自冲铆连接结构以及冲铆钉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113614391A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202080024372.1(74)专利代理机构北京市中咨律师事务所(22)申请日2020.03.2011247代理人汪勤吴鹏(30)优先权数据102019204826.92019.04.04DE(51)Int.Cl.F16B19/08(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日B21J15/02(2006.01)2021.09.23(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2020/0577292020.03.20(87)PCT国际申请的公布数据WO2020/200832DE2020.10.08(71)申请人奥迪股份公司地址德国因戈尔施塔特(72)发明人N·霍恩博斯特尔H·黑尔迈耶F·B·巴尔克豪森权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称自冲铆连接结构以及冲铆钉(57)摘要本发明涉及一种自冲铆连接结构，其具有至少两个由强度最高为300MPa的能变形的金属材料、尤其是铝质材料制成的构件(1、3)，所述构件在一个铆接过程中相互连接，在其中，冲铆钉(5)以设定力(F)穿过凸模侧的第一构件(1)并且钉入凹模侧的第二构件(3)中，确切的说，在第二构件(3)中保留剩余底部厚度(r)的情况下并且在冲铆钉(5)在第二构件(3)中扩张到的扩张直径(dA)的情况下。根据本发明，在铆接过程之后，冲铆钉(5)镦缩到其初始长度(l)的60％，并且张开直径(dA)增大到铆钉杆直径(dS)的140％至150％，但是尤其是铆钉杆直径的140％，而不会由于冲铆材料撕裂损坏冲铆钉(5)。CN113614391ACN113614391A权利要求书1/2页1.一种自冲铆连接结构，具有至少两个由强度最高为300MPa的能变形的金属材料、尤其是铝质材料制成的构件(1、3)，所述构件在铆接过程中相互连接，其中，冲铆钉(5)以设定力(F)穿过凸模侧的第一构件(1)并且钉入凹模侧的第二构件(3)中，确切的说，在第二构件(3)中保留剩余底部厚度(r)并且冲铆钉(5)在第二构件(3)中扩张到的扩张直径(dA)，其特征在于，在铆接过程之后，冲铆钉(5)镦缩到其初始长度(l)的60％，而所述张开直径(dA)增大到铆钉杆直径(dS)的140％至150％，尤其是铆钉杆直径的140％，而且不会由于冲铆材料撕裂损坏所述冲铆钉(5)。2.根据权利要求1所述的自冲铆连接结构，其特征在于，尚未变形的冲铆钉(5)具有柱形的铆钉杆(9)以及比铆钉杆直径(dS)直径更大的铆钉头(7)，该铆钉杆带有朝向杆顶端敞开的、尤其是截球形的内凹部(15)，在铆接过程之后，冲铆钉内凹部(15)由于在铆接过程期间的材料流动基本上完全被冲铆钉材料填充，并且杆顶端在铆接过程之后具有基本上平的端面或者具有圆整的端面，该圆整的端面具有相对于铆钉尺寸而言增大的半径。3.根据权利要求1所述的自冲铆连接结构，其特征在于，在未变形的状态中，内凹部(15)从杆顶端开始以凹入深度(t)在轴向上伸入到铆钉杆(9)中，并且凹入深度(t)尤其是在冲铆钉总长度(l)的10％至25％之间，尤其是为冲铆钉总长度的15％，和/或沿着铆钉纵轴线(L)在铆钉头上侧(17)和内凹部(15)之间延伸的铆钉头材料厚度(mK)为冲铆钉总长度(l)的75％至90％之间，尤其是为冲铆钉总长度的85％。4.根据权利要求2或3所述的自冲铆连接结构，其特征在于，通过倒圆构造的具有恒定的头部半径(rK)的铆钉头下侧(16)形成在铆钉杆(9)和铆钉头(7)之间的过渡部，尤其是倒圆构造的铆钉头下侧(16)切向地径向向外过渡到平缓的、锥形铆钉头下侧中，所述锥形铆钉头下侧延伸到铆钉头边缘(19)，和/或尤其是，平面的、锥形铆钉头下侧以相对于水平面的倾斜角(α)向上朝向铆钉头上侧(17)的方向倾斜，并且尤其是头部半径(rK)在0.8mm至2.0mm之间，和/或倾斜角(α)在20°的数量级中。5.根据上述权利要求中任一项所述的自冲铆连接结构，其特征在于，冲铆钉(5)是具有平面的铆钉头上侧(17)的平头铆钉，在自冲铆连接结构中，铆钉头上侧(17)与凸模侧的第一构件(1)的表面齐平地，也就是说在没有头部高出的情况下定向，确切的说，尤其是相对于整个构件表面不凸出，并且尤其是，环绕的铆钉头边缘(19)径向外部地在铆钉头下侧(16)和铆钉头上侧(17)之间延伸经过头部侧高度(lK)，该头部侧高度(lK)尤其是为0.3mm。6.根据上述权利要求中任一项所述的自冲铆连接结构，其特征在于，在背离铆钉头(7)的杆顶端上构造有环形环绕的、限定出内凹部(15)的冲入边(21)，在冲入过程中，冲入边(21)用作切削刃，一方面，通过切削刃防止冲