一步增进防止转动性能。然而，这种设计特别重要的一点是，在插入元件期间，可增进金属板构件材料的流动性。金属板构件的预穿孔，必须具有能使元件轴杆部不受损即可穿过的直径。在插入元件期间，先是朝外驱使金属板构件穿过这个较大直径区，从而使孔口扩大，因而产生额外的材料以供驱使进入凹入周边闭合区和/或凹口内。绕着轴杆部螺旋延伸的至少一道凹口，最好是由一道螺纹凹槽形成，尤其是一道在元件轴杆部设有连续螺纹的螺纹凹槽更为有利。这样可采用形成螺纹的相同程序来实现这凹口。从而使得元件的制造成本大幅节省，所形成的凹口也平整。就此而言，如果在螺纹轧制过程之前便先形成肋条，使其以凸起形式从轴杆侧端沿着轴杆部延伸，那么这些凸起的肋条在螺纹轧制期间便能被直接变形而卡入凹口内。但从另一方面来看，在螺纹轧制过程完成之后，可知必须先以另一道程序，例如也以一种轧制程序来产生凸起的肋条部件。在这情况下，可利用凸起肋条将凹口再分成几个区段。然而，肋条沿着轴杆部延伸的凸起部分不能太长，否则可能使待接装物品的平整基座受损。但是，元件准备接装的物品若为一个电子终端时，则不在此限。届时肋条的延伸部分可在终端的孔洞中造成想要的缺口效果，因而有助于获得较佳的电接触效果。螺旋凹口可以呈现为一或二道的螺纹圈，亦可采用螺纹区段的形式，尤其是将这凹口当作一个多线起动螺纹时，本专利技术原则上可做到这点。它也属于本专利技术范围之内。与周边连续凹槽相比，螺旋凹口具有较多的优点。例如，若是在经过一段时间才从轴杆部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫·米勒，
申请(专利权)人：形状连接技术有限公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：