[发明专利]具有防旋转特征的铆钉

说明书

技术领域

本公开涉及一种实心、半空芯、空芯或抽芯铆钉，所述铆钉具有用于与通过所述铆钉紧固的多个面板的顶部件或者底部件互锁的表面特征。

背景技术

铝密集的车辆（aluminum-intensive vehicle）的车身结构可使用铆钉来实现所需的接合强度、耐用性和大批量生产。在大批量生产中使用的铆钉的类型的一个示例是自冲铆钉（SPR）。如在实验室挂片试验（laboratory test coupon）中所测量的，SPR接合在非轴向搭接剪切（uniaxial lap shear）方位和剥离（coach peel）方位提供足够的强度。然而，由于圆形铆钉呈轴对称，所以当扭转负载施加到通过SPR接合的面板时，所述面板容易旋转。当单个铆钉或者少量铆钉用于将组件的部件紧固到一起时，上述情况尤其真切。在这种情况下，接合的面板可相对于彼此旋转（即，顶层可以相对于底层旋转）。在一组件被制造成刚性体结构时，在具有多个铆钉的整体结构中，相对旋转被消除。然而，在空白车身组件（body-in-white assembly）的几何学设置或者早期阶段期间，安装较少的SPR，并且会出现扭转变形（即，“匹配扭动”(match boxing)）

可通过下面概括的该公开来解决上述问题和其他问题。

发明内容

如今，存在两种用于提供铆接选择的基本几何结构，其包括：1）半空芯或者空芯铆钉，在设置过程期间，向外张开，并在底层形成扣紧件（button）；2）实心铆钉，穿过金属板堆，并且邻近的材料在二次冲制操作中变形。在第一种情况下，铆钉首先变形。在第二种情况下，金属板首先变形，使得金属板形成为铆钉形状的轮廓。

该公开提供具有响应于可施加到被接合面板的扭转负载而抵抗旋转的表面特征的新型铆钉几何结构的一个示例。这样的表面特征的示例可包括沿着铆钉的圆柱体的顶部或者底部布置的凹入窝或者突起的突出部。所述表面特征用于去除由传统的铆钉提供的圆形轴承状表面。所述表面特征抵抗所施加的扭转负载并“锁定”堆叠的金属板组件的上板、下板或上板和下板二者，用于防止旋转。

根据该公开的一方面，公开的铆钉用于接合包括顶部件和底部件的多个部件。铆钉包括圆柱体，圆柱体具有设置在主体的第一端处的头部和设置在主体的第二端处的尖端。多个表面特征在主体与头部接合的接合处设置在第一端处。表面特征沿着主体延伸到限定程度并仅与顶部件接合。

根据该公开的一方面，铆钉可具有沿着主体延伸或者设置在不连续区域中的表面特征。表面特征可以是由头部和主体限定的凹入窝。所述凹入窝可包括局部球形表面。可选地，所述表面特征可以是形成在头部和主体的接合处的突起的突出部。所述突起的突出部可以包括局部球形表面。所述主体可以是铆钉的实心圆柱形部分或者是铆钉的空芯形状部分或者半空芯形状部分。

根据该公开的另一方面，公开的铆钉用于非旋转地接合包括顶部件和底部件的多个部件。铆钉包括圆柱体，圆柱体具有设置在主体的第一端处的头部和设置在主体的第二端处的尖端。多个表面特征可设置地第二端处。所述多个表面特征沿着主体延伸到限定程度并仅与底部件接合。

根据该公开的另一方面，公开的铆钉用于接合包括顶部件和底部件的多个部件。铆钉包括圆柱体，圆柱体具有设置在主体的第一端处的头部和设置在主体的第二端处的尖端。在主体与头部接合的接合处，多个头部端表面特征设置在第一端处，所述多个头部端表面特征沿着主体延伸到限定程度，并仅与顶部件接合。多个尖端表面特征设置在第二端处，所述多个尖端表面特征沿着主体延伸到限定程度，并仅与底部件接合。

参照附图，该公开的上述方面和其他方面将在下面被更具体地描述。

附图说明

图1是将两个面板接合在一起的半空芯自冲铆钉的截面图，所述半空芯自冲铆钉具有用于防止所述面板旋转的凹入部；

图2是在图1中示出的半空芯自冲铆钉的侧视图；

图3是将两个面板接合在一起的半空芯自冲铆钉的可选实施例的截面图，所述半空芯自冲铆钉具有用于防止所述面板旋转的突出部；

图4是在图3中示出的半空芯自冲铆钉的侧视图；

图5是半空芯自冲铆钉的侧视图，该半空芯自冲铆钉在该半空芯自冲铆钉的头部端具有突出部；

图6是沿着图5中的6-6线截取的截面图；

图7是具有凹入侧壁的实心自冲铆钉的侧视图，该实心自冲铆钉具有设置在该实心自冲铆钉的头部附近的多个突出部；

图8是沿着图7中的8-8线截取的截面图；