铆螺母和铆钉销及铆螺母和铆钉销与薄板件的组合的制作方法

专利名称：铆螺母和铆钉销及铆螺母和铆钉销与薄板件的组合的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铆螺母，其具有主体S部分和柱形铆钉部，其中所述主 体部分具有中心设置的螺紋柱、在垂直于该螺紋柱的纵向轴线的平面中与该
螺紋柱同轴的环形接触表面、以及轴向对齐的环形槽，该环形槽径向设置在 环形接触表面内并径向设置在柱形铆钉部外，并且其在径向内侧上合并于柱
形铆钉部的外表面；用于防转防护的肋设置在环形槽的区域中。本发明进一 步涉及 一 种铆螺栓，并涉及铆螺栓与钣金件的组合。
背景技术：
早先著名类型采用形状连接技术有限公司及两合公司(Profil Verbindungstechnik Gmbh & Co. KG)的所谓的RND (圆)螺母的形式的铆 螺母在连接件领域众所周知，并经常用于钣金件的工业生产中，特别但不专 有地用于车身制造领域。这种铆螺母被保护和描述在欧洲专利EP 1116891中。
实际上，这种RND螺母通常根据欧洲专利539793的夹紧孔铆接工艺被 连接至钣金件。该方法需要钣金件首先设置有近似锥形的升高部，铆螺母 的铆钉部被引导通过该锥形升高部中的孔，以及该锥形升高部被压平，在铆 钉部上至少部分地具有同时产生的弯边，从而在钣金件与铆螺母之间出现基 本的"压制部〃 ，其通过提供防转防护的径向延伸的肋支撑该防转防护，这 些径向延伸的肋横跨轴向朝向的环形槽。在侧视图中，这些提供防转防护的 肋具有与环形槽相对应的形状，并且具有与环形槽的最大深度近似对应的最
大高度。由于轴向环形槽在径向外侧上具有倾斜的形状，并基本呈现为具有 约135°的锥形夹角的锥形表面，提供防转防护的肋的轴线高度沿环形接触
ii回的肋穿过，并且该铆钉弯边可承接在部分压平的锥形升高部的凹形下侧。 在实际使用以该方式形成的钣金件时，另外的部件在铆钉弯边侧被连接至钣 金件，并通过旋入来自铆钉弯边侧的螺紋柱的螺钉而固定其中。就此而言， 钣金件通过旋紧螺钉而被牢固地夹紧在部件与环形支撑表面之间，由此在钣 金件与部件之间形成高质量的螺紋连接。
RND铆螺母的进一步优势在于，其可用于不同的钣金厚度，而不必针 对每种钣金厚度使用相应的具有单独长度的铆钉部或单独形式的环形槽的
铆螺母。
锥形升高部经常不必完全压平。由于剩余锥形升高部在螺紋旋紧情况下 以受压状态加载，并且非常紧的螺紋连接导致其易于吸收在操作中出现的可 变力，所以这优选是允许的并且对于某些应用甚至是希望的。但是，这种部 件组件形成这样的印象构件没有正确地铆接至钣金件，由于技术制造原因 难以避免的构件的倒圓角，以及通过钣金件的仍然可见锥形范围增大的环形 支撑表面的径向外侧，这通常是不正确的，尤其是对于相对薄的钣金而言。
实际上，还有这样的应用，在该应用中，钣金件的铆钉弯边侧应位于一 个平面中，从而剩余锥形升高部必须尽可能小的保持，并且，在该应用中， 径向呈现在铆钉弯边外且径向呈现在铆螺母的环形钣金支撑表面内的任何 环形凹进应尽可能小的保持在其径向范围中。但是，仍必须产生高强度的具 有良好的防止旋开和压出( press out)的螺紋连接，特别是例如0.6mm厚度 的薄钣金件。在某些应用中进一步希望的是实现包括铆螺母和钣金件的部件 组件的较小的结构高度。

发明内容
本发明的目的在于满足上述需求并进一步提供一种铆钉件，其以平面方 式置于钣金表面上，而与钣金厚度无关，并且其中铆钉弯边不会突出超过钣
金的下侧。为了满足该目的，提供一种起初所述种类的铆螺母，其特征在于，从轴 向截面观察，所述环形槽具有U形横截面，其中径向外侧壁相对较陡地形
成，并在最陡点具有相对所述铆螺母的中间纵向轴线的约45°至约-20° ， 优选从约30°至约0°的倾角；并且，所述环形槽的体积被选择为，在与相 应的螺紋尺寸匹配的钣金厚度范围内，所述铆钉部的相应折叠区域的体积在 通过使所述钣金件成形于所述构件的环形槽所形成的环形凹进内具有空间， 且并未突出超过成型钣金的远离所述环形支撑表面的侧部。
本发明进一步提供一种根据权利要求21的具有相应设计的铆螺栓。 由于环形槽的特定横截面形状，并由于提供防转防护的肋的故意选择为 较小的轴向高度，可以形成高质量的铆钉连接，同时在钣金件的铆钉弯边侧 上形成尽可能平坦的设计。
与相应的钣金厚度匹配的钣金厚度范围优选选择如下 螺紋M6或1/4UNF _钣金厚度范围优选为0.5mm至2.5mm,至少为 0.6mm至1.5mm;
螺紋M8或5/16UNF —钣金厚度范围优选为0.5mm至2.5mm，至少 为0.6mm至1.5mm;
螺紋M10或3/8UNF —钣金厚度范围优选为l.Omm至3.0mm,至少 为1 .Omm至2.5mm;
螺紋M12或7/16UNF —钣金厚度范围优选为1.0mm至3.5mm,至少 为l.Omm至2.5mm。
据此可知，基本的钣金厚度范围可由根据本发明的相应的铆螺母的正确 设计而被覆盖，该铆螺母合理地考虑到出现在汽车制造中的所有钣金厚度。
具有大致U形横截面的环形槽的精确横截面形状具有以下横截面形状 之一
a) U形形状，其中在垂直于所述铆螺母的中间纵向轴线的平面中具有 底部区域，并在该底部区域至所述环形槽的侧壁的过渡区域中具有倒圓角的 边缘，其中倒圓角具有例如在所述环形槽的轴向深度的五分之一与十分之一之间范围内的相对较小的半径；
b) u形形状，其中在垂直于所述铆螺母的中间纵向轴线的平面中具有
底部区域，并在该底部区域至所述环形槽的侧壁的过渡区域中具有倒圆角的 边缘，其中倒圆角具有例如在所述环形槽的轴向深度的三分之二与五分之一
之间范围内的相对较大的半径；
c) U形形状，其具有近似圓形形状的曲状底部区域，但是该近似圓形 形状延伸小于180° ,例如在180°与150°之间的范围内，所述底部区域或 者直接在例如所述环形槽的最大轴向深度的五分之一与十分之一之间范围 内的小半径上中止于所述环形支撑表面，并或多或少平緩地合并于所述铆钉 部的柱形外表面，或者，在直立部和相对较小半径上中止于所述环形支撑表 面，并或多或少平緩地合并于所述柱形外表面；
d) U形形状，其具有近似圓形形状的曲状底部区域，但是该近似圓形 形状延伸超过180。或更大，例如在180°与210°之间的范围内，所述底部 区域或者直接在例如所述环形槽的最大轴向深度的五分之一与十分之一之 间的范围内的小半径上中止于所述环形支撑表面，并或多或少平緩地合并于 所述铆钉部的柱形外表面，或者，在直立部和相对较小半径上中止于所述环 形支撑表面，并或多或少平緩地合并于所述柱形外表面；
e) 趋向于V形的横截面形状，其中在所述底部区域中具有相对较小或 相对较大的半径，该半径的尺寸例如小于所述环形槽的最大深度的一半，其 中槽的径向外侧比其径向内侧具有更陡的角度；
f) U形形状，其具有径向内侧和径向外侧，这二者均至少基本平行于 所述中间纵向轴线延伸，并在所述环形槽的最大轴向深度的十分之一与三分 之二之间范围内的轴向长度上延伸；并且该U形形状还具有横截面形状趋 向于V形的底部区域，该底部区域中的相对较小的半径或相对较大的半径 具有例如小于所述环形槽的最大深度的三分之一的尺寸，其中
fl)槽的径向外侧比其径向内侧具有更陡的角度，或者 f2)反之亦然，或者fi)两侧具有至少基本相同的角度；
g) 与根据特征f) 、 fl) 、 f2)或f3)的形状类似的U形形状；但是， 径向内侧和径向外侧其中之一至少基本平行于所述中间纵向轴线延伸，而另 一个以倾斜形式，优选在例如所述环形槽的最大轴向深度的五分之一与二十 分之一之间范围内的相对较小半径上合并于所述环形支撑表面或者合并于
所述铆钉部的柱形外表面；
h) 与根据特征a)或b)的形状类似的U形形状；但是，该U形形状 的径向内侧和径向外侧其中之一形成底切。
据以上列表可知，所述环形槽的U形形状可在相对较宽的设定极限内 选择。尤其最重要的是，径向外侧壁的设计遵循权利要求1的参数。于是， 如果所述环形槽的剩余尺寸根据本发明的原理选择，那么可以满足符合本发 明的目标。
凸缘与槽之间的约45。直至-20° ,优选从约30。至90°的角度对于所 希望的直接夹紧尤为重要。
槽的另外的形状与该功能无关。其用于承接钣金材料和剩余的铆钉，由 此仅必须具有理想尺寸。防转防护特征的形状对于下述情况同样并非起必要 决定性作用，即，螺母在钣金上的表面安置，或者在另外的部件与包括根据 本发明的铆螺母和与该铆螺母连接的钣金件的部件组件连接时获得平坦的 旋上表面；然而，其可选择为确保在其成形于环形槽之后，铆钉部的剩余体 积与钣金件的环形弯边中的环形凹进的体积匹配。
具有大致U形横截面的环形槽的铆钉件例如根据FR-A-2792270或 US-A-3,213,914本身为已知。
在根据FR-A-2792270的构件中，槽仅用作适于由轴向肋所取代的钣金 材料的废料收集器。在上述法国申请文件中，铆钉部的弯边突出超过钣金件 的下侧，并且不会如同根据本申请的主题所需的那样与其近似表面对齐。
在US-A-3,213，914中，铆钉部没有被折叠以形成铆钉弯边，但是环形 领部(ring collar )从铆钉部中脱离以将钣金件承接在环形槽中。但是实现环形领部的脱离的工具针对该过程需要稳定的形状，从而在环形领部的径向外 侧的钣金件处形成环形凹进。这意味着，根据本发明的目标不会满足于利用 铆钉部的弯边尽可能完整填充钣金件的环形凹进，从而实现包括铆螺母和钣 金件的部件组件与另外的钣金件的完全接触和希望的直接夹紧。相反，根据
US-A-3,213,914的设计需要稳定的垫圈，其导致成本增大，另一方面，需要 铆螺母必须很大。
采用根据本发明的铆螺母的设计，在设计防转防护特征时有较大的自由 度。所述防转防护特征可具有以下设计其中之一或其组合
a) 提供防转防护的肋，其在所述环形槽的底部区域上沿径向延伸，并 具有相当于所述环形槽的最大轴向深度的一小部分的轴向高度；
b) 提供防转防护的肋，其在其远离所述U形槽的底表面的侧部沿径向 延伸，即被设置在垂直于所述铆螺母的中间纵向轴线的径向平面中；
c) 提供防转防护的肋，其以升高形式沿所述柱形铆钉部延伸；
d) 肋，其以升高形式沿所述柱形铆钉部延伸，并近似延伸到所述环形 支撑表面的轴向高度；
e) 提供防转防护的肋，其以升高形式沿所述柱形铆钉部延伸，并延伸 超过所述环形支撑表面的轴向高度；
f) 提供防转防护的肋，其以升高形式沿所述柱形铆钉部延伸，并延伸 超过所述环形支撑表面的轴向高度，并直接停止于所述铆钉部的自由端部处 的倒圆角部分的前面；
g) 提供防转防护的肋，其以升高形式沿所述环形槽的径向外侧延伸；
h) 提供防转防护的肋，其在所述环形槽的底部区域中沿径向延伸，并 且在侧视图中具有至少基本为三角形的形状，并且在所述铆钉部的区域中比 在所述环形槽的径向外侧的区域中高；
i) 提供防转防护的肋，其在所述环形槽的底部区域中沿径向延伸，并 且在侧视图中具有至少基本为三角形的形状，并且在所述环形槽的径向外侧 的区域中比在所述铆钉部的区域中高；
16j)提供防转防护的肋，其在所述环形槽的底部区域中沿径向延伸，并 且在侧视图中具有至少基本为四边形的形状，其远离所述底表面的侧部具有 倾斜范围，并且其设置在所述铆钉部处的径向内侧比其设置在所述环形槽的
径向外侧的区域中的侧部高；
k)提供防转防护的肋，其在所述环形槽的底部区域中沿径向延伸，并 且在侧视图中具有至少基本为四边形的形状，其远离所述底表面的侧部具有 倾斜范围，并且其设置在所述环形槽的径向外侧的区域中的侧部比其设置在 所述铆^"部处的径向内侧高；
1)所述环形槽的底部区域中提供防转防护的升高部，其在平面图中具 有近似星形的设计，其中具有邻接柱形铆钉部的内孔，该星形设计的尖端设 置在所述环形槽的径向夕卜侧；
m)所述环形槽的底部区域中提供防转防护的凹进，其在平面图中具有 近似星形的设计，其中具有邻接柱形铆钉部的内孔，该星形设计的尖端设置 在所述环形槽的径向外侧；
n)所述铆钉部的滚花外侧；
o)所述环形槽的底表面具有对应于端面齿状结构的设计； p)所述环形槽的径向外侧的波形部分，其平緩地倒圆角的峰部和谷形 成防转防护；
q)所述环形支撑表面中的径向延伸的凹进，其优选不在其整个宽度上
延伸，并具有邻近于所述环形槽的最低点，并在所述环形槽的径向外侧壁处
形成具有底切的突起；
r)所述环形支撑表面中的径向延伸的凹进，其具有部分柱形的横截面
形状并倾斜，从而其具有邻近于所述环形槽的最低点，并中断所述环形槽的 径向外侧壁的底切环形；
凹进，
其中，在所述环形槽的径向内侧处，即，在所述铆4丁部的柱形外表面处、
17在所述环形槽的底表面处、或在所述环形槽的径向外侧处、或在所述环形支撑表面处的分离的防转防护特征的情况下，所述分离的防转防护特征沿径向
个上述可能的情况下，所述分离的防转防护特征部分地沿径向彼此对齐，且部分地相对于中间纵向轴线以角度方式^皮此偏移。
选择防转防护特征的自由度也使其实现一种"精细调整〃 ，以使适于不同钣金厚度的钣金件中的环形凹进的体积更好地匹配折叠铆钉部，即铆钉弯
边的体积。
环形槽的轴向深度对应于柱形铆钉部的径向厚度时更为有利。通过本发明特别是通过该方法可以确保的是，即使不使用夹紧孔铆接工
充，从而钣金件在形成铆钉弯边过程中被压缩，从而在围绕铆钉部的底部的区域，即铆钉部合并于铆螺母的主体部分的区域中，在钣金件中产生永久的压缩应力，从而在此产生优选的抑制，并且不会使铆螺母的环形钣金支撑表面的区域中的钣金件变形。
在铆螺母的实际实施例中，在环形槽的底部径向延伸的提供防转防护的
肋具有的轴向高度在0.2与0.6mm之间范围内，最大为所提供的钣金厚度的0.7倍。
该尺寸准则确保提供防转防护的肋不会穿过钣金件，但产生合理的形状匹配连接，其通过铆钉部的弯边总是以形状匹配接合的方式保持，从而产生足够的抗旋转能力。
在这点上，优选地是，设置4至24个提供防转防护的肋。提供防转防护的肋优选围绕铆螺母的中间纵向轴线均匀地设置。
特别优选地是，U形环形槽的底表面设置在垂直于铆螺母的纵向轴线的径向表面中。在该实施例中，提供防转防护的肋在其远离U形槽底表面的侧部沿径向延伸，即被设置在垂直于铆螺母的中间纵向轴线的径向表面中。
根据本原理的铆螺母在平面图中通常为圆形；然而，其可具有不同形状；
18例如，其可为多边形，特别是矩形或方形。采用矩形或方形形状，铆螺母也
可根据描述在德国专利申请102005024220.0或者公布号为WO2006/125634的国际专利申请PCT/EP2006/004977中的方法制造。
柱形铆钉部的内直径略大于螺紋柱的外直径，并通过螺紋插入部合并于
该外直径。
为了实现包括钣金件和铆螺母的部件组件的较小结构高度，优选地是，铆螺母的远离铆钉部的端面侧至少基本设置在垂直于铆螺母的中间纵向轴线的平面中。
对于以升高形式沿柱形铆钉部延伸的提供防转防护的肋，其优选中止于铆^"部的自由端部的外侧的倒圆角部分的前方。
根据本原理的铆螺母与钣金件的组合的特征在于，钣金件设置在铆钉部的区域中，其中升高部与U形槽的形状至少基本配合，并在其远离该U形槽的侧部具有环形凹进，该凹进与该U形槽类似，i"旦是比U形槽小近似4反金的厚度；并且，铆钉部的弯边完全设置在该凹进内，并未突出超过钣金件的远离螺紋柱的侧部。具有根据本原理的铆螺栓并具有钣金件的组合的特征如权利要求25所述。
环形凹进的体积至少基本对应于相应的铆钉部的弯边的体积。
在这点上，提供防转防护的肋以形状配合方式接合钣金材料，但不会穿过其中。
特别优选的是，采用本设计的铆螺母或铆螺栓，铆螺母或铆螺栓通过铆钉模具与钣金件的连接使得，钣金件在铆钉部延伸穿过其中的穿孔区域中的余量以加厚或弯边状形式形成，并且铆钉弯边利用相应的承接加厚余量的环形凹进设置在面向螺紋柱的侧部上。
该设计增大防转防护，还增大对压出的抵抗性。


以下参照实施例和附图更为详细地阐释本发明，其中显示图1A为根据本发明的铆螺母的立体示意图IB为图1A的铆螺母对应于箭头方向IB的平面图1C为图1A和图IB的铆螺母根据图IB的平面IC-IC的局部截面示
意图和侧视图D为根据图1C的示意图的区域Z的详细图2A为图1A-1D的铆螺母根据图IB的平面2A-2A的局部截面示意图和以侧视图局部显示的示意图2B为用于根据图2A的铆螺母的钣金件的截面图2C为用于图2B的钣金件和图2A的铆螺母以形成铆钉弯边的模具的
侧视图2D为通过根据图2A的铆螺母的铆接以及使用根据图2B的钣金件并同时使用图2C的模具形成的部件组件的示意图，其中图2D的示意图部分地为截面图和部分地为侧视图2E、图2F为细节Z的两个不同放大示意图，其中一个(图2E)没有设置提供防转防护的肋，而另一个(图2F)中的截面被设置为通过提供防转防护的肋；以及
图3A-3D为根据附图1A-1D但为根据本发明的另外的铆螺母的附图4A为出于本发明的目的，用于解释截面为矩形的槽的设计的示意图4B为说明计算中所使用的缩写的表格；
图4C为针对四个螺紋尺寸M6、 M8、 M10和M12的计算结果的列表；图5 A-5M为用于根据本发明的构件的环形槽的不同的可能截面形状；图6A、 6B-16A、 16B为针对根据图5A-5M的用于相应的每一薄钣金和
每一厚钣金的槽形状的组件情况，即，铆钉构件或铆螺母铆接至相应的钣金
件的情况；
图17A-17D至图41A-41D为用于可能的防转防护特征的不同实例，其
可用于根据本发明的铆螺母或用于根据本发明的铆螺栓；图42A-42E为具有自冲孔铆螺母的本发明的使用；图43A-43G为具有两个不同铆螺栓的本发明的使用。 所有前述附图均成比例绘制，但被放大，其中仅显示钣金件的一部分和 模具的一部分。这些附图通常为采用M8螺紋的构件(铆螺母或铆螺栓)的 示意图的情况。其中的例外为图42A至图42E的铆螺母，其具有M6螺紋。
其他尺寸可根据需要从这些示值得出。
具体实施例方式
首先参见图1A至图1D,其中显示铆螺母IO，其具有主体部分12和柱 形铆钉部14,其中主体部分具有中心设置的螺紋柱16、在垂直于该螺紋柱 的纵向轴线22 (同时为铆螺母的中间纵向轴线)的平面20中与该螺紋柱同 轴的环形支撑表面18、以及轴向对齐的环形槽34，该环形槽34径向设置在 环形支撑表面18内和径向设置在圆柱形铆钉部14外。环形槽24在径向内 侧合并于柱形铆钉部的外表面，并且提供防转防护的肋42设置在环形槽24 的区域中。
特别根据图1C和图1D可知，沿轴向截面IC观察，环形槽24具有U 形横截面，其中径向外侧壁30相对较陡地形成，并且在最陡点33具有相对 铆螺母的中间纵向轴线的倾角a(图1D)，该倾角a范围从约45。至约-20 ° ,优选从约30°至约0° ，在该情况下01=15° 。最陡点33可通过拐点或 偏转区域形成，如在该实例中，拐点或偏转区域通过环形槽24的入口处和 从环形槽的径向外侧30至其底表面36的过渡处的两个相互合并半径34、 35形成。U形环形槽的底表面36优选设置在垂直于铆螺母的中间纵向轴线 22并平行于平面20的径向平面中。术语"拐点〃 自然应用于可从图1C或 图1D观察到的截面。由于在中间纵向轴线22周围有无穷多的可能截面， 其形成无穷多的对应于图1D中清晰识别出的线38的单独拐点。环形槽24 的底表面36在另一半径40上合并于铆钉部14的外表面36。
在该实例中，出现有提供防转防护的肋42,其在环形槽24的底部区域 36上沿径向延伸，并具有相当于环形槽24的最大轴向深度的一小部分的轴向高度。
环形槽24的轴向深度近似对应于柱形铆钉部的径向厚度。铆钉部的弯
80 (图2D)的体积时，以及铆钉部14的弯边的轴向厚度不对应于环形槽 ]4的轴向深度，即不对应于槽的底表面36与图1C或图2A中的平面20之 间的间隔时特别优选。
提供防转防护的肋的轴向高度设置在0.2与0.6mm之间的范闺内，但不 应超过所提供的钣金厚度的约85%。
在该实例中，出现有六个提供防转防护的肋42;然而，这并不是最重 要的；例如，在不受限制时可设置3至24个提供防转防护的肋42，其优选 围绕铆螺母的中间纵向轴线22均匀地设置。
提供防转防护的肋42在其远离U形槽底表面的侧部沿径向延伸，即在 垂直于铆螺母的中间纵向轴线2 2的径向平面中延伸。
柱形铆钉部的内直径Di (图1C)略大于螺紋柱的外直径D2，并经过螺 紋插入部44合并于该外直径。
铆螺母的远离铆钉部14的端面侧46至少基本设置在垂直于铆螺母10 的中间纵向轴线22的平面48中。
根据附图特别是图1C可清晰观察到，铆螺母10的护套表面50在两个 倒圓角表面52和54上合并于环形钣金支撑表面18或者端面侧46。还可以 不是在此明显的半径的情况，而是通过冲压成型工艺由构件的制造形成的表 面。
还可能的是，如果构件在根据前述PCT申请PCT/EP2006/125634的级 给冲模(progressive tool)中制造，那么代替根据附图的圆形形状，该构件 具有矩形形状，仅在构件的两个相对侧出现更小的半径，实际上在从这些侧 到对应的钣金支撑表面以及到对应的端面侧的过渡处。采用矩形或方形或多 边形的构件，钣金支撑表面18同样被称为环形；其具有圓形内边界和更多 是方形或多边形的外边界。最后，图1C显示铆^"部14具有在其自由端面的向外倒圓角部分56, 以及向内锥形或也为倒圆角的表面58。该内部锥形或倒圓角表面在铆接工 艺中是有优势的，其将在下文中结合图2A-2F更为详细地描述。
根据图1A-1D的铆螺母IO可再次在图2A中观察到，但是在此为根据 图1B的平面IIA-IIA的局部截面和侧视图。钣金件60位于正下方并与凸台 62对齐，该凸台62在平面图中为圆形，并被穿孔以形成具有孔余量66的 圓孔64。该中心设置的孔64的中间纵向轴线与铆螺母10的中间纵向轴线 22对齐。凸台62的外部形状至少基本对应于环形槽24的内部形状。孔64 的直径在尺寸上被设计为至少基本对应于柱形铆钉部14的外直径，或者可 以略小于或略大于该外直径。如果孔64被选择为在直径上略小于铆钉部14, 那么在铆钉部14的自由端面处的倒圆角表面56使得，当铆螺母穿过孔时， 孔被略微延长并校准，这对于执行铆接过程是必要的。模具70在图2C中定 位在钣金件60下方，并具有中间突起72,其在凹形半径或肩部74上合并 于圓形表面76，该圓形表面76在模具的自由端面78上方略微突出例如小 于0.2mm。模具70的中间成形突起72的尺寸被设计为与铆钉部的自由端面 端部的锥形表面或倒圆角表面58协作，以在铆接工艺中沿径向向外滚轧或 折叠铆钉部，从而形成根据图2D的铆4丁弯边14'。该铆接工艺可例如以本 来已知的方式在压力才几、C 4几架或通过才几械手冲丸4亍。
铆螺母的铆接状态可清楚地从另外的图2D-2F中观察到。在铆接状态 下，钣金件60设置在铆钉部区域中，其中升高部62'与U形槽24的形状 至少基本匹配。钣金件6(T在其远离U形槽的侧部具有环形凹进80，该环 形凹进80与槽的形状类似，但是比U形环形槽24更小。铆钉部14的弯边 完全设置在环形凹进80内，并且不会突出超过钣金件的远离螺紋柱16的侧 部。钣金件的上侧设置在铆螺母外的平面20中，其应被理解为环形钣金支 撑表面的平面的延续。在进一步远离铆螺母10处，钣金件可易于具有不同 于平面20的特定形状。重要的是，钣金件在径向位于铆螺母IO外的有限区 域中设置在平面20内。
23不同厚度的钣金可使用在铆螺母的实施例中，例如钣金件60的厚度在 0.6mm与2.5mm之间的范围内，优选在0.6mm与1.5mm之间。
钣金件的U形环形凹进80的体积至少基本对应于铆4丁部的弯边的体积。
根据图2E和图2F可以观察到，提供防转防护的肋42以形状匹配方式 自上接合钣金材料，但不会穿过它。
根据图2E和图2F进一步可以观察到，钣金件60的余量66'以加厚或 者弯边状形式形成在铆钉部14延伸穿过的穿孔64的区域中，并且铆钉弯边 ]4'在面向螺紋柱16的侧部设置有对应的用于承接加厚的余量和该铆钉弯 边的环形凹进82,。
图3A-3D显示根据本发明的另一铆螺母10，其非常类似于图1A-1D或 图2A-2F的铆螺母。为此原因，根据图3A-3D的铆螺母与先前附图一致或 者具有相同功能的特征，设置有相同的附图标记，并且可以理解的是，先前 的描述也应用于这些特征，并且不必分别重复。
根据图3A-3D的实施例与先前的实施例的主要区别在于，提供防转防 护的肋42不仅出现在环形槽24的底表面36的区域中，而且以升高形式沿 柱形铆钉部延伸，如42〃所示。在该实例中，提供防转防护的肋42〃直接 延伸至在铆钉部24的自由端面的外侧的倒圓角部分5 6 。
然而，同样可以想到，根据未公布的2006年1月5日的德国申请 10200600918.5形成提供防转防护的肋42〃 ，该申请的公开内容作为本申请 的公开内容的一部分。
另外，提供防转防护的肋42设置在环形槽24的底表面36处的区域可 省略，从而提供防转防护的肋42〃仅设置在铆钉部14处。
参见图4A和图4B,现在示出矩形U形槽的横截面怎么被计算以满足 环形凹进80总是具有用于一定范围的钣金厚度的体积要求的方法，该体积 能够容纳铆钉部的弯边的体积，并且铆钉部的弯边的体积随着钣金厚度的增 大而减小。图4A以示意图显示环形槽区域中的构件的设计，而根据图4B的表格
包含对矩形槽的设计很重要的构件尺寸的定义。
计算过程如下 由预置几何条件可知
①化腿二①w—2*5F1
(1)
支撑表面的宽度根据该表面由DIN (德国标准化学会)确定的最大螺栓 力所施加的最大的表面压力计算。
(2)
/7
i - "^;"
根据几何因素，也可写为
(3)
槽的最大允许外直径dv自,现在可由(2)和(3)得到
①,
(。n—2《)2 —4《1
冗*尸
(4)
最小允许内直径Ov^等于铆钉的外直径
槽必须容纳铆钉的弯边，而与钣金厚度无关。在第一近似值中，铆钉部 的体积由此可被设定为等于槽的体积
由此槽的深度为
4
/1— y 'V。
y Wz* / f W腿x ' Wi誦
(7)
在铆接后根据实际情况对通常的钣金厚度进行检验。
4C的表格于是显示针对不同钣金厚度的"剩余槽〃 的环形凹进的体积 与"剩余铆钉〃 的铆钉部的弯边部分的计算体积之间的一致性。根据图4C 最后三列可观察到，针对不同螺紋直径(图4C的左手列)可以使剩余铆钉的相应体积适应于剩余槽的体积。另一方面，根据图4C的表格必须指出的
是，"最大螺栓力〃 列根据DIN给出适于公制螺紋尺寸为6mm、 8mm、 10mm 和12mm的螺栓的值。根据相邻列"表面压力〃 可以观察到，表面压力在正 常范围内。所有尺寸用mm、体积用mm3、螺栓力用牛顿、表面压力用牛/mm2给出。
根据图4C的表格相对于给出的值显而易见，因此不需要任何进一步的解释。
然而，该计算忽略了所提供的防转防护特征的体积。然而，其可包括在 精确的计算中，并也可部分地选择，从而针对多个钣金厚度使剩余铆钉的体 积与剩余槽的体积匹配的更好。
以上阐释的计算自然仅应用于具有严格矩形横截面的环形槽24。然而， 可易于实现用于任何半径或用于环形槽的不同于矩形横截面的横截面形状 的修正。
上文已记载，通常具有U形横截面的环形槽2 4在选择精确横截面形状 方面允许不同的自由度。图,5A-5M给出针对特定选择的U形形状的实例。
在图5A至图5M的以及图41A至图41D的另外附图的描述中，相同的 附图标记结合先前的附图使用，但是附图标记部分地被设置为小写字母以示 区别。可以理解的是，除非表明存在区别，否则先前的描述也应用于采用或 不采用附图标记的具有相同附图标记的部分或特征。新的特征设置有新的附 图标记。
图5A显示构件10a，其与图4A的构件非常类似，但是具有台阶形状的 主体部分12A。在图5A的构件的特定实施例中，主体部分12a具有柱形部 分84,该柱形部分84具有环形支撑表面18a,并在环形肩部86上合并于相 比上述柱形部分84具有更小横向尺寸的柱形部分88，其中环形肩部86沿 径向延伸，并在连接铆螺母时用作压力肩部。在这点上，螺紋柱16a部分地 定位在具有较小横向尺寸的偏移柱形部分88中，并部分地定位在构件的主 体部分12a中，但基本没有延伸超过U形槽24a(其也应用在图1至图3的构件中)的底表面36a。根据图5A的矩形槽24a的横截面形状以放大比例 示出在图5B中。可以观察到，环形槽24a在此具有U形形状，并且出现有 倒圓角90a、 92a，其具有相对较小的半径，例如小于环形槽24a的轴向深度 (tN,图4)的十分之一。
因此，已结合附图4A-4C阐释的计算基本上所应用的横截面形状均出 现在此。
对此的可替换方案显示在图5C中。这里，环形槽24b具有U形形状， 其在垂直于铆螺母的中间纵向轴线22的平面中具有底部区域，在底部区域 36b至环形槽24b的侧壁的过渡区域中具有倒圆角90b、 92b，其中倒圓角 90b、 92b具有相对较大的半径，例如在环形槽24b的轴向深度(tN,图4) 的三分之二与五分之一之间的范围内。
由于圓角90b、 92b与图5B相比具有更大的半径，因此径向内壁32b 和径向外壁30b的区域比根据图5B的实施例短很多，所述内壁和外壁平行 于构件的中间纵向轴线22，即该构件在最陡点相对中间纵向轴线的倾角为 0°。
另一可替换横截面形状显示在图5D中。这里，环形槽24c具有U形形 状，其中具有近似圆形形状的曲状底部区域36c，该近似圓形形状延伸小于 180° ,例如在180 °与150。之间的范围内，所述底部区域或者直接在例 如环形槽的最大轴向深度的五分之一与十分之一之间的范围内的小半径94 上中止干环形支撑表面18c，并或多或少平緩地合并于铆钉部14c的柱形外 表面26c,或者，在直立部(未示出)和相对较小的半径上中止于环形支撑 表面，并或多或少平緩地合并于柱形外表面。由于角度小于180。，径向外 侧壁相对铆螺母的中间纵向轴线的角度为正值。
对此可替换地，环形槽24d可具有如图5H所示的U形形状，其中具有 近似圓形形状的曲状底部区域36d,该近似圆形形状延伸超过180°或更大， 例如在180 。与210 。之间的范围内，所述底部区域或者直接在例如环形槽 的最大轴向深度的五分之一与十分之一之间的范围内的小半径94d上中止
27于环形支撑表面，并或多或少平緩地合并于铆钉部的柱形外表面，或者，如 图所示，在直立部95和相对较小的半径上中止于环形支撑表面，并或多或
少平緩地合并于柱形外表面26d。由于角度大于180° ,径向外侧壁相对铆 螺母的中间纵向轴线的角度为负值。
根据图5E的形状可被视为另一可替换实施例，其中环形槽具有趋向于 V形形状的横截面形状，其中在底部区域中具有相对较小或相对较大的半径 96， 该半径的尺；j例如小于环形槽24e的最大深度(tN, 图4)的一半，其 中槽24e的径向外侧97比其径向内侧98具有更陡的角度。
还有这种可能性，可以说是组合根据图5E的槽形状和矩形槽，从而得 到图5F的槽形状。这里，环形槽具有U形形状，其中槽的径向外侧97f比 其径向内侧96f具有更陡的角度。
作为另外可能的修改(未示出)，槽的径向内侧可以比径向外侧具有更 陡的角度，或者两侧可以具有至少基本相同的倾角。如图5G所示，槽的底 表面也可具有在与构件的中间纵向轴线22垂直的平面中延伸的表面36g，
以代替简单的倒圓角部分。
如图51和图5K所示，另外的可替换实施例包括规定环形槽24i或24j 具有与图5F或图5G类似的U形形状，但是该U形形状的径向内侧98j和 径向外侧97j之一直接(除了诸如94i或94j等半径)合并于环形支撑表面 18k或合并于铆钉部14j的柱形表面26j。
如图5K、图5L和图5M所示，存在另外的可能性规定环形槽24k、 241或24m具有与图5B或图5C类似的U形形状，但是该U形形状的径向 内侧231或32m和径向外侧30k或30m的至少之一形成底切99k、991或99m。 在图5K和图5M中，对应的径向外壁30k或30m在最陡点，即该径向外壁 的整个直立部上相对铆螺母的中间纵向轴线的角度为负值，在此该角度约为 -15°。
以下图6A、图6B直到并包括图16A、图16B现在显示，在针对薄4反 金60a和针对厚钣金60b的每种情况下，铆螺母/钣金连接如何针对图5C至
28图5M中的每一个实施例形成。这些附图是按规定比例的，并以4:1的比例 绘制，其均为M8构件。图5A和图5B的环形槽的形状几乎完全相同地对 应于图4A中的环形槽的形状，从而未示出对应的针对该实施例的表述。
根据图6A、图6B至图16A、图16B可以观察到，总是可以对薄钣金 和厚钣金进行铆接，从而铆接弯边14b' -14m'被设置为在环形支撑表面的 区域中与钣金件60a、 60b的下侧82至少基本对齐，或者在该钣金表面下方 略微回缩，允许有约0.2mm的间隔d，这是因为在部件组件(未示出)与旋 上的部件(未示出)之间的这种间隔在旋上的情况下并非不受欢迎，实际上 在环形接触表面的区域中起直接夹紧的作用。
此外根据这些实例可以观察到，总能实现所希望的直接夹紧，并且铆钉 弯边总是能够使在相应构件的U形槽中夹紧的钣金件保持紧密接触抵靠任 何防转防护特征(未示出)。
在这些附图中，与图5C至图5M的关联如下
图6A、6B图5C
图7A、7B图5D
图8A、8B图5E
图9A、9B图5F
图IOA、10B图5G
图IIA、11B图5H
图12A、12B图51
图13A、13B图5J
图14A、14B图5K
图15A、15B图
图16A、16B图5M
所使用的防转防护特征可以最多样的方式实现。适于防转防护特征的实
例可从图17A、 17B、 17C、 17D至图41A、 41B、 41C和41D中观察到。在 这一点上，针对所有附图标记，示意图A显示沿铆钉部14和环形槽24的方向观察的铆钉螺帽的平面图；示意图B在中间纵向轴线2 2的右手侧显示 铆螺母10的侧视图，在中间纵向轴线22的左手侧显示该铆螺母的轴向截面 图；示意图C显示铆螺母在根据柱形铆钉部的右手侧的视图中的立体示意 图；而示意图D显示环形槽的与示意图B中矩形框所示的区域对应的区域 的放大示意图。
图17A至图1.7D显示具有提供防转防护的肋42的构件，其中肋42在 环形槽24的底部区域36上沿径向延伸，并且具有相当于环形槽24的最大 轴向深度的一小部分的轴向高度。
图18至图18D显示具有提供防转防护的肋42类似于图17A至图17D 的构件，其中肋42在其远离U形环形槽的底表面36的侧部沿径向延伸， 并设置在垂直于铆螺母的中间纵向轴线22的径向平面中。除此之外，设置 有提供防转防护的肋42a,其被设置为围绕纵向轴线22相对提供防转防护的 肋42以角度方式偏移，并且以升高方式沿柱形铆钉部14延伸，并近似地延 伸直到环形支撑表面18的轴向高度。不过还可省略提供防转防护的肋42， 如图20A至图20D所示，从而仅示出提供防转防护的肋42a。
在根据图37A至图37D的实施例中，设置有提供防转防护的肋42b, 其以升高方式沿柱形铆钉部14延伸，并延伸超过环形支撑表面18的轴向高 度。这里，提供防转防护并以角度方式偏移设置的肋42同样设置在底表面 36的区域中。
图41A至图41D显示提供防转防护的肋42、 42a的结构，其与图37A 至37D类似，但是不同之处在于，提供防转防护的肋42a在此与提供防转防 护的肋42以角度方式围绕纵向轴线22对齐，并且二者形成为一体。其同样 在铆钉部14的总长度上延伸直至在铆钉部14的自由端面端部处的倒圓角部 分。提供防转防护的肋42、 42b在侧视图中具有直角形状。
根据图36A至图37D的实施例也具有肋42b，其提供防转防护，并以 升高形式沿柱形铆钉部14延伸，并延伸超过环形支撑表面的轴向高度，并 中止于铆钉部14的自由端部处的倒圆角部分56的前方。但是，在此，在底表面36的区域中未设置提供防转防护的肋。
如图21A至图21D所示，另外存在这样的可能性提供防转防护的肋 42c以升高形式沿环形槽24的径向外侧延伸，并且在底表面36的区域中没 有提供防转防护的肋。
如图19A至图19D所示，还可以设想，利用提供防转防护的肋42来补 充这种根据图21A至图21D的提供防转防护的肋42c,其中l是供防转防护的 肋42设置在底表面36处，并围绕纵向轴线22相对提供防转防护的肋42c 以角度方式偏移。
另外，如图22A至图22C所示，提供防转防护的肋42c与提供防转防 护的肋42以角度方式对齐，并彼此合并，从而例如，提供防转防护的单独 的肋42、 42c在侧视图中整体上具有直角形状。
另一直角形状的提供防转防护的肋显示在图23A至图23D中。这里， 提供防转防护的肋42在环形槽24的底表面36的区域中与位于铆钉部14以 角度方式对齐的提供防转防护的肋42a结合，从而形成具有直角形状的提供 防转防护的肋。
图25A至图25D显示提供防转防护的肋42d，其在环形槽24的底部区 域36中沿径向延伸，并在侧视图中具有至少为基本三角形的形状。所述肋 在铆钉部"的区域中比在环形槽24的径向外侧30的区域中高。
相反的结构也是可以的，即如图26A至图26B所示，其中提供防转防 护的肋42a在环形槽24的底部区域36中沿径向延伸，并在侧-现图中具有至 少基本为三角形的形状，并且在环形槽的径向外侧30的区域中比在铆钉部 14的区域中高。
根据图25A至图25D的提供防转防护的肋42b的另一改进也是可以的， 即如图27A至27B所示，其中提供防转防护的肋42f在环形槽的底部区域 中沿径向延伸，并在侧视图中具有至少基本为四边形的形状，其远离底表面 36的侧部具有倾斜范围，并显示设置在铆钉部14处的径向内侧高于其设置 在环形槽24的径向外侧30的区域中的侧部。该结构也可被修改，如图28A至图28D所示。这里，设置有提供防转 防护的肋42g,其在环形槽24的底部区域36中沿径向延伸，并在侧视图中 为具有至少基本为四边形的形状，其远离底表面36的侧部具有倾斜范围， 并且其设置在环形槽的径向外侧30的区域中的侧部高于其设置在铆钉部处 的径向内侧。
不过，防转防护也可实现为如图29A至图29D所示，即在环形槽24的 底部区域中采用提供防转防护的升高部42h的形式，其在平面图中具有近似 星形的设计，其中具有邻接柱形铆钉部14的内孔100，该星形设计的尖端 102设置在环形槽24的径向外侧30。凹进或袋部104在尖端102之间形成 于底表面区域36a中。压入袋部104中的钣金材料邻接该袋部的侧壁，从而 防止铆螺母相对于钣金件旋转。
提供防转防护的凹进106可如图30A至图30D所示设置在环形槽14的 底部区域36中，该凹进106在平面图中具有近似星形的设计，其中具有邻 接柱形铆钉部的内孔100a,该星形设计的尖端102A设置在环形槽14的径 向外侧30。升高部108在此设置在尖端102之间，如图29A至图29D的实 施例，其侧壁防止铆螺母相对于钣金件旋转。
此外，根据图31A至图31D，防转防护可设置为铆钉部14的滚花外侧 42h的形式。
对此可替换地或可增加地，根据图32A至图32D，为此目的，环形槽 14的底表面36可设置有对应于端面齿状结构的设计42i。
环形槽14的径向外侧的波形部分IIO也可考虑，如图33A至图33D所 示，波形部分110的平緩地倒圓角的峰部112和谷114形成防转防护。该形 状可选择性地由诸如提供防转防护的肋42a等另外的防转防护特征来补充。 这种提供防转防护的肋42a也可被省略，从而形成根据图34A至图34D的 设计。
在根据图35A至图35D的实施例中，在环形支撑表面18中通过径向延 伸的凹进U6提供防转防护，其中径向延伸的凹进116优选不在其整个宽度
32上延伸，具有邻近于环形槽14的最低点，并在环形槽的径向外侧壁形成带 有底切120的突起118。
对此可替换地，4艮据图38A至图38D,径向延伸的凹进116a可设置在 环形支撑表面18中，该径向延伸的凹进116a具有部分柱形的橫截面形状并 倾斜，从而其具有邻近于环形槽24的最低点，并中断环形槽24的径向外侧 壁30的底切环形122。这些防转防护特征可由根据图38A至图38D的提供 防转防护的肋42 、或者由根据图3 9A至图3 9B的提供防转防护的轴向肋42b 、 或者由根据图40A至图40D的提供防转防护的肋42和42b来补充。
根据图24A至图24D，在环形槽24的底表面36处或底表面36中，可 考虑可替换的弓形延伸的升高部124和凹进126。然而，也可仅提供弓形升 高部124或仅提供弓形凹进126。
在分离的防转防护特征的情况下，例如在环形槽24的径向内侧32处， 即在铆钉部14的柱形外表面处、在环形槽24的底表面36处、或在环形槽 的径向外侧30处、或在环形支撑表面18处的42a、 42b、 42、 124、 126、 42c、 116a等防转防护特征，其可沿径向彼此对齐，或者相对于中间纵向轴线以角 度方式彼此偏移，或在两个或多个所述可能的情况下，部分地沿径向彼此对 齐，且部分地相对于中间纵向轴线以角度方式彼此偏移。适于此情况的实例 可从图18A至图18D、图19A至图19D、图37A至图37D、图38A至图38D、 图39A至图39D和图40A至图40D中观察到。
转防护特征的组合自然也可被考虑。
图42A至图42E显示，本发明也可与采用所谓的裙缘构件10〃的形式 的铆螺母一起使用，其中铆钉部14〃被设置为围绕中心设置的穿孔部分130 的裙缘。这种裙缘螺母的原理例如描述在PCT申请PCT/EP2003/007436中， 其已公布为WO 2004/034520。不过是与具有锥形接触表面的构件结合而不 是与在此提出的具有环形槽的构件结合。但是，裙缘形铆钉部14〃的弯边 的原理是相同的，不同之处仅在于，在本实施例中，通过裙缘形铆钉部14〃
33制造的铆钉弯边14，"停止于钣金件60a或60b (图42D或42E )的环形凹进 80"，从而在铆钉弯边的区域中获得完全平坦的下侧，即，铆钉弯边的自由 表面被设置为与钣金件的下侧82〃对齐，或者可以相对于该自由表面最多 回缩0.2mm。穿孔部分130尽管确实突出穿过钣金件，但是，例如如果构件 应该具有对中功能，这可能很有利。重要的是，如果在与根据图42D至图 42E的部件组件相连的另 一部件中有对应的孔时，在另 一部件与铆螺母的环 形支撑表面18〃之间形成直接夹紧，并且通过钣金件中环形凹进80的体积 与环形铆钉的折叠体积的配合，在钣金件中产生压缩应力，如同所有其他实
如果模具被设计为实现根据图42D或图42E的组件，那么钣金件中的 至少基本填充环形槽的特定的弯边形式，可在构件的自冲孔引入时实现。但 是，根据图42A至42C以自沖孔方式将构件引入钣金件中并非绝对必要的 是，相反，钣金可以如先前的实施例被预先形成凸台并预先打孔。
在该实施例中，另一方面，并非绝对必要的是存在螺紋柱16〃 。相反， 构件可设置有通孔，于是其可例如用于承接自攻锁紧(thread-forming )螺钉 或攻丝(thread-cutting)螺钉，或者用作适于可旋转轴的支撑套筒。采用这 种设计，平坦下侧于是在铆钉弯边的区域中可具有特定优点，例如，轴或车 轴是汽车中的窗升降系统的一部分。
对于这种构件从技术制造方面如何与钣金件组合的细节，参见上述PCT 申请PCT/:EP2003/007436。这种类型的另 一铆螺母描述在公开号为WO 02/077468的申请PCT/EP02/03187中。这两个申请的内容通过引用在此形成 本申请公开内容的一部分。在这点上应该表述的是，图42A至图42E中设 置有与先前附图的附图标记对应的附图标记的特征应准确相同的方式来理 解，即使附图标记设置有用于区分实施例的虚线或者多重虚线。也就是说， 先前描述也应用于这些特征，即使其设置有虚线或多重虚线。换言之，具有 相同基数的附图标记的所有特征的描述也应用于根据图42A至图42E的实 施例。同样也应用于另外的附图43A至图42G，其中所使用的附图标记增大 基数200以形成明显的区分。也就是说，如果从相应的附图标记减去数200, 那么对应特征的先前描述也应用于此，除非另有说明。
参见图43A至图43G，螺栓构件210〃在此示出，其非常类似于构件 10",但是具有轴部332,其具有螺紋柱216〃来代替内螺紋柱16"。
这种类型的构件描述在欧洲专利539 743中。在欧洲专利539 743中， 环形槽的环形凹进出现在螺栓头或头部212的下侧，实际上出现在轴部从其 突出的侧部上。但是，欧洲专利539 743中的环形槽没有被设计为可满足在 此设定的目标。另一方面，该欧洲专利中的环形槽为何没有如在此所建议的 那样设计没有道理。
铆螺栓210〃设置有主体部分212〃 、具有螺紋柱216〃的轴部332、以 及柱形铆钉部214〃 。主体部分212〃具有环形支撑表面218〃并具有轴向 对齐的环形槽224〃 ，其中环形支撑表面218〃在垂直于螺紋柱的纵向轴线 222〃的平面220〃中与该螺紋柱同轴，环形槽224〃设置在环形支撑表面 218〃的径向内侧和柱形铆钉部214〃的径向外侧。环形槽224〃在径向内侧 232〃上合并于柱形铆钉部214〃的外表面，提供防转防护的肋242〃设置在 环形槽224〃的区域中。该铆螺栓的特征在于，环形槽224〃在其轴向截面 中具有U形横截面，其中径向外侧壁230〃相对较陡地形成，并且在最陡点 233〃 具有相对铆螺栓的中间纵向轴线的范围在从约45°至约-20° ,优选 从约30°至约O。的倾角，其中最陡点233〃能够通过拐点或偏转范围形成， 其通过环形槽224〃的入口处和从环形槽的径向外侧30至其底表面236〃的 过渡处的两个相互合并半径形成。该铆螺栓进一步的特征在于，提供防转防 护的肋242〃在环形槽224〃的底部区域236〃上沿径向延伸，并具有相当 于环形槽224〃的最大轴向深度的一小部分的轴向高度，和/或以升高形式沿 柱形铆钉部214〃延伸。此外，环形槽的体积被选择为，在与相应的螺紋尺 寸匹配的钣金厚度范围内，铆钉部的相应的折叠区域214〃的体积在通过使 钣金件260a或260b成形于构件的环形槽224〃所形成的环形凹进280〃内钣金的远离环形支撑表面的侧部282〃 。
根据图43D与图43E的比较可以观察到，利用螺栓构件还可以将铆钉 部的弯边214〃完全容纳在形成于钣金件的凸台中的环形凹进218〃内，从 而铆钉弯边241，"的下侧在图43D和图43E中与钣金件的下侧282平面对 齐，从而形成平坦的it上表面。
但是，也可以修改根据图43A至图43E的螺栓构件，如图43F或图43G 所示。这里，轴部323a远离主体部分212〃 a的远离钣金件260a或260b的 端面侧突出，而不是如根据图43A至图43E的实施例从主体部分212的铆 钉部侧突出。这意味着，轴部332a设置在主体部分212〃与柱形铆钉部214" 的相反侧上。该实施例具有这样的优点构件的铆钉弯边侧与钣金件260a 或260b的下侧282平面对齐，并且这对某些应用是有利的。保持在铆钉弯 边的区域中的任何小的不规则，在钣金件的涂漆之前如果为可见侧，则可易 于用填充物填充。将被旋上的部件在此连接至主体部分212〃 a的远离钣金 件的端面侧，并通过旋在螺紋柱216〃 a上的螺母(未示出)紧固至接触表 面400。
最后指出的是，在所有实施例中，所有材料可被称为适于由其制成的部 件和功能构件的材料的实例，所述材料在冷成形例如，根据DIN 1654的35B2 合金的框架内实现ISO标准为8级的强度值或更高。以该方式形成的紧固件 尤其适用于能拉伸的钣金用的所有型钢材料，还适用于铝或其合金。铝合金， 特别是具有高强度的铝合金，也可用于部件或功能构件，例如AlMg5。由诸 如AM50的更高强度的镁合金制成的部件或功能构件也可被考虑。
换言之，本发明具有这样的基本概念紧固件中的轴向环形槽的形状和 体积与柱形铆钉部的长度和径向厚度彼此相匹配，从而与钣金件在宽范围内 具有的厚度无关(如在权利要求2中针对不同螺紋尺寸所述)，其中利用钣 金件在构件的环形支撑表面、在构件的轴向环形槽的径向外侧壁和在构件的 轴向环形槽的底表面的至少基本完整的接触，钣金件中的在钣金件远离环形 接触表面的侧部上的环形槽的体积，成形于构件的轴向环形槽的径向外侧壁
36处和该轴向环形槽的底表面处的铆钉弯边，随着钣金厚度的增大而减小，很 大程度上对应于同样随着钣金厚度的增大而减小的铆钉部的体积或者略大 于该体积，这是由于环形槽的径向宽度和铆钉部的将被弯边的区域的可用长 度随着钣金厚度的增大而减小。
这意味着，将被弯边的铆钉部的体积可总是被承接在钣金件的轴向环形 槽，即钣金件上远离环形接触表面(附图中的下侧)的侧部上的轴向环形槽
面的区域中对齐，即设置在一平面中，或者相对于钣金件的下侧回缩，并最
大回缩0.2mm。
钣金件在紧固件的区域中的厚度，即优选在构件的环形支撑表面的区域 中、该构件的轴向环形槽的径向外侧的区域中、以及该轴向环形槽的底表面 的区域中的厚度，优选至少基本对应于在紧固件直接径向外侧的钣金件的厚 度，即大致对应于起始钣金件的厚度。这里，至少基本优选意味着，厚度的 +/-15%的最大不同，优选+/-10%，特别优选小于紧固件的径向外侧的钣金 件的厚度的+/-5%。在这点上，钣金件的凸台中的孔的边界，即其余量区域， 在没有变得基本更薄或更厚的情况下优选直接延伸至柱形铆钉部，其中允许 与轴向环形槽的底部区域至其径向内侧壁的过渡的形状的确定配合。
但是，并非绝对必要的是，钣金件的厚度在轴向环形槽的径向外侧壁的 区域中和/或在该环形槽的底部区域中保持恒定；当然可设想的是，所述区 域之一或另 一个在在钣金件中形成凸台时被制成得更厚或更薄。这可代表使
的另一可能性，从而针对宽范围的钣金厚度满足下列要求，即铆钉弯边的下 侧在环形接触表面的区域中与钣金件的下侧设置在相同平面中，或者相对于 其稍微回缩。
轴向环形槽的径向外侧壁相对于紧固件的中间纵向轴线的相应角度优 选在指定范围内选择，从而在铆钉弯边径向外侧的钣金件中任何可能出现的 向下打开的环形凹进尽可能小，紧固件的径向尺寸及其重量以及该构件的制造成本也可尽可能小地保持。如果铆钉弯边在该点未被减弱至不被允许的范 围，那么铆钉弯边在其下侧区域中的径向内侧处的曲状表面通常是允许的。
附图标记列表
]0铆螺母
12主体部分
14铆钉部
If铆钉部的弯边
16螺紋柱
18环形支撑表面
20平面
22螺紋的纵向轴线
24轴向环形槽
26铆钉部的外表面
30外侧壁
32内侧壁
33最陡点
34半径
35半径
36底表面
38线
40半径
42提供防转防护的肋
46铆螺母的远离铆钉部的端面侧
48平面
Dl铆钉部的内直径
38D2螺紋柱的外部尺寸
52倒圓角表面
54倒圆角表面
56铆钉部14的端部处的倒圓角部分
58锥形或倒圆角表面
60钣金件
62凸台
62,钣金件的升高部
64孑匕
66孔余量
66'穿孔余量
70模具
72模具的突起
74模具的肩部
76圆形表面
78模具的自由端面表面
80环形凹进
81钣金件的上侧
82钣金件的下侧
83铆^"弯边的环形凹进
84主体部分的柱形部分
86环形肩部/施压情况
88柱形部分
90倒圆角
92倒圆角
94半径
95直立部96 半径
97 环形槽的径向外侧
98 环形槽的径向内侧
99 底切
100星形防转防护的内孔 102星形防转防护的尖端 104凹进或袋部 106星形凹进 108升高部
110环形槽的波形部分
112峰部
114谷
116 凹进
118 突起
120底切
122底切环形
124弓形升高部
126弓形凹进
13G穿孔部分
210铆螺栓
332轴部
400 4妻触表面
权利要求
1、一种铆螺母(10)，其具有主体部分(12)和柱形铆钉部(14)，其中所述主体部分具有中心设置的螺纹柱(16)、环形支撑表面(18)以及轴向对齐的环形槽(24)，该环形支撑表面(18)在垂直于该螺纹柱的纵向轴线(22)的平面(20)中与该螺纹柱同轴，该环形槽(24)径向设置在所述环形支撑表面(18)内并径向设置在所述柱形铆钉部(14)外，并在径向内侧上合并于所述柱形铆钉部的外表面；并且，其中用于防转防护的肋(42)设置在所述环形槽(24)的区域中，其特征在于，从轴向截面中观察，所述环形槽(24)具有U形横截面，其中径向外侧壁(130)相对较陡地形成，并且在最陡点(33)具有相对所述铆螺母的中间纵向轴线的约45°至约-20°，优选从约30°至约0°的倾角；并且，所述环形槽的体积被选择为，在与相应的螺纹尺寸匹配的钣金厚度范围内，所述铆钉部的相应折叠区域的体积在通过使钣金件(60)成形于构件的环形槽(24)所形成的环形凹进(80)内具有空间，且并未突出超过成型钣金的远离所述环形支撑表面的侧部(82)。
2、 如权利要求1所述的铆螺母，其特征在于，适合于相应钣金厚度的 钣金厚度.范围选择如下螺紋M6或1/4UNF _ 0.6mm至1.5mm;螺紋M8或5/16UNF 为0.6mm至1.5mm;螺纟丈M10或3/8UNF 为l.Omm至2.5mm;螺紋M12或7/16UNF 为l.Omrn至2.5mm。
3、 如权利要求1或权利要求2所述的铆螺母，其特征在于，具有大致-钣金厚度范围优选为0.5mm至2.5mm，至少为 一钣金厚度范围优选为0.5mm至2.5mm，至少 —钣金厚度范围优选为1.0mm至3.0mm,至少 一钣金厚度范围优选为1.0mm至3.5mm,至少U形横截面的所述环形槽具有以下横截面形状之一 a) U形形状，其中在垂直于所述铆螺母的中间纵向轴线(22)的平面 中具有底部区域(36a),并在该底部区域至所述环形槽(24)的侧壁(30a、 32a)的过渡区域中具有倒圓角的边缘(卯a、 92a),其中倒圓角具有例如 在所述环形槽的轴向深度的五分之一与十分之一之间范围内的相对较小的半径；b) U形形状，其中在垂直于所述铆螺母的中间纵向轴线(22)的平面 中具有底部区域(36a),并在该底部区域至所述环形槽(24)的侧壁(30b、 32b)的过渡区域中具有倒圆角的边缘(90b、 92b)，其中倒圆角具有例如 在所述环形槽的轴向深度的三分之二与五分之一之间范围内的相对较大的半径；c) U形形状，其具有近似圓形形状的曲状底部区域(36c),但是该近 似圆形形状延伸小于180。，例如在180°与150°之间的范围内，所述底部 区域或者直接在例如所述环形槽的最大轴向深度的五分之一与十分之一之 间范围内的小半径(94)上中止于所述环形支撑表面(18c)，并或多或少 平緩地合并于所述铆钉部(14c)的柱形外表面(26c),或者，在直立部和 相对较小半径上中止于所述环形支撑表面，并或多或少平緩地合并于所述柱 形外表面；d) U形形状，其具有近似圆形形状的曲状底部区域(36d),但是该近 似圓形形状延伸超过180°或更大，例如在180°与210°之间的范围内，所 述底部区域或者直接在例如所述环形槽的最大轴向深度的五分之一与十分 之一之间的范围内的小半径(94d)上中止于所述环形支撑表面(18d)，并 或多或少平緩地合并于所述铆钉部(14)的柱形外表面(26d),或者，在 直立部和相对较小半径上中止于所述环形支撑表面，并或多或少平緩地合并 于所述柱形外表面；e) 趋向于V形的横截面形状，其中在底部区域中具有相对较小或相对 较大的半径(96),该半径的尺寸例如小于所述环形槽的最大深度的一半，其中槽的径向外侧(97)比其径向内侧(98)具有更陡的角度；f) U形形状，其具有径向内侧和径向外侧(30f、 32f),这二者均至少 基本平行于所述中间纵向轴线(22)延伸，并在所述环形槽的最大轴向深度 的十分之一与三分之二之间范围内的轴向长度上延伸；并且该U形形状还 具有横截面形状(97f、 98f)趋向于V形的底部区域(96f)，该底部区域 中的相对较小的半径或相对较大的半径具有例如小于所述环形槽的最大深 度的三分之一的尺寸，其中fl)槽(24f)的径向外侧(97f)比其径向内侧(98f)具有更陡的 角度，或者f2 )反之亦然，或者f3)两侧具有至少基本相同的角度；g) 与根据特征f) 、 fl) 、 f2)或f3)的形状类似的U形形状；但是， 径向内侧(32j)和径向外侧(30j)其中之一至少基本平行于所述中间纵向 轴线延伸，而另一个(98j; 97j)以倾斜形式，优选在例如所述环形槽的最 大轴向深度的五分之一与二十分之一之间范围内的相对较小半径上合并于 所述环形支撑表面(18i)或者合并于所述铆钉部(14i或14j)的柱形外表 面(26j);h) 与根据特征a)或b)的形状类似的U形形状；但是，该U形形状 的径向内侧(321、 32m)和径向外侧(30k; 30m)其中至少之一形成底切(99k、 991、 99m)。
4、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，所述最陡点 (33)通过拐点或偏转区域形成，该拐点或偏转区域通过所述环形槽(24)的入口处和从所述环形槽的径向外侧(30)至其底表面(36)的过渡处的两 个相互合并半径形成。
5、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，所述环形槽 (图33A、图34A)在平面图中至少在所述径向外侧具有波形形状。
6、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，防转防护特征具有以下设计其中之一或其组合a) 提供防转防护的肋(42),其在所述环形槽(24)的底部区域(36) 上沿径向延伸，并具有相当于所述环形槽(24)的最大轴向深度的一小部分 的轴向高度；b) 提供防防护的肋(42),其在远离所述U形槽的底表面的侧部沿径 向延伸，即被设置在垂直于所述铆螺母的中间纵向轴线(22 )的径向平面中；c) 提供防转防护的肋(42a; 42b),其以升高形式沿所述柱形铆钉部 (14 )延伸；d) 肋(42a),其以升高形式沿柱形铆钉部(14)延伸，并近似延伸到 所述环形支撑表面的轴向高度；e) 提供防转防护的肋(42b),其以升高形式沿柱形铆钉部(14)延伸， 并延伸超过所述环形支撑表面(18)的轴向高度；f) 提供防转防护的肋(42b)，其以升高形式沿柱形铆钉部(14)延伸， 并延伸超过所述环形支撑表面的轴向高度，并直接停止于所述铆钉部(14) 的自由端部处的倒圆角部分(56)的前面；g) 提供防转防护的肋(42c)，其以升高形式沿所述环形槽(24)的径 向外侧延伸；h) 提供防转防护的肋(42d),其在所述环形槽(24)的底部区域中沿 径向延伸，并且在侧视图中具有至少基本为三角形的形状，并且在所述铆钉 部(14)的区域中比在所述环形槽的径向外侧(30)的区域中高；i) 提供防转防护的肋(42e),其在所述环形槽(24)的底部区域中沿 径向延伸，并且在侧视图中具有至少基本为三角形的形状，并且在所述环形 槽(24)的径向外侧(30)的区域中比在所述铆钉部(l4)的区域中高；j)提供防转防护的肋(42f),其在所述环形槽(24)的底部区域中沿 径向延伸，并且在侧视图中具有至少基本为四边形的形状，其远离所述底表 面的侧部具有倾斜范围，并且其设置在所述铆钉部(14)处的径向内侧比其 设置在所述环形槽(24)的径向外侧(30)的区域中的侧部高；k)提供防转防护的肋(42g),其在所述环形槽(24)的底部区域中沿 径向延伸，并且在侧视图中具有至少基本为四边形的形状，其远离所述底表 面的侧部具有倾斜范围，并且其设置在所述环形槽(24)的径向外侧(30) 的区域中的侧部比其设置在所述铆钉部(14)处的径向内侧高；1)所述环形槽的底部区域中提供防转防护的升高部，其在平面图中具 有近似星形的设计，其中具有邻接柱形铆钉部的内孔(100),该星形设计 的尖端(102)设置在所述环形槽(24)的径向外侧(30);m)所述环形槽的底部区域中提供防转防护的凹进(106),其在平面 图中具有近似星形的设计，其中具有邻接柱形铆钉部的内孔(100),该星 形设计的尖端(102a)设置在所述环形槽(24)的径向外侧(30);n)所述铆钉部(42h)的滚花外侧；o)所述环形槽的底表面具有对应于端面齿状结构的设计(42i);p)所述环形槽的径向外侧的波形部分，其平緩地倒圓角的峰部(112) 和谷(114)形成防转防护；q)所述环形支撑表面(18)中径向延伸的凹进(116),其优选不在其 整个宽度上延伸，并具有邻近于所述环形槽的最低点，并在所述环形槽的径 向外侧壁处形成具有底切(120)的突起(118);r)所述环形支撑表面中径向延伸的凹进(116a),其具有部分柱形的 横截面形状并倾斜，从而其具有邻近于所述环形槽的最低点，并中断所述环 形槽(24)的径向外侧壁(30)的底切环形(122);s)在所述环形槽(24)的底表面(36)处或在该底表面中的弓形延伸 的升高部(124)和/或凹进(126),其中，在所述环形槽的径向内侧处，即，在所述铆4丁部的柱形外表面处、 在所述环形槽的底表面处、或在所述环形槽的径向外侧处、或在所述环形支 撑表面处的分离的防转防护特征的情况下，所述分离的防转防护特征沿径向 彼此对齐，或相对于中间纵向轴线以角度方式彼此偏移；或者，在两个或多 个上述可能的情况下，所述分离的防转防护特征部分地沿径向彼此对齐，且
7、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，提供防转防护的肋(42)在所述环形槽的底部区域中具有的轴向高度在0.2与0.6mm之 间范围内，最大为所提供的钣金厚度的0.7倍。
8、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，设置有3至 24个提供防转防护的肋(42)。
9、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，提供防转防 护的肋(42)围绕所述铆螺母的中间纵向轴线(22)均匀地设置。
10、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，所述环形槽 (24 )的轴向深度近似对应于所述柱形铆钉部的径向厚度。
11、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，所述铆螺母 在平面图中为圓形或多边形，特別是矩形或方形。
12、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，所述柱形铆 钉部的内直径(D,)略大于所述螺紋柱的外直径(D2),并在螺紋插入部(44 ) 上合并于该外直径。
13、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，所述铆螺母 的远离所述铆钉部(14)的端面侧(46)至少基本地设置在垂直于所述铆螺 母的中间纵向轴线(22)的平面中。
14、 如前述权利要求中任一项所述的铆螺母，其特征在于，所述主体部 分具有回缩形状，其具有所述环形支撑表面的在环形肩部上合并于相比上述 矩形或柱形部分具有更小横向尺寸的柱形部分，该环形肩部沿径向延伸，并 在连接所述铆螺母时用作压力肩部。
15、 一种根据前述权利要求中任一项所述的铆螺母(10 )与钣金件(60 ) 的组合，其特征在于，所述钣金件(60)设置在铆钉部的区域中，其中升高 部(62)与U形槽(24)的形状至少基本匹配，并在其远离该U形槽的侧 部具有凹进(80),该凹进与槽的形状(62)类似，但小于该U形槽；并 且，所述铆钉部(14)的弯边完全设置在所述凹进(80)内，并未突出超过所述钣金件的远离螺紋柱(16)的侧部，并优选设置为与其表面对齐或最大回缩0.2mm。
16、 如权利要求15所述的组合，其特征在于，所述U形槽的轴向位于 所述环形凹进(80 )内的体积至少基本对应于所述铆^"部(14')的弯边的体积。
17、 如权利要求15或16所述的组合，其特征在于，所述钣金件的余量 (66，)以加厚或弯边状形式形成在所述铆钉部(14)延伸穿过其中的穿孔 (64)的区域中；并且，铆钉弯边(14，)在朝向所述螺紋柱(16)的侧部设置有相应的承接所述加厚余量和该铆钉弯边的环形凹进(卯)。
18、 如权利要求15至17中任一项所述的组合，其特征在于，提供防转 防护的肋(42)以形状匹配的方式接合钣金材料，但不会穿过它。
19、 如权利要求15至18中任一项所述的组合，其特征在于，利用铆螺 母，提供防转防护的肋(42〃 )以升高形式沿柱形铆钉部延伸，二者以形状 匹配的方式接合所述钣金件的面向铆钉弯边(14')的侧部。
20、 如权利要求1至14中任一项所述的铆螺母，其特征在于，所述铆 螺母(10〃 )以自冲孔形式制成。
21、 一种铆螺母(210〃 )，其包括主体部分(212〃 )、具有螺紋柱(216〃 ) 的轴部(332 )、以及柱形铆钉部(214〃 )，其中所述主体部分具有环形支 撑表面(218)以及轴向对齐的环形槽(224〃 )，该环形支撑表面(218) 在垂直于该螺紋柱的纵向轴线(222〃 )的平面(220〃 )中与该螺紋柱同轴， 该环形槽(224〃 )径向设置在所述环形支撑表面(218〃 )内并径向设置在 所述柱形铆钉部(214〃 )外，并在径向内侧(232〃 )上合并于所述柱形铆 钉部(2M〃 )的外表面；并且，其中提供防转防护的肋(242〃 )设置在所 述环形槽(224〃 )的区域中；其特征在于，在轴向截面中观察，所述环形槽(224〃 )具有U形横截 面，其中径向外侧壁(230〃 )相对较陡地形成，并且在最陡点(233〃 )具 有相对铆螺栓的中间纵向轴线的约45°至约-20。，优选从约30°至约0°的倾角，其中所述最陡点(233〃 )通过拐点或偏转区域形成，该拐点或偏 转区域通过所述环形槽(224〃 )的入口处和从所述环形槽的径向外侧(30) 至其底表面(236〃 )的过渡处的两个相互合并半径形成；并且，所述肋 (242〃 )在所述环形槽(224〃 )的底部区域(236〃 )上沿径向延伸，并 具有相当于所述环形槽(224〃 )的最大轴向深度的一小部分的轴向高度， 和/或以升高形式沿所述柱形铆钉部(214〃 )延伸；并且，所述环形槽的体 积被选择为，在与相应的螺紋尺寸匹配的钣金厚度范围内，所述铆钉部的相 应的折叠区域(214〃 )的体积在通过使所述钣金件(260a或260b)成形于 构件的环形槽(224〃 )所形成的环形凹进(280〃 )内具有空间，且并未突 出超过成型钣金的远离所述环形支撑表面的侧部(282〃 )。
22、 如权利要求21所述的铆螺栓，其特征在于，所述铆钉部(214〃 ) 以一定的径向间隙围绕所述轴部(332 )，或以接触方式围绕所述轴部(332 )。
23、 如权利要求21所述的铆螺栓，其特征在于，所述轴部(332a)设 置在所述主体部分(212〃 a)的与所述柱形铆钉部(214〃 )的相反侧上。
24、 如权利要求21至23中任一项所述的铆螺栓，其具有如前述权利要 求2至11、 12和14其中一项的特征部分，其中所述铆螺栓用于代替术语铆 螺母。
25、 如权利要求21至24中任一项所述的且与钣金件(260a、 260b )结合的铆螺栓，其特征在于，所述钣金件(260a、 260b)设置在所述铆钉部 (214〃 )的区域中，其中升高部(262)与U形槽(224〃 )的形状至少基 本匹配，并且在其远离该U形槽(224〃 )的侧部具有凹进(280〃 )，该 凹进与槽的形状类似，但小于该U形槽(224〃 )；并且，所述铆钉部(214〃 ) 的弯边完全设置在所述凹进(280〃 )内，并未突出超过所述钣金件的远离 所述环形支撑表面(218)的侧部。
26、 如权利要求20所述的且与钣金件(60)结合的铆螺母，其特征在 于，所述钣金件(60)设置在所述铆钉部的区域中，其中升高部(62)与U 形槽(24)的形状至少基本匹配，并在其远离该U形槽(24)的侧部具有凹进(80),该凹进与槽的形状(62)类似，但小于该U形槽；并且，所 述铆钉部(14)弯边的完全设置在所述凹进(80)内，并未突出超过所述钣 金件的远离螺紋柱(16)的侧部，优选设置为与其表面对齐或者最大回缩 0.2mm 。
全文摘要
本发明涉及一种具有主体部分和柱形铆钉部的铆螺母，主体部分具有中心螺纹柱、在垂直于螺纹柱的纵向轴线的平面中与螺纹柱同轴的环形支撑表面、以及轴向对齐的环形槽，其径向设置在环形支撑表面内并径向设置在柱形铆钉部外，并合并于柱形铆钉部的外表面，防转肋设置在环形槽的区域中。从轴向截面中观察，环形槽具有U形横截面，其中径向外侧壁相对较陡，并在最陡点具有相对铆螺母的中间纵向轴线的范围优选从约30°至约0°的倾角。环形槽的体积被选择为在适于相应螺纹尺寸的钣金厚度范围内，在通过使钣金件成形于构件的环形槽所形成的环形凹进内具有适于铆钉部的相应折叠区域的体积的空间，且并未突出超过成型钣金的远离环形支撑表面的侧部。
文档编号F16B37/06GK101460750SQ200780020164
公开日2009年6月17日 申请日期2007年6月1日 优先权日2006年6月1日
发明者杰瑞·巴贝吉, 理查德·汉弗伯特 申请人:形状连接技术有限公司及两合公司