盲铆钉插入件、装有盲铆钉插入件的部件以及用于将其安装在部件开口中的方法与流程

1.本发明涉及盲铆钉插入件，特别是盲铆钉螺母，安装有盲铆钉插入件的部件以及用于将这种盲铆钉插入件安装在部件开口中的方法。


背景技术：

2.盲铆钉插入件通常在盲铆钉螺母的构造中使用，盲铆钉插入件被安装在部件开口中，以便产生用于另一部件或一外围部分或用于部件本身的安装位。周围介质(如水、气体或化学物质)的外部冲击可能影响该部件覆盖的任何连接或结构的稳定性和/或寿命。因此，盲铆钉螺母安装在部件开口中，这可能能够密封盲铆钉螺母和部件之间的接触界面。
3.例如，如ep3366932a1中公开的，可能提及了盲铆钉插入件，其具有凸缘和设置在凸缘下方的o形环。为了保持o形环在凸缘或支撑头部下方的位置，在该头部的底侧上提供环形槽，该环形槽容纳密封件，例如o形环。
4.不利的是，这些插入件不能提供足够的机械强度。此外，密封件是脆弱的，在插入件插入到其目标位置的槽或开口中的过程中可能损坏密封件。此外，在将插入件安装在支撑件上的过程中，这种密封件可能脱落。实际上，插入件的组装可产生振动、摩擦、高压和冲击，这些振动、摩擦、高压和冲击倾向于移动连接部，因而导致所需的密封发生损失。当因为汽车需要而润滑所述插入件时，或当插入件在安装后经受高温表面处理或涂覆油漆或清漆时，这种现象会被放大。
5.因此，本发明的目的是克服这些缺点。本发明进一步的目的是提供一种盲铆钉插入件，例如盲铆钉螺母，以及与密封环彼此有效地连接的组合，以保证部件组合的运输和安装的可靠性。


技术实现要素：

6.上述目的通过根据权利要求1的盲铆钉插入件、根据权利要求10所述的安装有盲铆钉插入件的部件以及通过根据权利要求11所述的将上述盲铆钉插入件设置到部件开口中的设置方法来解决。进一步的优选实施例和发展源自以下描述、附图以及所附权利要求。
7.本发明提供一种盲铆钉插入件，特别是一种盲铆钉螺母。如果在下文中涉及盲铆钉螺母，则其通常表示上述盲铆钉插入件的可能构造。本发明的盲铆钉插入件包括支撑头部和柄部，该支撑头部形成环形凸缘，该柄部从支撑头部的下侧延伸并且包括头部端、足部端和在长度方向上从头部端延伸到足部端的圆柱形孔，并且具有靠近足部端的第一孔段，该第一孔段设置有内螺纹；以及靠近头部端的第二孔段，其直径大于第一孔段的直径。围绕第二孔段的壁部形成为柄部的可变形区域，例如，其与柄部的足部端区段相比具有更小的柄部壁厚。支撑头部的下侧包括环形的头下凹槽，该头下凹槽与柄部同心地布置并且适于在盲铆钉插入件的安装状态下接收密封环。此外，至少一个环形的保持柄部槽围绕柄部周向延伸，其邻近支撑头部的下侧布置，用于在安装盲铆钉插入件之前将密封环保持在预加
载位置。
8.本发明的盲铆钉插入件适于提供盲铆钉插入件和密封环的可靠的组合，以便于在部件和盲铆钉插入件之间形成密封连接。为此，本发明的盲铆钉插入件提供了适于在不同位置接收、定位、转移和保持密封环的至少两个凹槽的组合。根据一个优选实施例，仅一个保持槽邻近支撑头部的下侧布置。环形保持柄槽适于将密封环(例如o形环)定位并保持在盲铆钉插入件的柄部的外表面上。在该位置，密封环通过摩擦连接可靠地固定在所述保持柄部槽中。此外，即使盲铆钉插入件作为散装物料运输，密封环和保持槽之间的优选形状配合也能支持密封环在柄部上的可靠固定。
9.此外，在柄部的头部端处的保持柄部槽和在铆钉头部的底侧处的环形头下凹槽彼此紧邻地定位。紧邻使得密封环可以从保持槽容易地移动到头下凹槽中，以使盲铆钉插入件能够密封固定在部件开口中。所述的“容易地移动”指的是，将密封环移位到头下凹槽中，或至少移位到直接邻近/低于支撑头部的底侧的位置(优选地与底侧接触)不需要额外的工作或额外的工具来完成。密封环的这种移位优选地借助于盲铆钉插入件将要安装到的部件开口的边缘来实现。
10.根据本发明的优选实施例，盲铆钉插入件的环形凸缘具有沿盲铆钉插入件的长度方向的凸缘厚度，并且环形的保持柄部槽定位在柄部的周向保持区域中，该周向保持区域开始于环形凸缘的下侧，该周向保持区域具有在长度方向上等于凸缘厚度的最大宽度。
11.如上所述，优选地，仅有的一个保持柄部槽和头下凹槽彼此紧密定位。由于保持柄部槽位于直接定位在铆钉头部底侧下方的保持区域中，由此突出了这种紧密定位。优选的保持区域在柄部的纵向方向上具有从铆钉头部的底侧开始的最大延伸量，该最大延伸量优选地对应于纵向头部厚度的两倍，更优选地仅对应于纵向头部厚度的一倍。还优选的是，保持部分形成如下所述的不可变形的轴向柄部区域的一部分。纵向头部厚度是在柄部的长度方向上测量的铆钉头部的底侧和顶侧之间的距离。基于两个凹槽之间优选的接近的距离，部件开口的边缘能够将密封环从保持凹槽移动(即移位或滚动)到头下凹槽内或接近头下凹槽。
12.作为进一步优选的，盲铆钉插入件的柄部具有圆柱形外壁，该圆柱形外壁包括环形的保持柄部槽，该环形的保持柄部槽具有部分圆形的横截面，优选地为半圆形横截面。根据盲铆钉螺母或插入件的优选实施例，所述柄部具有圆柱形的外部形状。作为柄部的另一优选形状，其具有多边形的横截面形状，例如盲铆钉螺母的六边形柄部(见下文)。柄部的这种形状变形是公知的，并且优选地，其与柄部处的环形头下凹槽和保持凹槽的上述根据本发明的组合相结合。
13.如果盲铆钉插入件的柄部具有圆柱形外部形状，则环形的保持柄部槽优选地由多个径向腹板规则地分隔，以限定保持柄部槽的多个周向部分区段。
14.作为进一步优选的，径向腹板在环形的保持柄部槽中沿周向方向延伸，从而在周向分段中部分地或完全地径向填充环形的保持柄部槽。
15.基于上述定义，至少两个径向腹板定位在保持柄部槽中，使得保持柄部槽内填充有这些径向腹板。基于这种结构，密封环借助这些径向腹板，例如借助两个、三个、四个或更多个沿周向彼此规则地间隔开的径向腹板，被分段地提升出保持槽。这种结构在运输和/或定位盲铆钉插入件时为密封环(例如o形环)提供了足够的保持力。同时，这些径向腹板略微
减小了密封环在保持柄部槽内的保持力。这优选地是基于通过径向腹板将密封环部分地提升出保持柄部槽，使得在保持柄部槽和密封环之间的形状配合在径向腹板的区域中略微地被解除。因此，保持柄部槽的保持力可适于借助于部件使密封环从保持槽容易地移位到环形头下凹槽中。
16.根据本发明的另一优选实施例，盲铆钉插入件的柄部包括多边形横截面外轮廓，优选为六边形横截面外轮廓，并且环形的保持柄部槽分隔为多个凹槽区段，每个凹槽区段分别地定位在多边形柄部的一个角部区域中。
17.进一步优选地，盲铆钉插入件结合多边形的外柄部形状使用。由此，柄部具有六边形或七边形或八边形的横截面。基于柄部的具有角部的截面形状，盲铆钉插入件可以以不转动的方式布置在互补形状的部件开口中。此外，柄部的这种具有角部的设计便于使用工具来防止或致动盲铆钉插入件的旋转。
18.作为进一步优选的，盲铆钉插入件的环形头下凹槽和环形的保持柄部槽由中间固定边缘，特别是连续延伸的固定边缘分隔开。优选地，该中间固定边缘适于形成密封环的安装障碍和拆卸障碍。只有在将盲铆钉插入件插入部件开口的过程中，开口的周围边缘才抵顶放置在保持柄部槽中的密封环。优选地该抵顶在密封环的整个圆周上发生，以便能够使密封环均匀地移位到头部下方位置。基于该中间固定边缘，在散装物料加工或运输期间，密封环不能因振动或零件抵顶而移位。此外，如果直接定位在环形头下凹槽处，则中间固定边缘优选地适于防止密封环的释放。因此，其还支持了在将盲铆钉插入件设置到部件开口中的过程中，密封环被部件压入环形的头下凹槽中。
19.优选地，环形头下凹槽具有部分圆形或部分曲线形的横截面，以用于在压缩状态下接收密封环。即使密封环可具有圆形或成角度或椭圆形横截面，已知的具有圆形横截面的o形环似乎是密封环的最普遍的设计。为了将这样的密封环容纳在环形头下凹槽中，凹槽设计优选地在其横截面形状上形成为类似于密封环设计的半管状。此外，头下凹槽的优选设计限定用于密封环的接收容积，该接收容积小于或等于待接收的密封环的体积。
20.根据本发明的另一优选实施例，根据上述实施例的盲铆钉插入件包括布置在环形的保持柄部槽中的密封环，优选为o形环。进一步优选地，环形的保持柄部槽具有半管状设计，该半管状设计的尺寸被设为适合于待接收的密封环或o形环。
21.本发明还具有包括安装开口的部件，在该安装开口中安装有与密封环结合的盲铆钉插入件，其中，安装开口的周围边缘被夹在环形凸缘和盲铆钉插入件的压接卷边之间，使得密封环在环形头下凹槽内被压缩。基于密封环在部件和环形凸缘的底侧之间的压缩布置，优选地实现了盲铆钉插入件在部件开口内的液体密封地定位。此外，基于环形头下凹槽的接收容积，盲铆钉插入件确保了凸缘和部件表面之间的金属对金属接触，以确保盲铆钉插入件在支撑件或部件中的有效机械连接强度。
22.为了生产盲铆钉插入件和部件的上述组合，使用以下设置方法：将盲铆钉插入件插入支撑件或部件的安装开口中，在插入过程中，通过安装开口的边缘将密封圈从环形的保持柄部槽移动到环形头下凹槽中，或直接移动到支撑头部底侧下方，以及使盲铆钉插入件在长度方向上变形为压接卷边，从而将部件夹在环形凸缘和压接卷边之间，并将密封环压缩在环形头下凹槽内。
附图说明
23.下面，将基于附图详细描述本发明。通过以下对本发明的具体实施方式和实施方式的以非限制性示例提供的和以附图展示的描述，其优点和特征将变得容易理解，其中：
24.图1示出了表示盲铆钉插入件组的一个盲铆钉螺母的立体图。
25.图2示出了盲铆钉螺母的一个优选实施例的纵向截面图，该盲铆钉螺母具有包括优选为圆柱形形状的通孔，以及定位在盲铆钉螺母的优选的仅有一个的环形的保持柄部槽中的密封环。
26.图3示出了图2的圆圈区域的放大图。
27.图4a示出了盲铆钉螺母的一个优选实施例，该盲铆钉螺母具有包括圆形横截面的柄部，该柄部包括优选的环形的保持柄部槽，该环形的保持柄部槽具有划分环形的保持柄部槽的规则布置的多个径向腹板，其中在环形的保持柄部槽中没有设置密封环。
28.图4b示出了图4a的优选实施例，其中密封环布置在环形的保持柄部槽中。
29.图5示出了盲铆钉螺母的支撑头部的俯视图的一个优选实施例。
30.图6示出了一个放大图，其中盲铆钉螺母设置在一个部件开口中，使得该部件固定在支撑头部和盲铆钉螺母的压接卷边之间，其中被压缩的密封环保持在头下凹槽内。
31.图7示出了盲铆钉螺母的一个优选实施例的纵向截面图，该盲铆钉螺母具有多边形的柄部以及定位在支撑头部的环形的保持柄部槽中的密封环。
32.图8是图7的圆圈区域的放大图，其中密封环布置在保持柄部槽中。
33.图9示出了一个径向截面图，其中盲铆钉螺母的优选的多边形柄部延伸穿过环形的保持柄部槽。
34.图10示出了根据图7的盲铆钉螺母的优选实施例的仰视图。
35.图11示出了根据图7的盲铆钉螺母的优选实施例的俯视图。
36.图12示出了部件和具有多边形柄部的盲铆钉螺母之间的一种优选连接的放大图。
37.图13示出了一种盲铆钉插入件的设置方法的优选实施例，其步骤如流程图中所示。
具体实施方式
38.参照图1，其示出了具有盲铆钉螺母的优选构造的一种盲铆钉插入件1。在下文中，将基于盲铆钉螺母1的构造细节来描述本发明的涉及一般盲铆钉插入件的组合。
39.参考图1、2和7，其示出了本发明的不同优选实施例，盲铆钉螺母1具有包括支撑头部10和柄部40的细长主体。该细长主体沿着中心纵向轴线l延伸。
40.支撑头部10定位在柄部40的头部端处。支撑头部10形成为环形凸缘，该环形凸缘具有顶侧12和下侧14，下侧14也被指定为底侧。环形凸缘优选地围绕纵向轴线l对称地延伸。
41.如果盲铆钉螺母1紧固在部件c的部件开口o中，如图6和12中示例性地示出的，则下侧14抵靠部件表面。如下面更详细地描述的，部件c的开口o的边缘和周围被夹在凸缘10的下侧14和形成在柄部40的可变形区域54中的压接卷边60之间。
42.根据盲铆钉螺母1的一个优选实施例，柄部40的可变形区域54不具有便于或支持用于产生压接卷边60的机械变形的构造特征。在此，还优选地是，削弱盲铆钉螺母1的可变
形区域54中的机械稳定性。为此，使用盲铆钉螺母1的壁部构造的构造替代方案，例如减小径向壁部厚度(见图2)，加入弱化滚花和/或周向分布的凹槽(未示出)。
43.此外优选地，在支撑头部10的下侧14和可变形区域54之间存在不可变形区域56，其中可变形区域54通过压接卷边60的形成来限定(参见图2、3、6、7)。不可变形区域56表示从支撑头部10的下侧14开始的轴向柄部段。不可变形区域56延伸穿过部件c的部件开口o。基于部件开口o内的位置，不可变形区域56不形成压接卷边60或变形以将盲铆钉螺母1紧固或密封在部件开口o内。因此，“不可变形”表示在该柄部区域中不存在盲铆钉螺母变形，或可能存在盲铆钉螺母变形，但该变形既不将盲铆钉螺母1支撑在部件c处，也不将盲铆钉螺母1紧固或密封在部件c处。
44.柄部40包括邻近支撑头部10布置的头部端42。柄部40的足部端44布置成与头部端42相对。此外，圆柱形孔46与纵向轴线l同轴地从头部端42延伸到足部端44。
45.圆柱形孔46沿长度方向从支撑头部10和头部端42延伸到足部端44。根据盲铆钉螺母1的优选构造，足部端44向外敞开或封闭，即圆柱形孔46形成为通孔或盲孔。
46.优选地，第一孔段48在设有内螺纹50的足部端44附近延伸。内螺纹50适于接收具有互补形状的外螺纹的设置轴或紧固螺栓或螺钉(未示出)。优选地，通过设置轴，柄部40基于轴的已知压缩运动被压缩或铆接(clinched)，从而形成压接卷边60。在完成安装或压接过程之后，通过将部件夹在支撑头部10和压接卷边60之间，将盲铆钉螺母1紧固在开口o内。
47.在头部端42附近设置有第二孔段52。与包括内螺纹50的第一孔段48相比，第二孔段52的壁厚更小。在将盲铆钉螺母1设置或紧固在部件c的开口o中时，借助其变形的能力，第二孔段52的减小的壁厚有助于以已知方式形成压接卷边60。在第二孔段52的减小的壁厚的基础上，其内径比第一孔段48大。
48.根据如图2所示的第一实施例，柄部40具有包括圆形横截面的中空圆柱体的形状。根据如图7所示的另一优选实施例，柄部40具有正六棱柱的形状。此外，以与图2的圆柱形柄部40相同的方式，其足部端44为锥形尖头。
49.虽然示出为具有六棱柱形柄部40，但是盲铆钉螺母1可以具有不同的多边形横截面，而不限于六边形形状。由于该六边形或多边形的外轮廓，当柄部放置在尺寸与柄部40的横截面相适应的适当形状的孔中时，防止了柄部40在孔o中旋转。尖头端便于将柄部40引入至开口o中。支撑头部10垂直于柄部40的纵向轴线l延伸并且具有平面圆盘的形状。或者，支撑头部10可以具有多边形形状，例如正方形或六边形。
50.根据本发明的一个优选实施例，邻近柄部40的头部端42，仅形成一个环形的保持柄部槽18，以用于接收和保持密封环70(见图2、3、7、8)。此外优选地，该至少一个环形的保持柄部槽18布置在不可变形区域56内。密封环70优选地由可变形材料制成，例如塑料、弹性体材料、如天然橡胶或合成橡胶或硅树脂。根据本发明的另一优选实施例，两个或三个环形的保持柄部槽18形成在与支撑头部10相距较近处。
51.进一步优选地，密封环70具有包括圆形或椭圆形横截面的o形环的构造。该优选的o形环的构造支持密封环70在环形保持槽18内的定位和保持。
52.为此，密封环70具有优选的内径，该内径等于或小于柄部40在环形保持槽18的底部(ground)的外径。根据该尺寸，密封环70被可靠地保持在环形保持槽18内，并且能够从环形保持槽18容易地移动到环形头下凹槽16中。
53.此外，优选地，密封环70的材料体积大于可容纳在环形头下凹槽16内的凹槽容积。基于密封环70相对于环形头下凹槽16的体积匹配，环形头下凹槽16可以在盲铆钉螺母1在开口o内的安装过程期间被完全填充以实现密封连接。由于密封环70的优选体积比头下凹槽16的接收容积大，所以额外的密封环材料径向向内移动到柄部外表面并进入部件c的开口o中。由此，提高了密封环70在支撑头部10的底侧14、柄部40的外表面和部件c之间的密封效果。
54.如图6和12所示，密封环70的经压缩的和部分移位的材料接触部件c的不同表面区域。而支撑头部10的底侧14优选地直接接触部件c，密封环70的材料部分地覆盖面向支撑头部10的底侧14的部件表面以及部件c的开口o的内表面。因此，由开口o的内径和柄部40的外径之间的直径公差产生的可能的间隙被密封环70的移位材料密封地填充。
55.为此，根据优选实施例，密封环70的被移位的材料部分地容纳在环形头下凹槽16和环形的保持柄部槽18中。
56.为了确保密封环70保持在靠近环形头下凹槽16的位置，环形的保持柄部槽18优选地布置在柄部40的保持区域内。柄部40的保持区域优选地从支撑头部10的底侧14开始并且具有对应于支撑头部10的厚度(即顶侧12和底侧14之间的距离)的最大宽度。基于环形的保持柄部槽18和环形头下凹槽16的紧密组合，具有放置在其保持槽18内的密封环70的盲铆钉螺母1在盲铆钉螺母1在部件开口o内的安装和压接过程期间被有效地密封。
57.参考具有包括圆形横截面的柄部40的优选盲铆钉螺母1(参见图2和图4)，环形的保持柄部槽18具有部分圆形的横截面。优选地，保持柄部槽18的横截面形状为半圆形，以适应密封环70的外部形状。由此，在盲铆钉螺母1的运输和加工期间，密封环70可靠地保持在保持槽18内。
58.为了将盲铆钉螺母1紧固在部件c的开口o中，首先将安装有密封环70的盲铆钉螺母1插入开口o中(步骤s1)。由于开口o的内径与盲铆钉螺母1的柄部外径紧密相配，所以在开口o的内壁与柄部40的外壁之间仅存在较小的公差间隙80。在本文中，“较小”意味着公差间隙80在尺寸上小于密封环70超出邻近环形保持槽18的柄部40的径向外表面的延伸部。因此，部件c在步骤s2中将密封环70移出保持槽18并在插入步骤s1期间移到支撑头部10的底侧14。
59.由于支撑头部10的底侧14压靠在部件c上，因此密封环70被压入头下凹槽16和公差间隙80中。同时，柄部40部分变形为压接卷边60，将盲铆钉螺母1固定在部件开口o内(步骤s3)。
60.图4a示出了柄部40在环形的保持柄部槽18的位置处的径向截面图。根据一个优选实施例，环形的保持柄部槽18由多个径向腹板20分隔。优选地，径向腹板20从环形的保持柄部槽18的底部开始径向向外延伸。此外，多个径向腹板20优选地以周向分段的形式填充环形的保持柄部槽18，从而在环形的保持柄部槽18内形成多个圆弧形区段。因此，保持槽18在径向腹板20的位置处只可以部分地或不能接收密封环70。
61.根据本发明的一个优选构造，多个径向腹板20规则地分布在环形的保持柄部槽18内。进一步优选地，如图4所示，三个径向腹板20相对于彼此周向等距间隔。还优选使用四个或五个均匀分布的径向腹板20。如果柄部40在保持槽18内的圆周部分延伸，或者如果密封环70的弹性相当低，则优选地以多于三个径向腹板20来支持密封环70从保持柄部槽18到头
下凹槽16的移位。
62.在相邻的径向腹板20之间，密封环70保持在保持槽18的周向延伸的部分区段19内。由于密封环70越过径向腹板20延伸，因此其部分地定位在保持槽18的外部，从而减小由保持槽施加到密封环70的保持力(参见图4b)。由于密封环70在径向腹板位置处的径向向外的位置，部件c以增大的面积抵靠密封环70以实现密封环移位。因此，与具有较少的或没有径向腹板20的保持柄部槽18相比，密封环70可以更容易地移位。
63.图9示出了具有多边形横截面形状的柄部40的优选实施例。此外，图9示出了柄部40在环形的保持柄部槽18的位置处的径向截面图。由于柄部40的多边形形状，保持柄部槽18仅在多边形柄部40的角部区域中延伸。在被部件c移位之前，密封环70被凹槽部分18的相应角部区域保持。
64.参照图3、图6、图8和图12的优选实施例，中间固定边缘22优选地布置在环形头下凹槽16和环形的保持柄部槽18之间。中间固定边缘22围绕柄部40连续地或分段地延伸。进一步优选地，中间固定边缘22限定了用于密封环70的移位障碍。因此，密封环70另外被支撑在单个环形的保持柄部槽18内的预加载位置。
65.最后，图6和12示出了盲铆钉螺母1和部件c之间的密封连接的优选实施例。为此，具有圆形(图6)或多边形柄部40(图12)的优选盲铆钉螺母1插入部件开口o中，并且柄部40被压缩或压接。由此，柄部40的变形区域变形为压接卷边60，从而将部件c夹在支撑头部10和压接卷边60之间。当轴承10的底侧14直接接触部件c时，密封环70优选地在头下凹槽16和保持槽18内密封地压缩和变形。在此，头下凹槽16适于不完全接收压缩的密封环70，从而使得材料能够移位到保持槽18中。
66.附图标记表
67.1 盲铆钉插入件
68.10 支撑头部
69.12 顶侧
70.14 底侧
71.16 头下凹槽
72.18 保持柄部槽
73.19 周向区段
74.20 径向腹板
75.22 固定边缘
76.40 柄部
77.42 头部端
78.44 足部端
79.46 圆柱形孔
80.48 第一孔段
81.49 凹槽或滚花或径向壁厚度减小
82.50 内螺纹
83.52 第二孔段
84.54 不可变形区域
85.56 可变形区域
86.60 压接卷边
87.70 密封环
88.80 柄部和部件开口之间的公差间隙
89.l 纵向轴线
90.c 部件
91.o 部件开口