[发明专利]紧固元件和用于安装所述紧固元件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于形状锁合、材料接合和/或力锁合布置于复合纤维部件之上或之内的一种紧固元件。此外，本发明涉及用于组装紧固元件的一种方法。

背景技术

在现有技术中，连接元件通过螺纹连接、铆接和/或粘合剂粘结而装配到复合纤维部件上。这种复合纤维部件例如是纤维增强的热塑性板材。

EP 1158186 A1描述了一种紧固元件，其构造成空心铆钉且其具有内螺纹和多边形横截面。该紧固元件具有套筒状部分，在其一端部处布置有保持部分，所述保持部分远离套筒状部分弯曲，从而增加套筒状部分的外径并形成平面状抵接面。

DE 1781630 U公开了包括两部分的铆钉。第一部分由中空筒状体形成，所述中空筒状体具有上端部和预期带法兰的端部。第二部分包括筒状杆，其外径对应于所述铆钉的内径。杆在其一端部处具有圆锥形的扩展部分，所述圆锥形扩展部分的最大直径对应于所述铆钉的外径。

US 3,515,419 A公开了一种两部分式的紧固元件，其包括销和预期布置于工件内的套筒。销以力锁合的方式保持在套筒内。

发明内容

本发明的目的是要提供用于形状锁合、材料接合和/或力锁合布置于复合纤维部件上的一种改进的紧固元件以及用于组装所述紧固元件的一种改进的方法。

对于用于形状锁合、材料接合和/或力锁合布置于复合纤维部件上或内的紧固元件而言，该目的通过以下特征来实现。

对于用于组装紧固元件的方法而言，该目的通过以下特征来实现。

本发明的有利改进在以下陈述。

用于形状锁合、材料接合和/或力锁合布置于复合纤维部件上或内的紧固元件根据本发明包括套筒状部分，在其第一端部处形成急剧渐细的圆锥形或圆锥状部分，在该圆锥形或圆锥状部分中形成有多个槽，所述槽在紧固元件的纵向范围的方向上取向，从而所述槽将圆锥形或圆锥状部分细分成各个部段，而在套筒状部分的第二端部处布置有保持部分，所述保持部分远离套筒状部分以直角弯曲，从而增加套筒状部分的外径并形成平面状抵接面。

通过根据本发明的紧固元件，能够传递较大的力，所述较大的力在发生碰撞的情况下例如在车辆座椅内产生。常规的连接元件或者在复合纤维部件的生产过程中必须以复杂的方式嵌入到复合纤维部件内，或者利用钻孔工艺通过螺纹连接布置于复合纤维部件上，导致复合纤维部件的纤维受到破坏。使用根据本发明的紧固元件，能够在紧固元件和复合纤维部件之间进行不破坏纤维的形状锁合、材料接合和/或力锁合结合，特别是紧固元件和复合纤维部件之间的力传递被显著改善。

在套筒状部分和圆锥形或圆锥状部分之间的过渡区域内有利地形成材料弱化部，其以特别优选的方式形成为穿孔和/或横截面缩小部。从而有利地促进圆锥形或圆锥状部分的各个部段弯曲。

在特别有利的结构变型中，内螺纹形成于套筒状部分上或套筒状部分内，以使得常规的螺钉能够作为紧固装置直接布置于紧固元件内。

在另一个有利的结构变型中，在套筒状部分的区域外侧形成一种表面结构，所述表面结构以特别优选的方式构成为纹理和/或波纹。这样的表面结构使得在复合纤维部件的熔融热塑性基体和根据本发明的紧固元件的套筒状部分之间能够进行特别耐用和弹性的连接。

在用于组装紧固元件的方法中，将根据本发明的紧固元件加热到高于复合纤维部件的热塑性基体的熔融温度的预定温度，并在加热的状态下以如此的方式被推动或按压通过复合纤维部件以至于紧固元件保持部分的抵接面与复合纤维部件的一侧处于平面状抵接，而紧固元件的圆锥形或圆锥状部分在另一侧突出超过复合纤维部件。在该情况下，在将热紧固元件按压通过的同时热塑性基体熔融并且在冷却过程中形成与紧固元件的形状锁合、材料接合和/或力锁合连接。

由此在紧固元件和复合纤维部件之间形成特别坚固和耐久的形状锁合、材料接合和/或力锁合连接，通过上述连接，较大的力能够被引入到复合纤维部件内。

在将热的紧固元件按压通过复合纤维部件的同时，复合纤维部件的纤维以如此的方式被迫通过紧固元件的圆锥形或圆锥状部分以免被破坏，以至于所述纤维围绕紧固元件的套筒状部分定位并且从而形成一种新的纤维取向。在这种情况下，该新的纤维取向使得能够启用特别有利的力路径和改进力从紧固元件引入到复合纤维部件内。