[发明专利]半空心自冲铆钉及其制造方法、连接和产生连接的方法

说明书

本发明涉及一种半空心自冲铆钉及其制造方法、连接和产生连接的方法。半空心自冲铆钉(1)具有铆钉头(10)和铆钉轴(30)，其轴孔(32)相对于半空心自冲铆钉的长度满足以下关系：自冲铆钉的总长度L_N≤4mm。本发明还涉及一种相应的自冲铆钉连接，一种用于制造该自冲铆钉的方法以及一种用于制造该自冲铆钉连接的方法。

技术领域

本发明涉及一种半空心自冲铆钉，其尤其是用于制造薄金属板连接。本发明还涉及一种具有所述半空心自冲铆钉的薄组件的连接，一种用于所述连接以及上述半空心自冲铆钉的制造方法。

背景技术

现有技术中已知的半空心自冲铆钉，例如DE102006028537B3和DE102005052360A1所述的，已知的半空心自冲铆钉包括一具有中心轴孔的铆钉轴，其在铆钉头的方向上延伸半空心自冲铆钉的大部分(超过半空心自冲铆钉的总长度的80％)。这种自冲铆钉的几何形状由于其长度和典型的半空心自冲铆钉的扩张特性而不适合于制造薄金属片连接。

DE19648231A1描述了一种影响钉入组件中的半空心自冲铆钉的扩张特性的方法。为了在连接操作过程中影响半空心自冲铆钉的扩张，中心轴孔完全或部分填充有在铆接操作的过程中起流体静力作用的物质。这些流体静力作用物质是正常空间和运输温度下聚集状态为固体的材料，但在操作过程中可迅速转化为液体或糊状的聚集状态。基于铆钉轴的中心轴孔的填充程度，铆钉轴的扩张过程的起点是可变的。诚然，在轴腔中有填充物质存在的情况下，铆钉轴的扩张过程比仅仅由冲模或另外通过尖锐的铆钉脚几何形状的作用而发起的扩张的情况更早发生。然而，为了使半空心自冲铆钉适应于不同厚度和材料的待制造的薄金属板连接，通过填充半空心铆钉的中心轴孔来调整扩张特性是不可靠的。

为了生产铝片中的自冲铆钉连接，EP0833063A1描述了使用由轻金属制成的半空心铆钉。特别地，轻金属半空心铆钉在铆钉轴中包括钝刃口和锥形腔。

为了在连接操作的过程中获得半空心铆钉的有利扩张，轻金属半空心铆钉的总铆钉长度与最大轴腔长度符合5:3的比例。精确选择这个比例是因为在刺穿上部铝片之后，当轴腔长度较小时，半空心铆钉的铆钉轴不能充分扩张。但是，如果轴腔长度较大，则会影响上部铝板的铆接。此外，轴腔的锥形形状引起尤其空心轴的较薄区域沿径向向外扩张。这样，扩张的轴区域达到与半空心铆钉的直径相对应的程度。这种径向扩张也得到了由轻质金属如铝制成的半空心铆钉的材料的支持。

根据DE102013020504A1，使用自冲铆钉产生由高强度钢制成的连接，其轴在与铆钉头相对的端部处具有小轴向深度的轴向凹部。与自冲铆钉的长度相比，轴孔或轴向凹部的轴向深度小于铆钉长度的30％。此外，由于在所描述的铆接方法中铆钉轴的扩张并不重要，所以自冲铆钉由稳定的钢材构成。由于轴孔的轴向深度相对较小，所以实现的是自冲铆钉连接通过自冲铆钉的压缩成形形成，其由工件装置的高强度钢的反压造成。因此，这里描述的自冲铆钉几何形状和连接遵循与例如EP0833063A1所描述的完全不同的连接系统。

尽管在现有技术中已知各种接合元件，但本发明的目的是提供一种半空心自冲铆钉，其特别适用于制造优选为轻金属的薄板堆叠中的接合连接。本发明的另一个目的是提供用于这种连接和这种半空心铆钉的制造方法。

发明内容

上述目的通过本发明所提供的半空心自冲铆钉、利用半空心自冲铆钉的连接、用于自冲铆钉的制造方法，以及用于上述半空心自冲铆钉的制造方法解决。本发明的有利实施例和进一步发展将在以下描述、附图中变得清晰明了。

根据本发明的半空心自冲铆钉，具有铆钉头和具有中心轴孔的铆钉轴，两者具有共同的中心轴X，其中，所述铆钉轴具有外轴面和限定所述中心轴孔的内轴面，所述轴孔具有深度T_B且所述半空心自冲铆钉具有总长度L_N，且满足以下关系：

优选