连接螺栓的结构制造技术

本发明专利技术涉及一种薄壁的主体或者板材的连接装置，尤其是用于连接钢板和空心型材，连接装置具有两个开口，即，在第一板材中的第一开口和在第二板材中的第二开口，这两个开口在连接位置上至少彼此大约对准并且彼此沿轴向保持间距，具体实现方式是，第二板材具有从第一开口弯出的沉降部，第二开口设置在该沉降部中，并且连接装置还具有包含螺栓头和带外螺纹的螺杆的螺栓，该螺栓借助于螺杆沿插入方向穿过第一板材的第一开口，在力作用连接的情况下，螺栓接合到第二板材的第二开口中，并且以其螺栓头抵靠第一板材的逆向于插入方向的外表面。本发明专利技术还涉及连接装置的修理工具套件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据权利要求1前序部分的连接装置。
技术介绍
在制造车辆车身时例如存在这样的问题——要将两个薄壁的构件(如两个车身板 材或者一个车身板材和空心型材)彼此连接。典型的连接示例是将车身板材(如翼板)与 门或者纵梁连接。美国专利申请US 4 659 246B中描述了一种前述类型的连接装置，其中，第二板 材以其第二开口的开口边缘支承在外锯齿螺纹的螺纹中。这种高成本的连接易于松动。欧洲专利申请EP 1 398 514 A1公开了两个板材的连接，这两个板材至少在其开 口区域中齐平地彼此贴合。为了避免第二板材弯入第一开口的危险，高成本地加固第二开 口的开口边缘。
技术实现思路
从此出发本专利技术的任务在于设计一种前述类型的连接装置，其具有改善的强度， 尤其是具有改善的延续强度或者耐久强度。本专利技术的任务还在于提供前述类型的小成本的连接装置。所提出的任务通过具有根据权利要求1特征的连接装置解决，尤其是这样解决， 即，所述第二开口具有内螺纹，在所述螺栓拧入第二开口时按照无切屑变形的方式并在限 定第二开口的材料发生位移情况下，借助于螺栓的外螺纹在所述第二开口中开设所述内螺 纹。内螺纹被理解为螺纹超过一圈的完整的内螺纹。螺栓的外螺纹的螺纹距优选等于 或者小于第二板材的半个板材厚度。因而可以开设具有至少两圈螺纹的内螺纹。借助于外螺纹无切屑地开设内螺纹尤其涉及以开槽、滚花或者切口方式形成内螺 纹，其中，借助于外螺纹推开或者挤开形成内螺纹的材料。利用开槽、滚花或者切口，该材料 从第二开口的内壁被压入或者可以压入螺栓的螺纹，并且该材料还可以关于对偶材料在内 壁和螺栓之间的压力局部升高情况下在外螺纹的多圈螺纹中屈服变形。由此多圈螺纹在第 二开口的区域中可以几乎完全或者完全被填满。在某些情况下，升高的温度和/或增加的 压力导致外螺纹和内螺纹之间的局部密封。因而可以在第二开口的轴向长度上建立在螺杆 和第二板材之间的形状配合和力配合以及同时无间隙的连接，并因而可以提高连接强度， 尤其是连接的耐久强度。通过滚花或者切口形成内螺纹与切割形成螺纹的情况相比，材料接点被损坏的可 能性更小，由此可以提高连接的耐久强度。在材料可能出现屈服的情况下，在变形时，材料 接点被损坏的可能性降至最小。在此，在外螺纹中也会出现无切屑地变形过程，然而这首先取决于所选的材料对 偶(外螺纹-内螺纹)。有利的是，针对特别是第二板材选择与螺栓材料相比屈服点更小的材料。随着连接过程中的螺栓头的抵靠支承，借助螺栓的拧入，外螺纹能够进一步在已 经以滚花和切口方式形成的内螺纹中开槽，并与内螺纹进一步夹紧。因而可以加强第二开 口的内螺纹与螺栓外螺纹的非常紧密或者无间隙的贴合。尤其是当内螺纹和外螺纹彼此密 封贴合时由于摩擦力增大在过渡部上会出现局部温度升高，由此可以简化材料尤其是第二 板材材料的屈服过程。例如由于在外螺纹和内螺纹之间的过渡部上的局部压力较高，所以 在过渡部上的局部温度较低情况下，在该过渡部上也已经出现了尤其是第二板材的材料的 屈服变形，由此可以相应加强内螺纹和外螺纹在该位置上的已经非常紧密的贴合或者彼此 的夹紧。螺杆的外螺纹优选是经过硬化处理的。因而无切屑地开设内螺纹的屈服变形至少 大部分转移至限定第二开口的材料中。为了建立持久连接，仅相应适合于无切屑地开设内螺纹的螺栓穿过第一开口并且 拧入第二开口。在此所述连接装置也非常适合于板材和空心型材的连接。所述螺栓在连接位置上能够以螺栓头间接(例如通过垫片或者弹簧垫圈)或者直 接借助于螺栓头的指向插入方向的下表面支承在所述第一板材的逆向于插入方向的外表 面上。所述沉降部优选呈拱形。此处的优点在于，第二开口通过相对第二板材平面的夹 角大于零的壁来限定，这是因为由此可以无力矩地传递力。在沉降部可能具有拱形弯曲形 状情况下(其在拱形顶点中具有第二开口)，限定第二开口的壁按照有利程度较低的方式 平行于第二板材平面延伸至拱形顶点。相反，在平头双曲拱形情况下所述壁以最大90°角 延伸至拱形顶点，然而在此该形状可能难以连同第二板材的深拉一起形成。空心截锥体形 状被看做为易于形成的因而是沉降部的优选形状，该空心截锥体形状具有平行的或者基本 平行的底面——大底面和小底面。沉降部在连接位置上沿插入方向朝向小底面变小。在此 小底面可以通过第二开口构成。这可以带来连接的机械稳定性，这是因为螺杆传递的力可以直接经由或者通过空 心截锥体沉降部的壁朝向第一板材的方向继续传递，其中由此取决于椎体的几何形状，所 述壁仅略微承受垂直于插入方向的附加弯矩。因而很少存在所述壁弯出的危险。此外所述 力继续传递至第二板材的在径向上更远的圆周上，也就是朝向沉降部的大底面继续传递， 由此可以相应降低在该边缘上产生的弯曲应力。因而所述力可以传递至第二板材的较大的 表面区域，或者螺栓可以支承在第二板材的较大区域上并且使得该区域承受较小的压力。 按照有利方式所述沉降部同时充当加固型材。因而也可以通过沉降部的空心截锥体构造方 式完全解决所提出的任务。所述外螺纹的上升角优选大于或者等于一角度，所述角度是所述空心截锥体形的 沉降部的外壳与其较大的底面之间的夹角。由此内螺纹尤其支承在螺栓的外螺纹指向第一 开口的侧面上，从而已经可以在该位置上至少以较大分量沿所述外壳的延伸方向进行力传 递并且可以避免附加的弯矩。此外在开设内螺纹时，材料抵抗指向插入方向的侧面的屈服 变形更容易。由于在关于插入方向或者关于第二开口的开口轴线对称的凹部中，第二开口具有 轴线对称的设置方式，所以可以在凹部的横截面上实现最佳的对称的力分配，这再次提高 了连接强度尤其是耐久强度。凹形或者拱形的沉降部在第二板材平面高度上的最大直径可以大于或者等于第二开口的双倍最小直径。此外沉降部的最大深度可以小于或者等于其半个最大直径。这两个开口可以呈圆形。这两个开口可以在连接位置上彼此对准。第一开口也可 以不是圆形的，而是例如被实施为长孔，其较小的直径优选大约相当于螺杆的外径，这样这 两个开口可以在连接位置上关于具有较小直径的第一开口的孔宽彼此对准。在安装时，借 助于作为第一开口的长孔，薄壁构件可以相对彼此实施相应的位置校正。 也可以规定，通过滚花或者切口形成内螺纹不会或者仅略微改变外螺纹的几何形 状。由此外螺纹的侧面不会或者仅略微缩小，这对例如力传递至侧面是有利的。这通常也 可以如此实现，即，至少外螺纹的材料屈服点大于限定第二开口的壁的材料屈服点。与此相 关，上述经过硬化处理的外螺纹是有利的。针对第二板材也可以选择屈服点相对较小的材 料。在第二开口的内壁上可以规定降低了屈服点的材料。例如可以考虑将微合金钢(如具有强度加强的不同相的ZSTE220至ZSTE420、具 有铁氧体和马氏体或者其他品质的DP450至DP800)用作为薄壁构件的尤其是板材的材料。 这例如可以使用具有优选经过硬化处理的螺纹的适合于以开槽、滚花或者切口方式形成内 螺纹的M5或者M6螺栓，这降低了连接装置的成本。所述沉降部的大底面的直径优选大于所述第一开口的直径并且小于贴合区域的 直径，在所述贴合区域中，所述螺栓间接或者直接地支承在所述第一板材的逆向于插入方 向的外表面上。由此力可以从沉降部的朝向第一板材延伸的壁开始经由第一板材的限定 第一开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄壁的主体或者板材的连接装置，其尤其是用于连接第一板材（２）和第二板材（３），所述连接装置具有螺栓（１０）和第二板材（２），所述螺栓具有螺栓头（１３）和带外螺纹（１１）的螺杆（１２），所述第二板材具有沉降部（６），第二开口（５）设置在所述沉降部中，其中，所述螺栓（１０）借助于所述外螺纹（１１）力作用地接合到所述第二板材（３）的所述第二开口（５）中，并且所述螺栓头（１３）逆向于所述沉降部（６）的方向取向，　　其特征在于，　　所述第二开口（５）具有内螺纹（１４），在所述螺栓拧入所述第二开口（５）时按照无切屑变形的方式并在限定所述第二开口（５）的材料发生位移情况下，借助于所述螺栓（１０）的所述外螺纹（１１）在所述第二开口（５）中开设所述内螺纹（１４）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约阿西姆巴尔，思德方施拉，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]