用于不漏流体地附接到片状金属部件的功能元件、构件组件和方法技术

本发明专利技术涉及用于不漏流体地附接到片状金属部件的功能元件、构件组件和方法。一种功能元件，其具有包含凸缘以及从凸缘的第一侧伸出的节段的头部部件，该节段用于冲压到片状金属部件中而不穿透片状金属部件，并且功能元件还具有包含纵向轴线的轴部件，其满足功能并且从凸缘的与第一侧相对的侧部伸出。凸缘和节段被布置成至少基本与轴部件同轴，其中节段被形成为中空圆柱体，具有在其外部护套表面处平行于纵向方向延伸的肋。在内侧处，节段具有在自由端处基本上终止的渐扩的截头圆锥形状，其中截头圆锥形状用于在冲压到片状金属部件中期间该节段的扩张。还要求保护一种构件组件及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种不漏流体地附接到片状金属部件的功能元件，涉及包括该功能元件和片状金属部件的构件组件，并且还涉及用于制造该构件组件的方法。本专利技术的基本目的是使得功能元件和构件组件以及用于制造构件组件的方法可用，其中的构件组件可被以有利的成本制造或者实现，并且本专利技术的基本目的特别是能够将功能元件的头部部件不漏流体地附接到单个片状金属部件以及不漏流体的构件组件，其中的轴部件和功能元件能够被设计用于执行多个功能，对此对到片状金属部件的连接的强度没有特别高的要求，即功能元件预期不用于到片状金属部件的高强度的连接，并且还不应该被用于高负载的、安全相关的构件，例如带卷轴或安全带的带锁的附接。为了满足该目的，根据本专利技术提供了一种功能元件，该功能元件具有包含凸缘以及从凸缘的第一侧伸出的节段的头部部件，该节段用于冲压到片状金属部件中而不穿透片状金属部件，并且该功能元件还具有包含纵向轴线的轴部件，其满足功能并且从凸缘的与第一侧相对的第二侧伸出，其中凸缘和节段被布置成至少基本与轴部件同轴，其中该节段被形成为中空圆柱体，该中空圆柱体具有在其外部护套表面处平行于纵向方向延伸的肋，并且在内侧处在其自由端面的区域中具有渐扩的截头圆锥形状，优选地在直接邻近节段的自由端的区域中具有渐扩的截头圆锥形状，其中截头圆锥形状用于在冲压到片状金属部件中期间该节段的扩张。该类型的功能元件具有头部部件，该头部部件包括凸缘和所述节段，r>其在一定程度上类似于半中空穿透铆钉或者以与之相同的方式被设计，并且因而可以以有利的成本被制造，但是在多个地方与半中空穿透铆钉有区别。穿透铆钉名义上被用于将两个片状金属部件相互连接并且导致其中至少一个片状金属部件被穿透的情形。因而不可能论及不漏流体的连接。另外，穿透铆钉仅具有将两个片状金属部件相互固定的功能，而根据本专利技术，没有被穿透的仅一个片状金属部件根据本专利技术被使用。另外，本专利技术的元件具有与两个片状金属部件的连接不同的功能。根据本专利技术的构件组件包括片状金属部件和功能元件，并且被设计使得片状金属部件在附接区域中具有与在附接元件的径向外侧的片状金属厚度相比加厚的部分，其中所述节段在自由端处以形式上适合的方式(form-fitted manner)以扩张的方式容纳在加厚部分的区域中，而不穿透片状金属部件，其中的片状金属材料位于扩张节段内且在节段的外侧与节段并与纵向肋接合。根据本专利技术的通过将功能元件冲压到片状金属部件中来制造构件组件的方法包括以下步骤：将片状金属部件布置在具有中间凹进部分的冲模母模上，其中凹进部分的开口的尺寸决定加厚部分的直径并且冲模母模具有在凹进部分内的中间凸起部分，以节段的自由端在前面将功能元件挤压紧贴片状金属部件的远离冲模母模的侧部并将节段挤压到片状金属材料中，由此该节段的渐扩的截头圆锥形状被扩张，任选地与冲模母模的凹进部分的中间凸起部分组合地被扩张，并且片状金属材料被引入而与所述节段的护套表面相接合且还与设置在那里的肋相接合，并被引入中空节段内，在冲压力的作用下通过所述节段将片状金属材料位移到冲模母模的凹进部分中并形成所述加厚部分以及任选地形成加厚部分的中间布置的凹部，以及任选地，将凸缘的邻近于节段的侧部连同此处的提供抵抗旋转能力的任何特征一起部分地挤压到片状金属部件的远离冲模母模的侧部中。根据本专利技术的功能元件或者新的附接方法因而预期用于仅需要支撑低负载的螺栓，例如用于接地螺栓(grounding bolt)。根据本专利技术的方法涉及半中空穿透铆钉进一步改进的附接，具有特定的功能并具有提供抵抗旋转能力的额外特征。该方法主要与2.5mm以上厚度的片状金属一起使用。然而，其还可以与小于2.5mm厚度的片状金属一起使用，例如与1.5mm或更小厚度的片状金属一起使用。螺栓被紧固其上的片状金属未被穿透，因此基本呈现了密封的连接。螺栓的几何形状还可被设计使得对扭矩、压出力和按出力的阻力相当高。然而，螺栓/片状金属的连接不能够支撑通常需要用于螺栓的功能方向上的力。因为该特征轮廓相当好地满足了对于接地螺栓的需求，所以具体的描述假设接地螺栓被呈现用于一些实施方式的附图。根据本专利技术的功能元件或构件组件可以例如被设计用于以下类型的功能。其可被用于附接连接终端或螺母以固定连接终端。在该情形下，轴部件设有公螺纹或设有螺纹状构造。要被施加的力是对于张紧或使功能元件附接到片状金属部件以用于夹持终端夹具来说所必要的扭矩以及能够从连接到终端夹具的线缆中产生的任何通常更小的力。与片状金属部件的不漏流体的并且特别是不透水的连接是重要的，因为其在电连接的区域中保护免受腐蚀。另外，制动线路的附接或者用于固定制动线路的夹子的附接可以被考虑。相应的夹子例如可以包含一个或多个制动线路并且可以借助于功能元件的轴部件上的螺母而固定，其在此还可以具有螺纹或螺纹状的形状。与此替代地，夹子可以通过闩锁特征，例如一个或多个底切或者杉树的形状而被简单地夹在功能元件的轴部件上。在所有两种情形下，即具有螺纹或闩锁特征的轴部件，由制动线路产生的力往往是低的，就像用于将夹子附接到轴部件的力以及用于将夹子从附接到片状金属部件的功能元件的轴部件中去除的力。在此，侵蚀也是不想要的并且还在此通过将功能元件不透水地附接到片状金属部件而防止。另外，可以考虑将毡毯孔眼(carpet eye)附接到被附接到片状金属部件的功能元件的轴部件。此处再次地，仅适度的力在安装期间或者为了毡毯的去除而被施加。在此也需要不透水以避免潮湿和发霉的毡毯。其他实施例包括保持器的附接和固定交通工具构件例如电气模块或保险丝盒的外壳的附接。在功能元件的特别有利的形式中，所述中空节段包括邻近于节段自由端的圆柱形部分，以及在朝着圆柱形部分的方向上成锥形并且位于凸缘和圆柱形部分之间的部分。锥形部分带来的优点为在扩张期间，圆柱形部分的支撑和扩展是有利的，由此能够避免功能元件不需要的变形或片状金属部件的扭曲。另外，锥形部分有利于功能元件的制造。锥形部分上的所述肋在朝着凸缘行进的方向上具有减小的径向厚度，由此肋的外部边界例如能够平行于纵向轴线延伸。该设计不仅有利于肋的制造，而且还使得功能元件和片状金属部件之间的接点加强。锥形部分的内侧和节段的圆柱形部分的内侧位于除自由端区域之外的圆形圆柱形表面上，该自由端区域具有渐扩的截头圆锥形状。该形状不仅能够以有利的成本制造，而且还有利于功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能元件(10)，所述功能元件(10)具有包含凸缘以及从所述凸缘(12)的第一侧(14)伸出的节段(16)的头部部件，所述节段(16)用于冲压到片状金属部件(72)中而不穿透所述片状金属部件(72)，并且所述功能元件(10)还具有包含纵向轴线(22)的轴部件(20)，所述轴部件(20)满足功能并且从所述凸缘(12)的与所述第一侧(14)相对的第二侧(18)伸出，其中所述凸缘(12)和所述节段(16)被布置成至少基本上与所述轴部件(20)同轴，所述节段(16)被形成为中空圆柱体，所述节段(16)具有在其外部护套表面处平行于纵向方向延伸的肋(26)，并且所述节段(16)在内侧处在其自由端面(28)的区域(32)中具有渐扩的截头圆锥形状(34)，优选地在直接邻近所述节段的所述自由端(28)的区域(32)中具有渐扩的截头圆锥形状(34)，其中所述截头圆锥形状用于在冲压到所述片状金属部件中期间所述节段(16)的扩张。

【技术特征摘要】
2012.02.27 DE 102012003819.41.一种功能元件(10)，所述功能元件(10)具有包含凸缘以及从所
述凸缘(12)的第一侧(14)伸出的节段(16)的头部部件，所述节段(16)
用于冲压到片状金属部件(72)中而不穿透所述片状金属部件(72)，并
且所述功能元件(10)还具有包含纵向轴线(22)的轴部件(20)，所述
轴部件(20)满足功能并且从所述凸缘(12)的与所述第一侧(14)相对
的第二侧(18)伸出，其中所述凸缘(12)和所述节段(16)被布置成至
少基本上与所述轴部件(20)同轴，所述节段(16)被形成为中空圆柱体，
所述节段(16)具有在其外部护套表面处平行于纵向方向延伸的肋(26)，
并且所述节段(16)在内侧处在其自由端面(28)的区域(32)中具有渐
扩的截头圆锥形状(34)，优选地在直接邻近所述节段的所述自由端(28)
的区域(32)中具有渐扩的截头圆锥形状(34)，其中所述截头圆锥形状
用于在冲压到所述片状金属部件中期间所述节段(16)的扩张。
2.根据权利要求1所述的功能元件，其中所述轴部件(20)被设计
为执行以下功能中的一个：
附接连接终端或附接用于附接到连接终端的螺母、附接制动线路或用
于附接致动线路的夹子，
附接毡毯孔眼，
附接保持器，
附接固定交通工具构件的外壳，对于该附接，在连接强度上没有特别
的要求，即不用于安全相关的构件。
3.根据之前权利要求中任一项所述的功能元件，其中所述中空节段
(12)包括邻近于所述节段(16)的所述自由端(28)的圆柱形部分(44)
以及在所述凸缘(12)和所述圆柱形部分(44)之间在朝着所述圆柱形部
分(44)的方向上成锥形的部分(46)。
4.根据之前权利要求中任一项所述的功能元件，其中所述肋(26)

\t在朝着所述凸缘(12)的方向上在所述锥形的部分(46)处具有减小的径
向厚度，由此例如所述肋(26)的外部边界(48)平行于所述纵向轴线(22)
延伸。
5.根据之前权利要求中任一项所述的功能元件，其中所述节段(16)
的所述锥形的部分(36)和所述圆柱形部分(44)的内侧(50)位于除在
所述自由端(28)处的所述区域(32)之外的正圆柱形表面上，所述区域
(32)具有渐扩的截头圆锥形状(34)。
6.根据之前权利要求中任一项所述的功能元件，其中所述节段(16)
在所述自由端处设有尖锐的边缘，或者在从所述圆柱形部分(14)的外侧
到具有渐扩的截头圆锥形状(34)的区域的过渡处设有小半径，并且所述
节段(16)具有至在所述圆柱体节段的所述自由端处的所述渐扩的截头圆
锥形状(34)的边界的径向厚度(d)，所述径向厚度(d)共计小于所述
圆柱体节段(44)的最大壁厚(w)的30％。
7.根据之前权利要求中任一项所述的功能元件，其中所述凸缘(12)
在所述肋(26)之间在所述节段(16)的侧部(14)处具有凹进部分(58)，
所述凹进部分(58)容纳片状金属材料，用于获得额外的抵抗旋转能力。
8.根据之前权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾德里安·埃利斯，理查德·汉弗伯特，
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：