[发明专利]自冲压紧固元件

说明书

本发明涉及一种用于将第一工件连接到第二工件的自冲压紧固元件，特别地，其中，工件是钣金零件。紧固元件包括：环形段，其在周向上围绕紧固元件的开口并且具有工件接触面，工件接触面在径向外侧处由冲压边缘界定；以及轴段，其借助于联接段连接到环形段，与开口同轴地布置，从环形段的远离工件接触面的一侧延伸，并且具有设计成与开口的内轮廓互补的外轮廓，使得轴段在与环形段的连接分开之后可以至少部分地被引导穿过开口。此外，本发明涉及一种部件组件，包括自冲压紧固元件以及第一工件且可能地第二工件，并且涉及一种制造部件组件的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于将第一工件连接到第二工件的自冲压紧固元件，特别地，其中，工件是钣金零件。然而，第一材料和/或第二材料通常也可以是塑料零件。

背景技术

这种紧固元件通常是已知的，并且例如在汽车工程中广泛使用。然而，技术上的努力较高，特别是在高强度钣金零件彼此的连接或在高强度钣金零件到较低强度的钣金零件的连接上。特别是必须施加高的加工力来建立这种连接，这导致在所使用的工具上和在待连接的工件上的高载荷。结果可能是降低了工具寿命并导致工件的结构损伤。另外，可能需要使用具有特殊特性的紧固元件；例如，对于紧固元件使用高强度材料可能是必要的，这使得紧固元件的制造更加困难且更加昂贵。

发明内容

本发明的基础目的在于提供一种用于可靠地连接工件、特别是高强度工件、特别是也将工件可靠连接到较低强度的工件的紧固元件，所述紧固元件的特征在于有成本效益的制造。

该目的通过具有权利要求1的特征的自冲压紧固元件来实现。

具体地，本发明提供了一种用于将第一工件连接到第二工件的自冲压紧固元件，特别地，其中，工件是钣金零件。根据本发明的紧固元件包括：环形段，其在周向上围绕紧固元件的开口并且具有工件接触面和用于第一安装装置的接合面，工件接触面在径向外侧处由冲压边缘界定，接合面布置在环形段的远离工件接触面的一侧处。紧固元件还包括：轴段，其借助于联接段连接到环形段，与开口同轴地布置，从环形段的远离工件接触面的一侧延伸，并且具有设计成与开口的内轮廓互补的外轮廓，使得轴段在与环形段的连接分开之后可以至少部分地被引导穿过开口，其中，轴段的轴向范围大于环形段的轴向范围。

因此，根据本发明的紧固元件包括用于连接两个工件的两个段，即，可以说是两个紧固部件，两个紧固部件在紧固元件的纵向上彼此邻接并且可以在两阶段紧固过程中连续地紧固到第一工件和第二工件。根据本发明的紧固元件例如可以在加压硬化过程期间或在热成形过程期间紧固到第一工件。随后，例如由钣金材料或塑料材料组成的第二工件可借助于第二连接过程、特别是在不加热的情况下紧固到所述第一工件。

紧固元件可用于连接由任何期望材料制成的工件，其中有利地，工件中的至少一个是金属零件，例如钣金零件。两个工件优选是金属零件，其中，第一工件和第二工件可以由相同的材料、特别是金属制成，或者由不同的材料、特别是不同的金属制成。工件中的至少一个可以由高强度材料(例如金属)制成，并且可以具有大于600MPa、特别是大于1200MPa并且高达2000MPa、特别是甚至大于2000MPa的强度。例如，工件中的至少一个可以是高强度钢零件。工件中的至少一个也可以是铝部件。因此，根据本发明的紧固元件特别灵活地适用于轻质设计和混合设计，并且可以用于容易地且可靠地连接具有不同材料特性、特别是具有不同强度的工件，使得产生关于紧固元件的可用性的较大灵活性和带宽。连接特别与所使用的工件的最终强度无关。

紧固元件本身同样可以由任意的期望材料、优选由金属制成。然而，同样在插入高强度金属板中时由高强度金属生产紧固元件不是绝对必要的。通常，硬化紧固元件的特定热处理或特定涂层同样不是绝对必要的，并且可以避免紧固元件的氢脆风险，同时可以简单且廉价地制造。