[发明专利]用于确定铆接的夹紧力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定铆接的夹紧力的方法。

背景技术

铆钉主要用于不可拆卸地连接板件，铆钉相对于螺钉具有如下优点：在构件中不必加工出螺纹。不同于普通铆接，在盲铆接的情况下对于连接过程来说仅需要从一侧进入要连接的构件。

确定铆接、尤其是盲铆接的夹紧力尤其是在批量成产中对于评价连接强度和铆接质量监控是重要的。

原则上可以借助已变形的铆钉镦头在视觉上识别形锁合的铆接。但铆接的质量、即实际的强度仅可以在特殊的试验台上被确定。但通过由现有技术已知的测量装置在原则上不能够测量原始连接，因为总是测量装置的一部分、例如测量盘往往必须一起被夹入到要检验的连接中。

帕德伯恩大学材料和连接技术实验室的Ortwin Hahn博士教授和Mathias Heger硕士在2008年的总结报告“Ermittlung des Einfluss von verbleibender Klemmkraft auf die Schwingfestigkeit von hochfesten Blindnietverbindungen”(研究项目：AiF-Nr.：14577N)中示出和描述了一种摩擦实验台，利用该摩擦实验台可以测量盲铆接的夹紧力。尽管在摩擦实验台上的测量是用于确定盲铆接的夹紧力的已建立的方法，但是该方法在学术上比在实践中使用的多。虽然在所提及的摩擦实验台中在原理上可以检验原始连接，但试样必须具有特定的预设的形状，以便这些试样与试验台相配。对在与摩擦试验台的测量支架不相配的构件或试样上的盲铆接的检验在当时是不可能的。

发明内容

因此本发明的任务在于，与铆接、尤其是盲铆接的具体形状无关地实现对铆接、尤其是盲铆接的快速和简单的检验。

该任务通过用于确定铆接、尤其是盲铆接的夹紧力的方法解决，其中，所述铆接通过具有铆钉头和已变形的铆钉镦头的铆钉构成，该方法具有如下步骤：施加转矩到铆钉上；并且确定所述铆钉的转矩、尤其是始动转矩。

本发明以如下认识为基础：由施加到铆钉上的转矩和铆钉由该转矩导致的行为可以推断出铆钉的夹紧力。尤其是可以使铆钉在被连接的构件中开始转动的转矩(所谓的“始动转矩”)是受关注的。在认识摩擦系数的情况下可以由该转矩确定铆钉的轴向夹紧力。可选地，可以由使铆接抵抗转动的阻力的测量进一步反推铆接的强度。如果可以证实，在施加预定的转矩时铆钉不转动，则这对于简单的检验、例如在质量保证方面可能就已经足够了。这可以解释为足够牢固的铆接。

本发明方法的主要优点在于，不需要作用到铆接中的复杂的外部测量装置。通过本发明，在原始铆接上的夹紧力首次可以直接在被连接的构件上、也在车辆中被确定。因为由于各构件的几何形状和也许因构件而异的材料特性(例如在板成形时的强化区域、在加工时在纤维复合材料中的纤维-基质比例关系)，原始连接的夹紧力与平面的试样的夹紧力是不同的，所以可以通过直接在原始连接上测量来确定实际的夹紧力。

根据本发明方法的第一方案，将转矩施加到铆钉的铆钉头上。

根据第二方案，将转矩施加到铆钉的铆钉镦头上，如果铆接的该侧可以更好地够着的话。

转矩可以通过简单的方式借助力锁合地耦合到铆钉上的通用的扭力扳手确定。

对此，扭力扳手优选通过作用在铆钉上的工具耦合到铆钉上。

本发明的其它特征和优点由后续说明和由相关的附图得出。

附图说明

唯一的附图示意性示出盲铆接的剖视侧视图。

具体实施方式

在图中示例性示出的铆接是盲铆接10，第一构件12和第二构件14通过该盲铆接彼此相连。以已知方式利用盲铆钉16制作盲铆接10：将盲铆钉16穿过在两个构件12、14中的对齐的孔，并且通过挤压盲铆钉16的铆钉头18将各构件12、14压到一起。随后利用盲铆钉钳或其他合适的工具逆着插入方向将盲铆钉16的在铆钉头18上突出的钉杆拉出来，这导致盲铆钉16变形，更确切地说导致盲铆钉16在第二构件14的孔的后方镦粗并且因而扩开。盲铆钉16在第二构件14的孔的后方突出的部分被称为铆钉镦头20。在该过程结束时，钉杆在铆钉体内部的额定断裂位置上断裂，使得钉杆的剩余部分不从盲铆钉16中突出。

为了在这种原始盲铆接10的情况下推断出盲铆钉16在轴向方向上的夹紧力，则测量使得盲铆钉16相对于各构件绕着盲铆钉16的纵向轴线A转动所需的转矩。该转矩在此应被称为始动转矩。可以通过摩擦系数的认识由测得的转矩反推出盲铆钉16的夹紧力。