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CN105283680B - 用于连接两个构件的盲铆螺母 - Google Patents

用于连接两个构件的盲铆螺母 Download PDF

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CN105283680B CN201480033038.7A CN201480033038A CN105283680B CN 105283680 B CN105283680 B CN 105283680B CN 201480033038 A CN201480033038 A CN 201480033038A CN 105283680 B CN105283680 B CN 105283680B
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Abstract

本发明涉及一种用于借助螺纹连接来连接两个构件(110、120)的盲铆螺母(10)，该盲铆螺母具有包括内螺纹(22)的铆钉杆(20)，在该铆钉杆的轴向的第一端部(20a)上设置有用于产生铆接连接的变形区段(24)，其中，在所述铆钉杆(20)的轴向的第二端部(20b)上设置有铆钉头(26)，该铆钉头包括用于支承邻近的构件面(122)的支承面(28)，其中，所述支承面(28)所具有的径向延伸(D2)构造得大于或等于铆钉杆(20)的径向延伸(D4)的1.5倍并且小于或等于铆钉杆的径向延伸的约两倍。本发明还涉及一种包括两个相互通过盲铆螺母和螺钉进行连接的构件的构件系统。

Description

用于连接两个构件的盲铆螺母
技术领域
本发明涉及一种用于借助螺纹连接来连接两个构件的盲铆螺母以及包括两个相互通过盲铆螺母和螺钉进行连接的构件的构件系统。
背景技术
原则上已知的是，为了连接两个构件使用盲铆螺母。在此，已知的盲铆螺母在第一构件上通过铆接过程紧固在铆钉孔中。盲铆螺母具有内螺纹，随后螺钉可以拧入该内螺纹中。在此，螺钉延伸穿过第二构件中的相应的螺钉孔，从而两个构件彼此的夹紧连接可以通过螺纹连接和盲铆螺母建立。
在已知的盲铆螺母中以及在已知的构件系统中不利的是，力传递、特别是在现代材料的情况下不以理想的方式被确保。因此，在这样的连接部位处载荷状况很高的情况下原则上存在力峰值或者说应力峰值的危险。特别是当两个构件的两个材料中的一个材料是纤维复合材料或两个材料均是纤维复合材料、特别是CFK或GFK时，出现关于构件载荷增大的风险。在此，可能引起相应的纤维复合材料中的个别纤维区段的损坏。
发明内容
本发明的任务在于，以成本低廉的且简单的方式消除上述缺点。本发明的任务特别是在于，鉴于要求很高的载荷使用状况以成本低廉的且简单的方式确保连接部具有增大的要求质量的力传递。
上述任务通过一种用于借助螺纹连接来连接两个构件的盲铆螺母得以解决，该盲铆螺母具有包括内螺纹的铆钉杆，在该铆钉杆的轴向的第一端部上设置有用于产生铆接连接的变形区段，该盲铆螺母的特征在于，在所述铆钉杆的轴向的第二端部上设置有铆钉头，该铆钉头包括用于支承邻近的构件面的支承面，其中，所述支承面所具有的径向延伸构造得大于或等于铆钉杆的径向延伸的1.5倍并且小于或等于铆钉杆的径向延伸的约两倍。
上述任务还通过一种构件系统得以解决，该构件系统具有包括铆钉孔的第一构件和包括螺钉孔的第二构件，该构件系统的特征在于，在所述铆钉孔中紧固按照本发明的盲铆螺母，其中，螺钉延伸穿过第二构件的螺钉孔并且拧紧到铆钉杆的内螺纹中，此外，第二构件的第一构件面支承在铆钉头的支承面上。
本发明的其他特征和细节由说明书和附图得出。在此，如下特征和细节适用，各特征和细节与按照本发明的盲铆螺母相关地说明，不言而喻也与按照本发明的构件系统相关地说明并且相应地反之亦然，从而关于对各个发明方面的公开内容总是相互参考或者说可以相互参考。
按照本发明的盲铆螺母用于借助螺纹连接来连接两个构件。为此，盲铆螺母具有包括内螺纹的铆钉杆，在该铆钉杆的轴向端部上设置有用于产生铆接的变形区段。按照本发明的盲铆螺母的特征在于，在所述铆钉杆的轴向的第二端部上设置有铆钉头，该铆钉头包括用于支承邻近的构件面的支承面。在此，所述支承面所具有的径向延伸(尺寸)构造得大于或等于铆钉杆的径向延伸(尺寸)的1.2倍。
按照本发明的盲铆螺母以已知的方式具有变形区段，该变形区段可以借助螺纹芯轴变形并且因此可以建立希望的形状锁合连接作为在盲铆螺母和第一构件之间的铆接连接。为此，盲铆螺母沿轴向在其铆钉杆中设有通孔。在该通孔中设置有内螺纹，该内螺纹特别是构造为米制的内螺纹。
按照本发明，在铆钉杆的第二端部上设置有铆钉头，该铆钉头明确地提供用于与邻近的构件面力传递的支承面。因此，在装配状况下，第二构件贴靠在铆钉头的支承面上，从而力可以通过利用螺钉实现的螺纹连接施加到第二构件上并且从该第二构件引入铆钉头的支承面中。因此，支承面用于面状地接触邻近的构件或者说邻近的构件面。
通过将支承面按照本发明增大到铆钉杆的径向延伸的至少1.2倍，提供了特别是具有减少的比表面压力的改进的力传递。因此，产生较大面积的支撑，该支撑在使用载荷重的或者说大的情况下也随之引起构件载荷的减少。特别是在按照本发明的盲铆螺母上的螺纹连接受到翻转载荷或者说力矩载荷的情况下，增大的支承面随之引起相应构件的应力峰值的减少。此外，以这种方式提供了增大的杠杆，从而利用与盲铆螺母的纵轴线的较大间距可以通过支承面提供针对力矩的支撑。
通常，铆钉杆沿径向方向与在所属的第一构件中构造的相应的铆钉孔相同宽度地或近似宽度地延伸。由此，支承面因而也基本上相应于这样的铆钉孔的径向延伸的至少1.2倍。原则上要指出的是，不仅相应的铆钉孔、而且铆钉杆和铆钉头不必强制地具有旋转对称的横截面。相反，可能有利地的是，使用其他横截面形状。因此，特别是对于铆钉头(如之后还要解释的那样)也可设想的是采取非圆形的外轮廓或者说横截面。对于铆钉杆本身优选选择圆的外轮廓，以便在这里给出旋转对称地且与此相应沿轴向旋转自由地(axialrotationsfreie)嵌入到相应的铆钉孔中的可能性。
对于内螺纹，从铆钉头出发特别是设置有在至少一个区段上的延伸。因此，铆钉头本身同样设有螺纹孔，从而螺钉可以从铆钉杆的第二端部通过铆钉头拧入内螺纹中。
在此，通孔可以具有均匀的或不同的横截面。优选的是，内螺纹仅延伸直至变形区段并且变形区段无内螺纹地构造。因此保证：在建立用于盲铆螺母在第一构件上的铆接连接时，尽可能不影响或仅轻微地影响内螺纹区域中的材料。
按照本发明，可以以这种方式将两个材料基本上与它们实际的材料选择无关地进行连接。特别是可以使用由金属材料制成的盲铆螺母，以便也将形式为玻璃纤维材料的现代材料相互连接。
可能有利的是，在按照本发明的盲铆螺母中，所述支承面的径向延伸(尺寸)构造为在大约15mm和大约22mm之间。优选地，支承面的径向延伸(尺寸)构造为在大约18mm和大约20mm之间。特别是这涉及具有在大约6mm和大约10mm之间的范围内的径向延伸(尺寸)的铆钉杆。因此优选的是，在支承面和铆钉杆之间关于相应的径向延伸(尺寸)的差别甚至明显大于最小值1.2。因此，如下因数变得优选，所述因数对于支承面的径向延伸和铆钉杆的径向延伸之间的关系设计在大约1.5以上、特别是在大约2的范围内。所述面在这种程度上的增大导致：还进一步改进了减少比表面压力和针对倾翻力矩的更佳支撑的按照本发明的优点。虽然进一步的增大会进一步提高这些优点，但附加地随之引起在结构空间、材料耗费和重量方面的问题。由此，上述极限值可理解为对于支承面的径向延伸的特别有利的或者说优化的值。
同样有利的是，在按照本发明的盲铆螺母中，所述铆钉头具有非圆形的外轮廓。在此，原则上可设想的是任何不具有旋转对称性的外轮廓。
特别是外轮廓沿着轴线基本上连续地或相同地构造，从而给出用手或用工具的改进的可抓持性。为了提供这样的改进的可抓持性，也可以在外轮廓的外表面上附加地设置所谓的沟纹或滚花，以便改进与使用者手的摩擦接触。这用于：在盲铆螺母失效或内螺纹脱断时，可以实现盲铆螺母的变得简单的钻出。因此，在这样的情况下，通过钻孔机往盲铆螺母的通孔中钻入增大的孔，从而实现变形区段的保持力的减少。为了避免在钻孔过程期间盲铆螺母与钻头一起旋转，通过非圆形的外轮廓，用于铆钉头的克服一起旋转的固定可以简单且成本低廉以及快速实现。
在上述的盲铆螺母的实施方式中可能有利的是，所述铆钉头的外轮廓具有米制的六角形状。因此，获得与在上述段落中解释的优点相同的优点。特别是可以利用标准工具进行铆钉头的固定，从而例如可以使用开口扳手或环形扳手。因此，还进一步使按照本发明的盲铆螺母的可操作性变得简单。
此外有利的是，在按照本发明的盲铆螺母中，所述盲铆螺母至少在局部区段由不生锈材料、特别是不锈钢构成。不生锈材料在本发明的意义下特别是不生锈金属。在此，优选整个盲铆螺母由唯一一个工件或整合地由唯一一个构件制成。因此，优选整个盲铆螺母也由不生锈材料构成。作为不锈钢特别是使用V2A钢或V4A钢。通过这个实施方式，特别是与至少一个由纤维复合材料(例如CFK和GFK)制成的构件关联地增大了耐腐蚀性。因此，由于与CFK构件的关联，由金属制成的盲铆螺母构成一种电化学的电池。为了减少或完全消除由此产生的高腐蚀可能性，不生锈材料、特别是不锈钢随之产生大的优点。
同样有利的是，在按照本发明的盲铆螺母中，所述盲铆螺母至少在局部区段具有防腐蚀的保护涂层。如已经在上述段落中解释的那样，特别是在使用现代的和特别轻的材料如纤维复合材料时，腐蚀是原则上的风险。与此相应，保护涂层也可以在用于构造盲铆螺母的材料劣质的情况下随之产生相应的防腐蚀保护。不言而喻，保护涂层也可以施加到盲铆螺母的个别区段上，以便提供明确的局部保护。与至少在局部区段由不生锈材料构成的盲铆螺母组合利用按照本发明的保护涂层也是可能的。
此外可能有利的是，在按照本发明的盲铆螺母中，所述铆钉头在与所述支承面相反取向的那侧上具有用于密封接触的构件面的密封面，以防液体的进入。在此，液体的进入可理解为进入到所属的铆钉孔中。换言之，盲铆螺母在利用铆接连接嵌入且紧固在第一构件中的状态下附加地提供相对于铆钉杆或者说铆钉头和该第一构件的密封作用。因此，密封面接触第一构件的相应的邻近的构件面。为了特别是阻止水通过这个间隙进入，这个密封面例如可以通过铆钉头的该侧的相应表面结构提供。也可能的是，所述密封面作为涂层构造在铆钉头的该侧上，这个涂层例如以液态的或者说至少能流动的状态施加到该铆钉头上。因此，特别是在耐腐蚀性方面获得进一步改进。
本发明的主题同样是一种构件系统，该构件系统具有包括铆钉孔的第一构件和包括螺钉孔的第二构件。按照本发明的构件系统的特征在于，在所述铆钉孔中紧固按照本发明的盲铆螺母。在此，螺钉延伸穿过第二构件的螺钉孔并且拧紧到铆钉杆的内螺纹中。此外，第二构件第的一构件面支承在铆钉头的支承面上。通过使用按照本发明的盲铆螺母，在按照本发明的构件系统中获得与详细地在按照本发明的盲铆螺母方面解释的优点相同的优点。两个构件优选由现代的且轻的材料制成。特别是第一构件由纤维复合材料(CFK或GFK)制成。对于第二构件，例如可以使用塑料构件。因此，两个构件相互紧固，其方式为，盲铆螺母提供在第一构件上的相应的螺纹连接可能性。然后，借助螺钉实现第二构件在紧固的盲铆螺母和螺钉头之间的夹紧。
按照本发明的构件系统能够如下进一步构造：在螺钉的螺钉头和第二构件的第二构件面之间设置有调整垫圈。在此，所述铆钉头的支承部的径向延伸(尺寸)大于或等于所述调整垫圈的径向延伸(尺寸)。因此，提供了还进一步改进的力传递状况。特别是在螺钉和盲铆螺母之间传递倾翻力矩时，以这种方式，用于盲铆螺母的支承面的具有增大的杠杆的改进支撑变得可能。
另一个优点可如下获得：在按照本发明的构件系统中，所述螺钉孔的几何延伸(尺寸)构造为沿宽度方向小于并且沿纵向方向大于所述铆钉头的支承面的径向延伸(尺寸)。因此，可以说为螺钉孔提供了长孔功能，其能实现沿该纵向方向的可调节性。因此，相对定位可以允许在制造两个构件时较大的容许公差。换言之，虽然螺钉的杆可以突出穿过这个螺钉孔，但该孔沿宽度方向由于较小的径向延伸而阻塞铆钉头的穿过。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节由以下说明得出，其中，参考附图详细说明本发明的实施例。在此，在说明书中解释的特征可以分别单独本身或以任意组合对本发明是重要的。示意性地示出：
图1示出按照本发明的盲铆螺母的第一实施方式；
图2示出图1的实施方式的俯视图；
图3示出按照本发明的盲铆螺母的另一实施方式；
图4示出图3的实施方式的透视图；
图5示出按照本发明的构件系统的一个实施方式；以及
图6示出第二构件中的螺钉孔的俯视图。
具体实施方式
图1和2示出按照本发明的盲铆螺母10的第一实施方式。该盲铆螺母10构造有铆钉杆20，在该铆钉杆的第一端部20a上设置有变形区段24。在铆钉杆20的第二端部20b上设有铆钉头26。如特别是从图2中可良好地看出的那样，铆钉头26具有外轮廓27，该外轮廓为非圆形并且在这里作为按米制构造形状的六角形状提供。
此外，设置有贯通铆钉杆20的整个轴向延伸(尺寸)的通孔(在这两个图中不能看出)。在该铆钉杆中设置有相应的内螺纹22。如从图1和2中进一步得出的那样，铆钉头26的径向延伸D2与铆钉杆20的径向延伸相比是大得多的几何延伸(尺寸)。因此，获得按照本发明的优点。此外，在铆钉头26的与铆钉头26的支承面28相反取向的面上设置有密封面29。如之后还要解释的那样，该密封面29用于相应的附加密封。
在图3和4的实施方式中可良好地看出，支承面28的径向延伸D2与铆钉杆20的径向延伸D4的比例关系如何。在这里也可良好地看出具有内螺纹22的相应构造的通孔。在这里，在铆钉头26的支承面28上还提供用于防腐蚀保护的保护涂层30。与其组合或备选于此，盲铆螺母10的材料设计为特别是形式为不锈钢的不生锈材料。
图5示出在构造了构件系统100的安装状况。两个构件110和120彼此紧固。在此，构件110优选是由CFK或GFK制成的纤维复合材料构件。第二构件120特别是塑料材料。盲铆螺母10通过使变形区段24变形以形状锁合的方式紧固在第一构件110的铆钉孔116中。在此，密封面29也达到与第一构件110的对置的且邻近的构件面112接触挡靠中。现在，在铆钉头26的支承面28上支承着第二构件120的邻近的第一构件面120。在第二构件面124上设置有调整垫圈134，该调整垫圈通过螺钉130的螺钉头132被压紧。该螺钉130延伸穿过相应的螺钉孔126并且拧入盲铆螺母10中的内螺纹22中。如从图5中可良好地得出的那样，在这里调整垫圈134的径向延伸D6和支承面28的径向延伸D2之间的关系如下规定：支承面的径向延伸构造得较大。因此，实现进一步改进的力矩支撑。此外，在这里构造支承面28，以便能实现第一构件面122的滑动。这允许在热膨胀系数不同的情况下补偿膨胀差异。通过支承面28的较大径向延伸补偿两个构件110和120之间的公差也是可能的。
在图6中以第二构件120的俯视图示出螺钉孔126的一个可能的结构。该螺钉孔沿纵向方向L和沿宽度方向B具有不同的延伸(尺寸)。利用虚线示出了盲铆螺母10的设置在第二构件120下方的可能的位置。特别是在这里示出了所属的铆钉头26的方形的外轮廓27。两个不同的位置示出：以长孔的形式构造的螺钉孔126允许第二构件120相对于第一构件110沿着纵向方向的相对定位的可调节性。
所述实施方式的上述解释仅在实例的范围内说明本发明。不言而喻，这些实施方式的各个特征只要技术上富有意义可以自由地相互组合，而不会离开本发明的范围。
附图标记列表
10 盲铆螺母
20 铆钉杆
20a 第一端部
20b 第二端部
22 内螺纹
24 变形区段
26 铆钉头
27 铆钉头的外轮廓
28 支承面
29 密封面
30 保护涂层
100 构件系统
110 第一构件
112 构件面
116 铆钉孔
120 第二构件
122 第一构件面
124 第二构件面
126 螺钉孔
130 螺钉
132 螺钉头
134 调整垫圈
D2 支承面的径向延伸
D4 铆钉杆的径向延伸
D6 调整垫圈的径向延伸
B 宽度方向
L 纵向方向

Claims (10)

1.用于借助螺纹连接来连接两个构件(110、120)的盲铆螺母(10)，该盲铆螺母具有包括内螺纹(22)的铆钉杆(20)，在该铆钉杆的轴向的第一端部(20a)上设置有用于产生铆接连接的变形区段(24)，其特征在于，在所述铆钉杆(20)的轴向的第二端部(20b)上设置有铆钉头(26)，该铆钉头包括用于支承邻近的构件面(122)的支承面(28)，其中，所述支承面(28)所具有的径向延伸(D2)构造得大于或等于铆钉杆(20)的径向延伸(D4)的1.5倍并且小于或等于铆钉杆的径向延伸的两倍。
2.按照权利要求1所述的盲铆螺母(10)，其特征在于，所述支承面(28)的径向延伸(D2)构造为在15mm和22mm之间。
3.按照权利要求1或2所述的盲铆螺母(10)，其特征在于，所述铆钉头(26)具有非圆形的外轮廓(27)。
4.按照权利要求3所述的盲铆螺母(10)，其特征在于，所述铆钉头(26)的外轮廓(27)具有米制的六角形状。
5.按照权利要求1或2所述的盲铆螺母(10)，其特征在于，所述盲铆螺母至少在局部区段由不生锈材料构成。
6.按照权利要求5所述的盲铆螺母(10)，其特征在于，所述盲铆螺母至少在局部区段由不锈钢构成。
7.按照权利要求1或2所述的盲铆螺母(10)，其特征在于，所述盲铆螺母至少在局部区段具有防腐蚀的保护涂层(30)。
8.按照权利要求1或2所述的盲铆螺母(10)，其特征在于，所述铆钉头(26)在与所述支承面(28)相反取向的那侧上具有用于在接触的构件面(112)上密封的密封面(29)，以防液体的进入。
9.构件系统(100)，该构件系统具有包括铆钉孔(116)的第一 构件(110)和包括螺钉孔(126)的第二构件(120)，其特征在于，在所述铆钉孔(116)中紧固具有权利要求1至7之一所述的盲铆螺母(10)，其中，螺钉(130)延伸穿过第二构件(120)的螺钉孔(126)并且拧紧到铆钉杆(20)的内螺纹(22)中，此外，第二构件(120)的第一构件面(122)支承在铆钉头(26)的支承面(28)上，在螺钉(130)的螺钉头(132)和第二构件(120)的第二构件面(124)之间设置有调整垫圈(134)，其中，所述铆钉头(26)的支承面(28)的径向延伸(D2)大于或等于所述调整垫圈(134)的径向延伸(D6)。
10.按照权利要求9所述的构件系统(100)，其特征在于，所述螺钉孔(126)的几何延伸构造为沿宽度方向(B)小于并且沿纵向方向(L)大于所述铆钉头(26)的支承面(28)的径向延伸(D2)。
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