[发明专利]连接元件、带有连接元件的连接结构、连接元件的制造方法和相应的连接方法

说明书

本发明涉及一种用于制造至少两个部件之间的连接的连接元件，该连接元件包括：位于第一轴向端处的头部、位于与第一轴向端相对的第二轴向端处的端部、以及布置在端部和头部之间的轴，其中，轴限定连接元件在第一轴向端和第二轴向端之间的纵向轴线。根据本发明，连接元件的至少轴和端部包括硬化的边缘层，使得轴和端部的材料在内部具有与边缘层的相邻表面相比更低的硬度。

技术领域

本发明涉及一种用于建立至少两个部件之间的连接的连接元件、一种由借助于连接元件连接的至少第一部件和第二部件构成的连接结构、一种连接元件的制造方法、以及一种用于借助于连接元件将至少第一部件连接到第二部件的方法。

背景技术

用于在两个部件之间建立连接的连接元件通常包括头部、轴以及端部。连接元件的具体结构取决于所需的应用领域，因此连接元件在现有技术中已知有多种不同的设计。

例如，DE 10 2010 025 359 A1描述了一种作为连接元件的钉，用于基本上无旋转地轴向驱动到至少一个非预冲压部件中。作为连接元件的钉包括钉头、钉轴和钉尖，其中钉轴包括在一些部分中的表面轮廓。根据其径向深度，表面轮廓的部分具有比钉轴低的硬度。

在DE 10 2014 019 322 A1中公开了另一种用于连接至少两个部件的连接元件，尤其是固定螺栓。所述连接元件包括尖部和轴部，所述尖部和轴部的性质不同，其中所述连接元件形成为一体件。例如，尖部具有比轴部更高的强度。

DE 103 28 197 B3涉及一种紧固元件，例如螺栓或钉。紧固元件包括轴，在轴的一端设置有尖端，而在另一端设置有头部。紧固元件包括相对较硬的含碳钢的芯部区和较不硬的低碳钢的铁素体边缘区。过渡区布置在轴和尖端之间，其中铁素体边缘区的厚度从轴朝向尖端逐渐减小到接近零的值。

在DE 10 2007 000 485 B3中描述了另一种紧固元件。紧固元件包括相对较硬的含碳钢的内部的芯部区、以及相对于芯部区的第一低碳奥氏体钢的外部的边缘区，所述第一低碳奥氏体钢与第一合金金属合金化。在芯部区和周边区之间布置至少一个第二低碳钢的第一中间区，该第一中间区域的硬度低于芯部区的钢的硬度。

最后，US 2003/014260A1也公开了一种紧固元件。该紧固元件包括第一尖端支承轴段，该第一尖端支承轴段与后续的第二轴段相比具有更大的硬度。

利用已知的连接元件，由具有最大600-800MPa的抗拉强度的材料制成的部件目前可以在高速螺栓固定范围内可靠地连接。从该强度等级开始出现料块的分离和/或连接元件的失效。因此，已知的连接元件在横向固定在由高强度或超高强度钢制成的部件中时失效，该部件在连接部分中没有被预冲压，其中元件的尖端应该完全穿透该部件。

因此，本发明的问题是提供一种连接元件，利用该连接元件，可以在不使连接元件失效并且不使料块分离的情况下，以一步法实现由抗拉强度在800MPa以上的范围内的高强度钢或超高强度钢制成的部件的单侧连接。此外，本发明的问题是提供相应的连接结构、连接元件的制造方法和连接两个部件的方法。

发明内容

上述问题通过根据独立权利要求1的连接元件、根据独立权利要求6的连接结构、根据独立权利要求8的连接元件的制造方法、以及根据独立权利要求13的将至少第一部件与第二部件连接的方法来解决。有利的实施例和进一步的扩展由以下描述、附图以及所附权利要求产生。

本发明的用于在至少两个部件之间建立连接的连接元件包括：在第一轴向端处的头部、在与第一轴向端相对的第二轴向端处的端部、以及布置在端部和头部之间的轴，该轴限定连接元件的在第一轴向端和第二轴向端之间的纵向轴线，其中，连接元件的至少轴和端部包括硬化的边缘层，使得轴和端部的材料在内部中具有与边缘层的相邻表面相比更低的硬度。