用于螺柱焊接的螺柱制造技术

本发明专利技术涉及用于螺柱焊接的螺柱（１０），其具有螺杆（１２），具有轴向连接法兰（１４），其相对于螺杆（１２）径向突出，并且其外部周围是多边形设计，以便能借助于工具（４０）给螺柱（１０）施加试验扭矩（Ｔ），并且具有环形部分（１６），其轴向连接法兰（１４），并且其前部径向延伸环形表面（１９），设计为焊接到工件（３２）的焊接表面，其中该环形部分（１６）直接连接法兰（１４），并且环形部分（１６）和法兰（１４）形成全部具有一致外部直径（Ｄ）的头部（２０），并且其中法兰（１４）的多边形形状（２２）延伸在环形部分（１６）上直到其前部环形表面（１９）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于螺柱焊接的螺柱，其包括螺杆；轴向连接法兰，其相对于螺杆径 向突出；以及环形部分，其轴向连接法兰，其前部径向延伸环形表面设计为焊接到工件的焊 接表面。
技术介绍
本专利技术还涉及将工件和螺柱焊接到工件的固定布置，并且还涉及焊接螺柱到工件 的方法和这样的螺柱焊接到工件的用途。本专利技术总体上与螺柱焊接领域相关。其中，该焊接工艺很大程度上用于汽车技术 领域。在此情况下，螺柱焊接到本体片，并且用作塑料固定元件(夹子)、汽车仪表板等的,田。近年来的趋势是减小本体片的厚度，以便减小例如汽车的重量。将螺柱焊接到日 益变薄的本体片上使制造变得困难。作为惯例，螺柱具有圆锥尖端的焊接表面。为了在螺 柱焊接中熔合该表面，需要相对高的能量输入。这可能导致本体片的“烧穿”。因此，在文件US-A-3，671，710中，提出了具有凹槽且设计为用于电容器放电焊接 的焊接螺柱。在此情况下，凹槽与螺柱的外直径一起形成环形法兰。这倾向于改善熔池的 一致性。文件DE 19611711A1公开了具有环形法兰结构的焊接元件。该环形法兰具有在截 面上变窄的余量，从而大约线性的边缘在螺柱的前端获得。焊接边缘向下设定在工件上。然 后，拉回螺柱以形成弧。最后，螺柱推入全部熔池中。全部形成大约环形的焊接点，并且在 该环形焊接点的内部该螺柱和工件之间形成腔体。应当注意的是，螺柱的构造2允许螺柱 通过拉弧工艺焊接到相对薄的片上。最后，文件WO 2004/033923A1公开了螺柱焊接到片(特别是夹片)上的固定元 件。螺柱具有用作预定破坏点的区域，以便实现限定的失败情况。螺母拧在螺柱上，并且螺 柱的强度适合于螺母的强度，从而螺母在螺柱破坏前首先破坏。假如螺母没有破坏，则螺柱 撕破片前螺柱破坏。换言之，在塑料固定元件等实际上放在螺柱上时，直到装配期间也没有给螺柱施 加扭矩。如果因一定的原因此时影响螺柱和/或片的过失发生，则相对昂贵的重做是必须 的。这是因为，此时，片按着惯例已经涂漆，因此，焊接点的修复和螺柱的重新施加需要本体 片表面的复杂后续处理。所采用的螺柱具有螺杆、法兰部分以及轴向连接的环形部分，法兰部分以及轴向 连接的环形部分一起形成头部。环形部分的轴向长度与头部(由法兰和环形部分形成)的轴向长度的比率为小于50%，特别是在25%至35%的范围内。在该应用中，相当重要的是 还涉及到头部的其它尺寸或尺寸比率。头部的外部直径在此情况下设计为粗略的。针对于上面的背景情况，本专利技术的目标是确定有成本效益的螺柱、改善固定的布 置以及改善焊接螺柱到工件上的方法，其中工件具有很小的厚度，并且其中可以避免在焊 接连接失败的情况下不得不执行昂贵的重做的情形。
技术实现思路
该目标首先通过用于螺柱焊接的螺柱实现，该螺柱包括螺杆；轴向连接法兰，其 相对于螺杆径向突出，并且其外部周围是多边形设计，以便能够借助于工具对该螺柱施加 试验扭矩；以及环形部分，其轴向地连接法兰，并且其前部径向延伸环形表面设计为焊接到 工件的焊接表面，其中该环形部分直接连接该法兰，并且该环形部分和该法兰形成具有全 部一致外部直径的头部，并且其中该法兰的多边形形状延伸在环形部分上，直到其前部环 形表面。上述目标还通过固定布置实现，该固定布置具有工件和类型为根据本专利技术焊接到 该工件的螺柱，其中该工件具有小于Imm的厚度，特别是小于0. 8mm的厚度。上述目标还通过焊接螺柱到工件以及检测该焊接连接强度的方法实现，该方法包 括如下步骤-提供根据本专利技术类型的螺柱；-焊接该螺柱到该工件上，特别是通过拉弧螺柱焊接(drawn-arcstud welding)； 以及-连接工具到该螺柱的头部，并且给该螺柱施加预定的扭矩，以便检测该焊接连接 的强度。最后，上述目标通过根据本专利技术的螺柱焊接到工件的用途实现，该工件的厚度小 于1mm，特别是小于0. 8mm。根据本专利技术的螺柱特别适合于焊接到非常薄的工件上，例如薄的本体片。近年来 倾向于采用片的厚度小于1mm，特别是小于0.8mm，或者甚至0.6mm及更小。由于环形部分 以及形成为环形表面的焊接表面的设计，焊接可能执行在输入能量相对小的情况下，从而 减小片的烧穿风险。由于头部的外部直径上的多边形形状的设计，所以能够检测焊接连接 的强度。这优选在本体处于白色状态期间进行，就是说，例如，在螺柱焊接到工件后立即进 行。因此，任何可能的缺陷焊接连接可以在最佳时间修复。在装配阶段必须进行修复情况 下的昂贵重做是不必要的。此外，令人惊喜地发现，尽管是全部多边形形状(延伸在环形部 分上直到前部的环形表面)，但是在形成弧期间基本上不引起缺点。此外，由于头部上全部 为多边形形状，可以有成本效益地生产螺柱。因此，完全实现了该目标。尤其优选的是，螺柱由一件金属制成，特别是钢。然而，螺柱通常也可以由其它金属制造，例如，铝。此外，有利的是，螺柱通过冷冲压成型工艺生产，特别是以小冲压成型的一阶段工 艺生产。这使得螺柱的形状是相对简单的设计，并且多边形形状延伸在头部的整个外部周 围上。在大法兰螺柱的情况下，也可以采用多阶段冲压成型工艺。甚至在多阶段工艺的情况下，多边形形状也可以通过冲压成型产生。例如，这可以通过倒置大法兰且倒角而进行。 然后，在另外的按压阶段，采用压缩工具形成最终的形状。螺杆可以是圆柱设计，但是优选具有螺纹。螺纹可以是公制螺纹，但是特别是粗牙 螺纹。多边形形状优选为八边形形状。在该实施例中，螺柱可以有成本效益地生产。此外，可以采用比较简单的工具，以 便将试验扭矩施加在已经焊接的螺柱上。然而，多边形形状也可以是六边形形状或者其它 的多边形形状。此外，词语“多边形形状”在此情况下也意味着是指外部周围是齿状的，或 者具有与圆形形状不同的其它形状。尤其优选的是，头部的轴向长度与头部的外部直径的比率在1/7至3/4的范围内， 在标准螺柱的情况下特别是在1/3至3/4的范围内，或者在大法兰螺柱的情况下在1/6至 1/2的范围内。这样，头部的轴向长度可以设计为相对大，从而相对简单地连接用于施加试验扭 矩的工具。根据另一个优选实施例，法兰的轴向长度与头部的轴向长度的比率在3/10至 5/10的范围内。这样，环形部分可以设计为相对于法兰相对长。因此，第一，可以减轻重量。第二， 头部总体上可以具有比较小的轴向长度，从而获得总体上低的高度。这特别适用于，法兰的轴向长度与头部的轴向长度的比率小于5/10。在大法兰螺柱的情况下，法兰的轴向长度与头部的轴向长度的比率明显地低于 5/10。在具有大法兰直径的螺柱的情况下，有利的是提供自动进行焊接安装和装配(螺 纹连接或固定连接)的位点。所述位点提供在与头部相对的螺杆端面上，并且具有小于螺 杆的较小直径。此外，大法兰螺柱也可以提供为与塑料件(塑料螺母、塑料部件等)或者金属件 (顶盖螺母、用于接地螺杆的法兰螺母或者金属部件)预装，并且自动或手工焊接。因此，上述特征以及下面仍将说明的特征不仅可以用在各自特定的结合上，而且 可以用在其它的结合或它们自身的结合，而不脱离本专利技术的范围。附图说明本专利技术的示范性实施例示出在附图中，并且在下面进行详细描述。附图中图1示出了根据本专利技术实施例的螺柱的部分截面侧视图；图2示出了图1的螺柱从前面看的视图；以及图3示出了工件与焊接在工件上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于螺柱焊接的螺柱（１０），包括：螺杆（１２）；轴向连接法兰（１４），其相对于该螺杆（１２）径向突出，并且其外部周围为多边形设计，以便能借助于工具（４０）向该螺杆（１０）施加试验扭矩（Ｔ）；以及环形部分（１６），其轴向连接该法兰（１４），并且其前部径向延伸环形表面（１９）设计为焊接到工件（３２）的焊接表面，其中该环形部分（１６）直接连接该法兰（１４），且该环形部分（１６）和该法兰（１４）形成全部具有一致的外部直径（Ｄ）的头部（２０），并且其中该法兰（１４）的该多边形形状（２２）延伸在该环形部分（１６）上直到其前部环形表面（１９）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克德里克斯勒，
申请(专利权)人：纽弗雷公司，
类型：发明
国别省市：US