專利名稱：用于附接到包含復(fù)合材料的構(gòu)件的中空元件的制作方法
用于附接到包含復(fù)合材料的構(gòu)件的中空元件本發(fā)明涉及用于附接由復(fù)合材料組成的構(gòu)件，例如由纖維增強(qiáng)塑料部件或織物增強(qiáng)塑料部件組成的構(gòu)件的中空元件，例如中空鉚釘或螺母元件。復(fù)合材料在很多不同的領(lǐng)域中頻繁地使用并且主要由具有內(nèi)嵌的纖維增強(qiáng)物的塑料組成。纖維增強(qiáng)物可以例如采取帶材、織物、毛氈和墊子的形式。例如，被玻璃纖維和塑料增強(qiáng)的聚酯樹脂，例如被碳纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂，的汽車車身設(shè)計(jì)部件在汽車構(gòu)造中頻繁地使用并且多種其他構(gòu)件例如控制臺和鍍層同樣由這樣的復(fù)合材料制造。當(dāng)使用碳纖維作為增強(qiáng)物時(shí)，碳纖維的織物被頻繁地使用，因?yàn)槿藗兛梢匀缓螳@得在構(gòu)件的所有方向的增強(qiáng)。然而，復(fù)合材料的領(lǐng)域不以任何方式被限于玻璃纖維和碳纖維，具有可以考慮的許多其他的增強(qiáng)纖維。此外，很多不同的塑料也可以被用作基質(zhì)材料。所有的這樣的材料在此通常被描述作為復(fù)合材料或纖維增強(qiáng)塑料。它們還可以通過通用術(shù)語“有機(jī)片材金屬”被描述。該術(shù)語在某些領(lǐng)域中被理解為專業(yè)術(shù)語。本發(fā)明主要使用了使用熱塑性材料，即熱塑性塑料作為基質(zhì)材料的那些復(fù)合材料，其在低于熔點(diǎn)的升高的溫度時(shí)軟化或成為漿狀。然而，不排除，硬質(zhì)塑料也可以被用作基質(zhì)材料，只要這些是足夠地軟的，或在升高的溫度，即在低于基質(zhì)材料被永久破壞的溫度的溫度時(shí)，成為軟的或漿狀的。在此要求保護(hù)的方法還可以用于具有實(shí)際上不是熱塑性塑料但是尚未達(dá)到它們的最終狀態(tài)而是以它們在其中在或不在加熱的情況下軟化的狀態(tài)中存在但是可以經(jīng)過一定時(shí)間或通過紫外光或濕度的作用或以其他的方式通過連續(xù)的聚合或交聯(lián)被轉(zhuǎn)移為更硬狀態(tài)的基質(zhì)材料復(fù)合材料。經(jīng)常必需的是，使用具有緊固件元件的復(fù)合材料的構(gòu)件，例如以把相應(yīng)的構(gòu)件固定于其他的部件或把其他的部件附接于纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)件。鉚釘元件和螺栓或螺母元件都可以被認(rèn)為是可以全部被包含在術(shù)語功能元件內(nèi)。該術(shù)語還適用于可以同樣被固定于復(fù)合材料的夾子和軸承。無論該功能元件具有什么形式，始終是必需的是，提供在塑料部件中的一個(gè)孔或多個(gè)孔以使相應(yīng)的期望功能元件的附接成為可能，除非螺紋插入部或孔口在構(gòu)件的制造期間被整合到塑料構(gòu)件中，然而這是非常耗費(fèi)時(shí)間的和復(fù)雜的并且導(dǎo)致另外的成本，并且有時(shí)導(dǎo)致必需的塑料部件的局部增厚?？椎闹圃熘饕ㄟ^鉆孔過程實(shí)現(xiàn)，由此材料殘留例如切屑產(chǎn)生并且復(fù)合材料被在鉆孔的區(qū)域中弱化?？稍O(shè)想的是，如需要的，給構(gòu)件穿孔以產(chǎn)生孔，由此必須被棄去的以穿孔小塊的形式的廢物出現(xiàn)，并且構(gòu)件的局部弱化出現(xiàn)。復(fù)合材料由任何期望的增強(qiáng)材料或纖維和任何期望的塑性可變形的或可熔融的基質(zhì)材料組成。因此，根據(jù)本發(fā)明的在此使用的術(shù)語“復(fù)合材料”不僅包括具有纖維增強(qiáng)物的塑料，而且例如還包括具有增強(qiáng)材料例如碳纖維或陶瓷顆粒的金屬例如鋁的基質(zhì)材料。本發(fā)明的目的是提供中空元件和使提供至少實(shí)質(zhì)上無損失的孔而沒有構(gòu)件的顯著弱化成為可能的輔助性手段，特別是用于中空功能元件例如鉚釘或螺母元件(鉚釘螺母和壓入螺母)的接收。為了滿足該目的，提供用于附接到由復(fù)合材料組成的構(gòu)件，例如纖維增強(qiáng)塑料部件或織物增強(qiáng)塑料部件的中空元件，例如中空鉚釘或螺母元件，其中元件具有凸緣部件和遠(yuǎn)離凸緣部件延伸的軸部件和/或鉚釘節(jié)段，其中鉚釘節(jié)段，如果存在的話，還能夠被形成在軸部件的自由端處，其中中空元件還具有中央通路，中央通路可選擇地設(shè)有螺紋圓柱(threadcyIinder),其特征在于，中空元件可以與輔助性尖端組合地使用，輔助性尖端被從元件的凸緣側(cè)插入穿過通路或從鉚釘節(jié)段的軸部件的自由端的一側(cè)插入通路中，使得輔助性尖端的圓錐形會聚區(qū)域分別從軸部件的自由端或鉚釘節(jié)段的自由端突出。通過輔助性尖端，構(gòu)件可以在中空元件的附接期間被穿透，并且實(shí)際上不通過鉆孔或穿孔過程，而是代替地使得尖端漸進(jìn)地穿透構(gòu)件并且把構(gòu)件的材料朝向圍繞第一穿透部分的點(diǎn)的外側(cè)漸增地位移，直到提供用于接收中空元件的軸部件的具有期望尺寸的孔。通過之前在孔的區(qū)域中存在的構(gòu)件材料的橫向位移，在孔的一側(cè)或兩出現(xiàn)構(gòu)件的增厚(取決于在穿透過程期間構(gòu)件是否以及如何被局部地支撐)，并且所積聚的材料可以然后被位移到中空元件的溝槽和/或底切口中并且被帶入與提供防止旋轉(zhuǎn)的特征的接合，并且因此始終仍然被布置為接近于孔邊緣，即在圍繞其中其局部增強(qiáng)構(gòu)件的孔邊緣的點(diǎn)處，并且其實(shí)際上在將以其他的方式被弱化的點(diǎn)處。因?yàn)闃?gòu)件的材料，即基質(zhì)材料和增強(qiáng)纖維二者，被輔助性尖端位移，所以材料在孔邊緣處的積聚被同樣增強(qiáng)并且用于中空元件到構(gòu)件的高質(zhì)量附接防止疲勞裂化和其他的故障源。即使材料首先被在構(gòu)件的距中空元件的凸緣部件遠(yuǎn)的一側(cè)增厚，該側(cè)可以被壓平，這在任何情況下在構(gòu)件與中空元件的壓配合期間或在通過鉚釘節(jié)段的造珠期間和在構(gòu)件的材料向任何溝槽和/或底切口中和向與提供防止旋轉(zhuǎn)的特征的表面的接觸的位移期間發(fā)生。以這種方式，高度地期望的平面的旋接上的表面(screw-on surface)在構(gòu)件的距凸緣部件遠(yuǎn)的一側(cè)出現(xiàn)。當(dāng)提供防止旋轉(zhuǎn)的特征被設(shè)置在凸緣部件的區(qū)域中以在中空元件和構(gòu)件之間形成防止旋轉(zhuǎn)時(shí)，是特別地有利的。因?yàn)?，使用?fù)合材料，凸緣部件和相應(yīng)的環(huán)形接觸表面必須被制造為是相對大的以保持表面壓力是可接受的，所以提供防止旋轉(zhuǎn)的特征也可以被制造為是相對大的并且可以因此是非常有效的，即使具有小的高度。凸緣部件可以例如設(shè)有環(huán)形平面的接觸表面，其配備有可以被壓到構(gòu)件的基質(zhì)材料中的離散的軸向突出部。這樣的突出部可以被徑向地向外布置在環(huán)形接觸表面處，即在其引起用于小尺寸的相對高的防止旋轉(zhuǎn)的位置處。突出部可以在最高的點(diǎn)處齊平或輕微地被倒圓角，使得它們不破壞復(fù)合材料的纖維增強(qiáng)物。中空元件優(yōu)選地不僅具有在凸緣部件處的環(huán)形平面的接觸表面，而且在該接觸表面內(nèi)徑向地設(shè)有優(yōu)選地被布置為與軸部件同心并且同樣具有提供防止旋轉(zhuǎn)的特征例如提供防止旋轉(zhuǎn)的肋部和/或提供防止旋轉(zhuǎn)的凹陷部的軸向環(huán)溝槽，優(yōu)選地在其的基部區(qū)域處。這種類型的設(shè)計(jì)特別地對于材料在孔邊緣的區(qū)域中的良好積聚以及對于良好的防止旋轉(zhuǎn)起作用，而沒有在中空元件的附接的區(qū)域中對構(gòu)件的弱化。中空尖端可以通過不破壞螺紋的輕壓配合或通過弱粘結(jié)結(jié)合或通過磁力保持在通路中。以這種方式確保中空元件與輔助性尖端的組合體在運(yùn)輸、操縱和處理期間被保持在一起，直到輔助性尖端被有意地移除，這可以然后容易地發(fā)生。當(dāng)輔助性尖端具有可以被引入中空元件的通路中的圓柱形區(qū)域并且具有在圓錐形會聚的尖端和圓柱形區(qū)域之間的可以在構(gòu)件的穿透之前被帶進(jìn)緊貼軸部件的自由端或鉚釘節(jié)段的自由端接合的環(huán)肩部時(shí)，是特別地有利的。該輔助性尖端可以在縱向軸線的方向從軸部件的自由端或鉚釘元件的自由端引入通路中并且然后輔助性尖端被支撐在所述自由端處。當(dāng)中空元件在具有相應(yīng)于或在某種程度上小于軸部件的或鉚釘部件的外徑的最大直徑的圓錐形會聚的尖端后方通過頸部合并進(jìn)入被接收在螺紋圓柱中或通路中的較小直徑的一部分時(shí)，是特別地有利的。使用這種設(shè)計(jì)，當(dāng)頸部的曲率不同地選自鉚釘節(jié)段的自由端的在間隙首先在那里存在的內(nèi)側(cè)處的形狀時(shí)，輔助性尖端還可以用于鉚釘珠的形成。在縱向軸線的方向以及在朝向凸緣部件的方向上在輔助性尖端上施加力期間，該尖端可以然后相對于軸部件或相對于鉚釘節(jié)段軸向地位移，由此間隙被至少近似地關(guān)閉并且鉚釘節(jié)段被徑向地向外偏斜并且再成形為鉚釘珠。以這種方式，專門的鉚釘模具不是必需的并且附接過程可以被非常簡單地設(shè)計(jì)。在其中中空元件設(shè)有內(nèi)螺紋的可選擇的實(shí)施方案中，輔助性尖端可以具有被旋接到內(nèi)螺紋中的外螺紋。其中輔助性尖端被形成為可從凸緣側(cè)過來地引導(dǎo)穿過中空元件的通路的前期打孔器(preceding hole punch)的設(shè)計(jì)是同樣可能的。打孔器，即具有孔穿透尖端的打孔器，可以被反復(fù)地重復(fù)使用并且不需要向每個(gè)中空元件提供分別的輔助性尖端。特別地推薦的是其中元件的中空軸部件的自由端或鉚釘節(jié)段的自由端具有與所使用的輔助性尖端的圓錐形形狀匹配的圓錐形會聚的形狀的實(shí)施方案。以這種方式，穿透工作的一部分可以被從中空元件的凸緣側(cè)過來穿過所述通路的相對小的輔助性尖端進(jìn)行，而穿透工作的其他部分被軸部件的或鉚釘節(jié)段的圓錐形會聚的形狀進(jìn)行。本實(shí)施方案還有利于從凸緣側(cè)過來地被引導(dǎo)穿過所述通路的可重復(fù)使用的前期孔穿透尖端的使用。在另外的實(shí)施方案中，輔助性尖端可以具有在圓錐形會聚區(qū)域后方的發(fā)散的彈簧盆心(diverging spring tongue),發(fā)散的彈簧盆心以發(fā)散的形狀在相應(yīng)于軸部件的自由端的外徑或軸部件的或鉚釘節(jié)段的自由端的圓錐形會聚的形狀的自由端面的外徑的直徑處結(jié)束，其中彈簧岔心能夠在構(gòu)件的穿透之后被向內(nèi)壓動(dòng)。以這種方式，可以提供從輔助性尖端的圓錐形會聚區(qū)域至軸部件的或鉚釘節(jié)段的圓錐形會聚區(qū)域的平緩過渡。在這一點(diǎn)上，輔助性尖端可以具有在后部的圓柱形延伸部，其被引導(dǎo)在被布置和旋接到中空元件的通路中的中空插入部中。以這種方式，輔助性尖端可以被穩(wěn)定地引導(dǎo)并且中空插入部或?qū)蜉S套可以支撐彈簧岔心。中空元件還可以與導(dǎo)致中空元件與輔助性尖端一起軸向運(yùn)動(dòng)和/或?qū)е螺o助性尖端單獨(dú)軸向運(yùn)動(dòng)的工具組合使用，工具選自包括壓力機(jī)、安裝頭、機(jī)器人、鉗子、具有動(dòng)力氣缸的C形框架的組，并且其中構(gòu)件優(yōu)選地在穿透期間被獨(dú)立地支撐或被支撐在沖模母模例如鉚接模上。此外，中空元件可以與加熱器配合地使用，加熱器把構(gòu)件在穿透的區(qū)域中加熱至取決于基質(zhì)材料的溫度(matrix material dependenttemperature),在該溫度，復(fù)合材料的基質(zhì)材料不熔融而是軟化或成為漿狀，例如當(dāng)材料是PA6時(shí)加熱至260°C的溫度。本發(fā)明將參照實(shí)施方案并且參照附圖在下文中更詳細(xì)地解釋，在附圖中示出了:

圖1A-1E是以具有輔助性尖端的螺母元件形式的第一中空元件的圖示，并且實(shí)際上在從上方的透視圖中(圖1A)、在從下方的透視圖中(圖1B)、在從下方的平面圖中(圖1C)、在被在縱向方向部分地剖視的圖示中(圖1D)以及在從上方的平面圖中(圖1E)，圖2A-2E是圖1A至IE的具有輔助性尖端的中空元件附接由復(fù)合材料組成的構(gòu)件，并且實(shí)際上在以下部分剖開的圖示中:構(gòu)件的截面(圖2A)、構(gòu)件被輔助性尖端的穿透(圖2B)、相似于圖2B的圖(然而在其中中空元件的鉚釘節(jié)段已經(jīng)進(jìn)入構(gòu)件的孔區(qū)域中)(圖2C)、為了把中空螺母元件的鉚釘節(jié)段形成為鉚釘珠的沖模母模的使用(圖2D)以及由中空元件被鉚接于其的構(gòu)件組成的已完成的構(gòu)件組件(圖2E)，圖3A-3E是相應(yīng)于圖1A-1E的一系列的圖的一系列的圖，具有輔助性尖端的可選擇的實(shí)施方案，圖4A-4D是用于圖示根據(jù)圖3A-3E的中空元件附接到相應(yīng)于圖2A-2E的一系列圖的圖2A、2B、2C和2E的圖示的構(gòu)件的附接的一系列的圖，圖5A-5E是另外的相應(yīng)于圖1A-1E的圖，但是不具有輔助性尖端并且具有鉚釘節(jié)段的特別的形狀，圖6A-6C是用于根據(jù)圖5A-5E的螺母元件附接由復(fù)合材料組成的構(gòu)件的、使用以具有尖端的旋入銷釘形式的輔助性尖端的第一變化形式的圖示，并且實(shí)際上在第一圖示中，其中圖5A-5E的中空元件被布置為具有在構(gòu)件上方的輔助性尖端(圖6A)，其中具有輔助性尖端的中空元件已經(jīng)被壓動(dòng)穿過構(gòu)件，達(dá)到使得鉚釘節(jié)段的具有特別形狀的區(qū)域被定位在構(gòu)件中的程度的圖示(圖6B)，以及具有由被鉚接于構(gòu)件的中空元件組成的已完成的構(gòu)件組件的圖示(圖6C)，圖7A-7C是另外的相似于圖6A-6C—系列圖的一系列圖,但是具有可選擇的輔助性尖端的圖示，以及圖8A-8E是用于根據(jù)圖1A-1E的螺母元件附接已經(jīng)被預(yù)穿透的由復(fù)合材料組成的構(gòu)件的可選擇的可能性。首先參照圖1A-1E，示出了以具有凸緣部件102和遠(yuǎn)離凸緣部件延伸的軸部件104的螺母元件100形式的中空元件的第一實(shí)施例。軸部件104在此被形成為鉚釘節(jié)段106。螺母元件100還具有被布置為與中空元件的中心縱向軸線110同心的中央通路108并且設(shè)有螺紋圓柱112。如特別地從圖1C和ID可見的，螺母元件100具有在凸緣部件102的毗鄰于軸部件的該側(cè)處的環(huán)形接觸表面114并且環(huán)溝槽116被定位為徑向地在該接觸表面114內(nèi)并且圍繞軸部件104。在此在橫截面中近似矩形的溝槽116的基部區(qū)域中，具有提供抵抗旋轉(zhuǎn)的肋部118，其完全地橋接環(huán)溝槽116的基部區(qū)域。肋部118是在高度上比溝槽116的從環(huán)形接觸表面114的深度小的。環(huán)溝槽向環(huán)形接觸表面114的過渡在此被示出為具有圓形邊緣。用于這樣的環(huán)溝槽的其他形狀是在片材金屬加工的領(lǐng)域中以及從本申請的專利申請熟知的并且可以被如期望地使用。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不以任何方式被限于根據(jù)圖1A至IE的或根據(jù)本申請的其他附圖的螺母元件100的使用，而是可以考慮具有為了權(quán)利要求1中的中空元件所提出的基本設(shè)計(jì)的所有中空元件。即，本發(fā)明可以還使用或?qū)崿F(xiàn)所有這樣的元件。此外，平面圖中的較小的凸起部分120位于環(huán)形接觸表面114上并且優(yōu)選地在它們的上側(cè)處被齊平。在根據(jù)圖1D的圖示中在凸緣102上方具有圓柱形突出部122，其中螺紋112的一部分被形成在該突出部122內(nèi)，并且另外的部件位于凸緣部件102的區(qū)域中。圓柱形突出部122合并到凸緣部件102中但是具有比軸部件102小的直徑，由此產(chǎn)生了與中心縱向軸線110同心的環(huán)形表面124。該表面124圖示所謂的受驅(qū)動(dòng)表面，即當(dāng)元件被結(jié)合入構(gòu)件中時(shí)壓力可以被施加在其上而不存在螺紋被施加的力變形或元件被以其他的方式破壞的危險(xiǎn)的表面。如圖1A-1B中所示的元件的大體的形狀是本來以公司ProfilVerbindungstechnik GmbH&C0.KG的RND元件的形式已知的，除了具體的尺寸并且尤其是寬的接觸表面114以及在環(huán)形接觸表面114上向外的小的凸起部分102，這些在此提供良好的抵抗旋轉(zhuǎn)能力。凸緣部件102具有近似球狀的形狀，這是對于RND元件來說同樣是已知的。圖1A-1E的螺母元件100被輔助性尖端126補(bǔ)充，這可以從圖1D最好地看到。注意到，該輔助性尖端具有會聚至在前端部處的點(diǎn)的圓錐形的前部尖端部件128。圓錐形的尖端在其的距點(diǎn)遠(yuǎn)的端部合并到圓形頸部129中，圓形頸部129的最小尺寸相應(yīng)于節(jié)段106的圓柱內(nèi)徑。頸部129經(jīng)過環(huán)形階梯131合并到圓柱形的節(jié)段133中，圓柱形的節(jié)段133具有在螺紋圓柱112內(nèi)的輕壓配合或被磁力保持在那里。因此尖端不可能丟失。在本實(shí)施方案中，輔助性尖端126被從軸部件104的自由端，即鉚釘節(jié)段106的自由端的一側(cè)插入通路108中，使得輔助性尖端的圓錐形會聚區(qū)域180從軸部件的自由端或鉚釘節(jié)段106的自由端突出?？吹?，輔助性尖端126的圓錐形會聚區(qū)域128的最寬直徑具有與鉚釘節(jié)段106的外徑相同的直徑。上文描述的具有輔助性尖端的中空鉚釘元件到由復(fù)合材料構(gòu)成的構(gòu)件的附接將參照圖2A-2E的一系列的圖更詳細(xì)地描述。圖2A首先在部分截面的圖示中示出了復(fù)合材料的構(gòu)件130的截面。構(gòu)件可以是三維構(gòu)件，例如以翼或阻尼器或操縱臺或類似物的形式，其中僅構(gòu)件的平坦的區(qū)域被在此示出，但是不重要的是區(qū)域是絕對地筆直的，而是其還可以是在螺母元件100的附接的區(qū)域中具有略微曲率的構(gòu)件。由螺母元件100和輔助性尖端126組成的組合體借助于前部的尖端126壓緊構(gòu)件130并且尖端被壓動(dòng)穿過構(gòu)件，如可以首先在圖2B中看到的。以這種方式，孔132出現(xiàn)在構(gòu)件130中，并且被借助于尖端位移的材料在構(gòu)件130的下側(cè)處以及在上側(cè)處以被增厚的部分134和136的形式積聚，如圖2C中所示的。在圖2C中，還可以看到，鉚釘節(jié)段現(xiàn)在幾乎被完全地接收在孔132中。此外，在圖2C中可以看到具有接收尖端的圓錐形凹陷部144以及中央通路142的沖模母模140。在螺母元件100的進(jìn)一步向下導(dǎo)向的運(yùn)動(dòng)期間，輔助性尖端126，即其的圓錐形會聚區(qū)域128，開始緊貼沖模母模140的圓錐形凹陷部144的整個(gè)面積進(jìn)行接觸并且環(huán)形接觸表面114開始緊貼構(gòu)件130的上側(cè)進(jìn)行接觸。此外，沖模母模140的平面的上端面146開始與構(gòu)件130的下側(cè)接觸，如圖2D中所示的。通過螺母元件100朝向沖模母模140的相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，位于凸起部分134和136的區(qū)域中的材料被遷移或位移，使得其完全地填充滿環(huán)溝槽116并且開始緊貼提供防止旋轉(zhuǎn)的肋部116進(jìn)行完全的面積接觸。此外，提供防止旋轉(zhuǎn)的鼻部120被壓到構(gòu)件130的上側(cè)中。此外，通過螺母元件100的這種朝向沖模母模的運(yùn)動(dòng)，輔助性尖端126被向下地壓動(dòng)，由此頸部129把鉚釘節(jié)段106再成形為鉚釘珠150，如在圖2D中和在圖2E中示出的。當(dāng)中空元件具有在圓錐形會聚的尖端后方的相應(yīng)于軸部件的外徑或鉚釘節(jié)段的外徑或在某種程度上更小的最大直徑并且經(jīng)過頸部合并到較小直徑的被接收在螺紋圓柱中或通路中的節(jié)段中時(shí)，是特別地有利的。使用這種設(shè)計(jì)，如已經(jīng)提到的，輔助性尖端還可以對于鉚釘珠的形成起作用，特別是當(dāng)頸部的曲率被選擇為不同于鉚釘節(jié)段的自由端的在間隙在其初始地存在的徑向內(nèi)側(cè)處的形狀時(shí)。在力于縱向軸線的方向在輔助性尖端上的施加期間，在朝向凸緣部件的方向，該輔助性尖端可以被相對于軸部件，即相對于鉚釘節(jié)段，軸向地位移，由此間隙被初始地近似地關(guān)閉并且鉚釘節(jié)段被徑向地向外偏斜并且再成形為鉚釘珠。當(dāng)頸部具有與鉚釘節(jié)段自由端的內(nèi)側(cè)相同的形狀時(shí)，最終是足夠的，使得不存在間隙，因?yàn)轭i部的半徑也可以是足夠的，以導(dǎo)致鉚釘珠的形成。因此專門的鉚接模不是必需的并且附接過程可以是非常簡單的。沖模母模和輔助性尖端然后可以被移除并且由被鉚接于復(fù)合物構(gòu)件130的螺母元件100組成的已完成的構(gòu)件組件然后被形成，如圖2E中所示的。注意，圖2E中的構(gòu)件130的下側(cè)152位于一個(gè)平面中，至少在螺母元件100的區(qū)域中。以這種方式，提供平面的旋接上的表面，使得另外的構(gòu)件(未示出)可以被從下側(cè)并且實(shí)際上借助于被旋接穿過另外的構(gòu)件并且穿過鉚釘珠進(jìn)入螺母元件100的螺紋112的螺栓元件而旋接至構(gòu)件130上。當(dāng)在本說明書中提到“下側(cè)”和“上側(cè)”、“下方”和“上方”或類似詞語時(shí)，這種指代的方式僅涉及到幾何圖示并且不代表任何對幾何布置的約束。例如，將是直接地可能的是，當(dāng)構(gòu)件130的局部平面具有相應(yīng)地傾斜的位置時(shí)，把從下方過來的螺母元件100固定至構(gòu)件130上或固定在任何期望的傾斜位置中。根據(jù)圖2A-2E的一系列的圖的復(fù)合物構(gòu)件的穿透根據(jù)構(gòu)件130的基質(zhì)材料是軟的或漿狀的所在的溫度而發(fā)生，例如對于PA6(聚酰胺6)在260°C。因?yàn)闃?gòu)件在這種狀態(tài)中是軟的，所以為了把尖端壓動(dòng)穿過構(gòu)件所需要的力是相對小的并且構(gòu)件的特別的支撐器不是絕對地必需的。代替地，構(gòu)件可以，可以說，被獨(dú)立地穿透。在另一個(gè)方面，也可以在穿透期間把構(gòu)件支撐在相應(yīng)的沖模母模上，例如在在本申請人的具有代理人案卷號P10447PDE的同時(shí)提交的專利申請中示出的沖模母模上，P10447PDE的內(nèi)容成為本申請的內(nèi)容的一部分。在下文將描述本發(fā)明的另外的實(shí)施方案并且在該另外的描述中，相同的參考數(shù)字將被用于已經(jīng)被描述的特征或功能。應(yīng)當(dāng)理解，上文的描述也適用于該另外的實(shí)施方案，除非做了相反的聲明。因此，描述將不被不必要地重復(fù)。圖3A-3E示出了與圖1A-1E的圖中相同的螺母元件100，但是在此不同的輔助性尖端126被使用?？吹?，特別是從圖3D，輔助性尖端126的圓錐形會聚區(qū)域128再次會聚于一點(diǎn)，但是在此具有相應(yīng)于中空鉚釘節(jié)段106的圓柱形部件的內(nèi)徑的最大直徑。該直徑經(jīng)過環(huán)形階梯160合并到被旋接入中空螺母元件100的內(nèi)螺紋112中的螺紋部件162中。根據(jù)圖3A-3E，螺母元件100與輔助性尖端126的組合體向構(gòu)件130的附接以與根據(jù)圖1A-1E的組合的附接相似的方式發(fā)生，其中該附接在圖4A-4D中專門地示出。因?yàn)檩o助性尖端126的圓錐形會聚區(qū)域128的最大直徑相應(yīng)于中空鉚釘節(jié)段的內(nèi)徑，所以穿透部分地通過輔助性尖端的圓錐形會聚區(qū)域并部分地受鉚釘節(jié)段的自由端來實(shí)現(xiàn)。然而這是沒有問題的，因?yàn)殂T釘節(jié)段在其的自由端處被倒圓角并且能夠在穿透的實(shí)施期間幫助輔助性尖端128的圓錐形會聚區(qū)域128并且能夠約束復(fù)合物構(gòu)件中的被穿透的孔的最終的擴(kuò)張。當(dāng)輔助性尖端128的圓錐形會聚區(qū)域128和鉚釘節(jié)段106的自由端面之間的略微的斷開連接導(dǎo)致向下的材料位移時(shí)，這是非關(guān)鍵的，因?yàn)樵摬牧闲纬杀辉龊竦牟糠?34的一部分并且最終被再次地向上壓動(dòng)并且被沖模母模140平坦化。當(dāng)具有鉚釘節(jié)段的螺母元件已經(jīng)被壓到構(gòu)件中遠(yuǎn)至足以使圖4C的狀態(tài)被實(shí)現(xiàn)時(shí)，則構(gòu)件借助于被從下方放置的沖模母模在其下側(cè)152處被支撐并且螺母元件100被從上方壓動(dòng)至沖模母模140上。沖模母模的自由端146在此還壓緊構(gòu)件的自由端面152，并且其把凸起部分134和136的材料位移到螺母元件100的環(huán)溝槽中并且把構(gòu)件的下側(cè)壓平。與圖2A-2E的圖示不同的，沖模母模140在此設(shè)有圍繞沖模母模的中央通路142延伸并且被布置為與縱向軸線110同心的環(huán)形鼻部166。該通路142具有相應(yīng)于輔助性尖端126的最大直徑的或略微更大的內(nèi)徑。環(huán)形鼻部166在中空鉚釘節(jié)段104的內(nèi)側(cè)處接合，被鉚釘節(jié)段的自由端的曲線形狀幫助并且把鉚釘節(jié)段106擴(kuò)大為鉚釘珠150，如在圖4D中示出的。在此，根據(jù)參考數(shù)字152的平面的旋接上的表面也產(chǎn)生。在構(gòu)件130和中空螺母元件100之間的鉚釘連接完成之后，得到與圖2E的構(gòu)件組件相同的構(gòu)件組件，如圖4D中所示的。在此是自然地必需的是，再次地旋開輔助性尖端126，使得根據(jù)圖4D的構(gòu)件組件采用最終的形式并且另外的構(gòu)件可以被旋接至平面的旋接表面152上，如參照上文的實(shí)施方案描述的。也在該實(shí)施方案中，附接在升高的溫度發(fā)生，使得復(fù)合材料的基質(zhì)材料是軟的或漿狀的和/或可以被帶進(jìn)與螺母元件100的形式上適合的互鎖，而不破壞纖維增強(qiáng)。在此，應(yīng)當(dāng)聲明，在此處描述的所有的實(shí)施方案中，輔助性尖端的使用也是有利的，因?yàn)榧舛嗽跇?gòu)件130的穿透期間不破壞纖維或破壞僅幾個(gè)纖維。代替地，其更多地使纖維位移，由此不僅在圍繞所穿透的孔的區(qū)域中產(chǎn)生構(gòu)件的被增厚的部分，以及在螺母元件的形式上適合的附接區(qū)域中產(chǎn)生高濃度的增強(qiáng)纖維，而且纖維還經(jīng)歷一定的伸展，使得附接到螺母元件100的區(qū)域中的復(fù)合材料具有永久的壓縮應(yīng)力，這是對于防止疲勞裂化來說是有利的。此外，在此，可以說，螺母元件的附接可以被獨(dú)立地進(jìn)行，即構(gòu)件130不被支撐或僅被以簡單的方式和手段支撐，或在支撐器的輔助下被支撐，支撐器可以被形成為沖模母模并且實(shí)際上如根據(jù)本申請人的具有代理人案卷號P10447PDE的同時(shí)地提交的專利申請?jiān)谏衔拿枋龅?。完全可能的是，借助于自?dòng)供入系統(tǒng)把螺母元件100與輔助性尖端一起供應(yīng)至構(gòu)件130。這可以例如使用用于RND元件的附接到片材金屬部件的本來已知的安裝頭進(jìn)行。以與RND安裝頭相似的方式，構(gòu)件130可以被引入壓力機(jī)中并且可以被支撐在壓力機(jī)的下部工具上或在合適的沖模母模上。具有向前的輔助性尖端126的螺母元件100在壓力機(jī)關(guān)閉時(shí)被由壓力機(jī)的上部工具攜帶的安裝頭或被壓力機(jī)的中間板附接于構(gòu)件。然而，在此使用壓力機(jī)不是必須的，而是可以使用安裝頭，例如在手扳壓機(jī)的類型中或在相似于柱式鉆機(jī)(鉆床)的設(shè)備中(沒有安裝頭的旋轉(zhuǎn))，因?yàn)闃?gòu)件130的軟狀態(tài)不產(chǎn)生任何必需的高的穿透力。螺母元件還可以借助于機(jī)器人，或在配備有動(dòng)力氣缸的C形框架中，或借助于合適的鉗子，或以其他的方式被附接于構(gòu)件130。螺母元件100的另外的實(shí)施方案在圖5A-5E中示出。圖5A-5E的螺母元件100不同于之前描述的螺母元件，僅在于鉚釘節(jié)段已經(jīng)被成形作為截圓錐，即鉚釘節(jié)段106在此具有圓錐形會聚區(qū)域180。這種形狀是特別地有利的，因?yàn)殂T釘節(jié)段106的截圓錐區(qū)180可以被用于穿透過程的一部分。例如，圖6A-6C示出了以沒有螺紋的螺栓狀銷釘182形式的輔助性尖端可以如何被壓動(dòng)穿過中空螺母元件100的中央通路108以及實(shí)際上從螺母元件100的距鉚釘節(jié)段遠(yuǎn)的側(cè)壓動(dòng)。以這種方式，引導(dǎo)至在自由端處的點(diǎn)的輔助性尖端126的圓錐形會聚區(qū)域128突出超出鉚釘節(jié)段的圓錐形區(qū)域180的自由端并且代表圓錐形區(qū)180的圓錐形的表面的延伸部。僅在從圓錐形會聚區(qū)域128至圓錐形區(qū)180中的過渡處存在小的不連續(xù)。圖4B然后示出了兩個(gè)圓錐形區(qū)域即128和180如何被同時(shí)地(或緊鄰地相繼地)使用以穿透構(gòu)件130。如圖6B中所示的，具有環(huán)形鼻部166的沖模母模被使用。以與根據(jù)圖4A-4D的實(shí)施方案相似的方式，該環(huán)形鼻部166能夠接合鉚釘節(jié)段的圓錐形區(qū)的內(nèi)側(cè)并且能夠把其形成為鉚釘珠150，如在圖6C中示出的。在此，鉚釘節(jié)段的自由端的圓形端面也幫助與環(huán)形鼻部166的接合，環(huán)形鼻部166如之前描述的具有在外側(cè)處的傾斜的表面，這幫助鉚釘節(jié)段的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)和鉚釘珠150的形成。當(dāng)使用根據(jù)圖6A-6C的實(shí)施方案時(shí)，螺母元件100還可以借助于安裝頭被供應(yīng)，并且在此壓力不僅被施加在螺母元件100的受驅(qū)動(dòng)表面124上而且還，或代替其地，施加在螺栓狀輔助性尖端126的頭部部分的端面186上。在根據(jù)圖6C的構(gòu)件組件的完成之后，輔助性尖端被向上從構(gòu)件組件取出。其他未示出的可能性包括使用被形成為前期打孔器的輔助性尖端。這樣的前期打孔器在片材金屬加工的領(lǐng)域中使用以把中空的功能元件鉚接于片材金屬部件并且具有在那里的以至少實(shí)質(zhì)上相應(yīng)于前期打孔器直徑的直徑穿刺來自片材金屬部件的穿透小塊(piercing slug)的任務(wù)。其進(jìn)而相應(yīng)于被容納在功能元件中的螺紋圓柱的內(nèi)徑。然而現(xiàn)有技術(shù)中的這樣的前期打孔器具有平面的端面，因?yàn)槿藗兘柚诖蚩灼鲝钠慕饘俨考懈畛鰣A形的穿透小塊。在功能元件使用前期打孔器附接片材金屬部件期間，前期打孔器在壓力機(jī)的與用于螺母元件鉚接片材金屬部件的同一個(gè)沖程中被壓動(dòng)穿過螺母元件的中心并且穿過片材金屬部件。在完成穿透之后，螺母元件的鉚接節(jié)段把片材金屬部件形成為圓錐形地向下導(dǎo)向的軸環(huán)。鉚釘節(jié)段的自由端最終穿過在軸環(huán)的自由端處的開口并且被鉚接模向外圍繞軸環(huán)的自由端造珠(beaded over),鉚接模同時(shí)用作穿透模具，以形成鉚接連接。在前期打孔器或，更精確地說，前期穿透尖端的用于本發(fā)明的使用中，穿透尖端被確定地以相似的方式運(yùn)動(dòng)，但是配備有在其的自由端處的、會聚至一點(diǎn)并且作為輔助性尖端操作并且不產(chǎn)生任何穿透小塊的圓錐形會聚區(qū)域128。代替地，其通過構(gòu)件130的材料的位移形成相應(yīng)的孔132。使用這樣的前期打孔器與穿透尖端是有利的，因?yàn)榇罅康臉?gòu)件可以使用同一個(gè)打孔器進(jìn)行穿透，而當(dāng)使用具有之前描述形式的輔助性尖端時(shí)，被稱為輔助性尖端的部件必須在每次穿透之后被從相應(yīng)的元件移除并且可能被作為廢物棄去或在某種努力下可能被重復(fù)使用。另外的使用圖5A-5E的元件的可能性在圖7A-7C中示出。根據(jù)圖7A-7C的輔助性尖端126具有兩部分設(shè)計(jì)，其不僅包括具有圓錐形會聚區(qū)域128的實(shí)際部件，而且還包括圓柱部件200，圓柱部件200通過輕壓配合引入通路108中或以其他的方式被定位在那里，例如借助于把螺母元件供應(yīng)至構(gòu)件130的安裝頭(未示出)。圓柱部件200用作用于“前”輔助性尖端126的圓柱形的軸部件202的引導(dǎo)器。在前輔助性尖端126的圓錐形會聚區(qū)域128后方具有中空圓柱形區(qū)204，軸部件202的下端部被接收在中空圓柱形區(qū)204中，例如借助于在軸部件202的下端部處的外螺紋和在前輔助性尖端126的圓柱形區(qū)204中的內(nèi)螺紋。然而，這種類型的螺紋連接不是必須的，而且其可以是膠接結(jié)合的連接或壓配合，并且軸部件202還可以是與前輔助性尖端126一體的。在圓錐形會聚區(qū)域128后方并且在圖示的形式中在優(yōu)選地提供的圓柱形區(qū)204后方，輔助性尖端具有發(fā)散的彈簧岔心206。這些發(fā)散的彈簧岔心206以發(fā)散的形狀延伸，從圓柱形區(qū)204的直徑或從輔助性尖端126的圓錐形會聚區(qū)域128的最大直徑開始，在相應(yīng)于鉚釘節(jié)段106的圓錐形會聚區(qū)域180的外徑的直徑處結(jié)束。如可以從圖7A和7B容易地理解的，構(gòu)件130的穿透初始地通過尖端的會聚至一點(diǎn)的圓錐形會聚區(qū)域128，并且然后通過彈簧岔心206的發(fā)散形狀，并且最終通過鉚釘節(jié)段106的圓錐形區(qū)180來進(jìn)行。在構(gòu)件130的穿透之后或期間，輔助性尖端126的前端部在以與圖6B的沖模母模140相同的方式設(shè)有環(huán)形鼻部166的沖模母模140的中央通路142中引導(dǎo)。彈簧岔心206通過前輔助性尖端126的軸部件202相對于圓柱形引導(dǎo)器200的軸向運(yùn)動(dòng)而從其釋放。在穿過沖模母模140的中空通路142的進(jìn)一步的運(yùn)動(dòng)期間，彈簧岔心被從根據(jù)圖7A的發(fā)散形狀壓動(dòng)到根據(jù)圖7B的軸向地平行的位置中。以這種方式，鉚釘節(jié)段104的自由端被暴露于沖模母模140的環(huán)形鼻部166，達(dá)到使得環(huán)形鼻部166可以作用于鉚釘節(jié)段的內(nèi)側(cè)并且把其徑向地向外變形為鉚釘珠的程度。換句話說，沖模母模140，即其的環(huán)形鼻部166，還在本實(shí)施例中起作用以把鉚釘節(jié)段106的圓錐形區(qū)域180形成為鉚釘珠150，如在圖7C中示出的。輔助性尖端126與導(dǎo)向軸套200和軸部件202現(xiàn)在可以共同地被向下地穿過沖模母模的中央通路108完全移除并且被重復(fù)使用。然而，甚至更有利的是，把輔助性尖端126與導(dǎo)向軸套200和軸部件202 —起從由螺母元件100和構(gòu)件130組成的已完成的構(gòu)件組件穿過螺母元件100的中空通路108向上拉出，這可以借助于安裝頭實(shí)現(xiàn)。因?yàn)椴考?26、200和202被布置在安裝頭中并且可以在附接過程的某些階段中在與安裝頭一起使用的工具(例如壓力機(jī))的單個(gè)工作沖程期間被運(yùn)動(dòng)，并且可以在其他的階段中被相對于安裝頭以及相對于彼此運(yùn)動(dòng)(即在一個(gè)方面導(dǎo)向軸套200的相對運(yùn)動(dòng)并且在另一個(gè)方面前輔助性尖端126與軸部件202 —起相對運(yùn)動(dòng))，所以完全自動(dòng)化的過程可以被實(shí)施。因此輔助性尖端126與導(dǎo)向軸套200和軸部件202 —起可以被引入通過本來已知的供應(yīng)手段供應(yīng)至安裝頭的新螺母元件100的中央通路108中，以用于更新的使用。僅當(dāng)鉚釘珠15已經(jīng)被形成時(shí)，輔助性尖端，即部件126、200和202，可以借助于安裝頭被簡單地向上從螺母元件取出。沖模母模確保彈簧岔心保持其軸向地平行的位置，在該位置中它們位于具有小于螺紋圓柱112內(nèi)徑的直徑的假想圓柱體內(nèi)。因此具有部件200和202的輔助性尖端126可以被直接地向上從元件拉出。這是特別地有利的，因?yàn)橐患?、兩件式或三件式的輔助性尖端(取決于具體的設(shè)計(jì))可以以與前期打孔器相似的方式被重復(fù)使用。在本變化形式中，鉚釘節(jié)段的圓錐形區(qū)180也對穿透操作有貢獻(xiàn)。然而圖7A和7B的輔助性尖端126也可以與沒有圓錐形區(qū)180的鉚釘節(jié)段共同使用。同樣可設(shè)想的是，把根據(jù)圖7A和7B的輔助性尖端制造成單件式(未示出)。然而，當(dāng)圖7A中的導(dǎo)向軸套200可以被相對于前輔助性尖端向下地壓動(dòng)至相對于螺母元件和相對于前輔助性尖端126的軸向位置時(shí)，兩件式設(shè)計(jì)是有利的。以這種方式，在導(dǎo)向軸套200的下端部處的圓錐形區(qū)可以把彈簧岔心向外壓動(dòng)，或把它們支撐在它們的向外彈簧支撐位置中并且把它們保持在或把它們帶至相應(yīng)于在鉚釘節(jié)段106的圓錐形區(qū)域180的自由端區(qū)域處直徑的直徑。以這種方式，提供從前部尖端的圓柱形區(qū)域204至鉚釘節(jié)段的圓錐形區(qū)域180直徑的平緩過渡，這是對于孔形成有利的。然而導(dǎo)向軸套200不是絕對地必須的，輔助性尖端126的軸部件202可以被在螺母元件的中央通路108中直接地引導(dǎo)并且彈簧岔心的自由端可以被支撐在鉚釘節(jié)段的自由端處，如果這樣的支撐是完全必需的并且彈簧岔心的固有剛度本身不足以防止在孔形成期間彈簧岔心徑向向內(nèi)明顯彈性的偏轉(zhuǎn)的話。指出，根據(jù)圖1A-1E的螺母元件還可以在沒有輔助性尖端的情況下被附接在被以其他的方式預(yù)穿透的構(gòu)件130中，如在圖8A至8E的一系列的圖中示出的。簡單地說，構(gòu)件130在圖8A中借助于尖的尖端24被預(yù)穿透并且其然后具有根據(jù)圖SB的預(yù)穿透狀態(tài)。然后，具有向前的鉚釘節(jié)段的螺母元件100被從上方插入穿過構(gòu)件130的孔132，并且鉚釘節(jié)段借助于從根據(jù)圖8D的下方過來的沖模母模被再形成為鉚釘珠，并且兩個(gè)凸起部分134和136被同時(shí)地壓碎，使得在那里存在的材料流入環(huán)溝槽中并且被帶動(dòng)為平坦地緊貼構(gòu)件130的內(nèi)側(cè)152并且在環(huán)溝槽116內(nèi)與提供防止旋轉(zhuǎn)的肋部118接觸，其中提供防止旋轉(zhuǎn)的鼻部120同時(shí)壓入構(gòu)件130的表面中。本實(shí)施方案中的沖模母模140不需要中央通路并且鼻部166在此不是環(huán)形的而是柱狀的。根據(jù)圖8E的結(jié)果也相應(yīng)于上文的根據(jù)圖2E、4D、6C和7C的結(jié)果。進(jìn)一步指出，當(dāng)預(yù)穿透復(fù)合物構(gòu)件時(shí)，這種預(yù)穿透不僅可以借助于尖端被實(shí)施，而且也是可設(shè)想的是，實(shí)施鉆孔過程或穿刺過程，對于鉆孔過程或穿刺過程，構(gòu)件不一定必須被預(yù)加熱。也是可設(shè)想的是，在構(gòu)件的制造期間通過使用合適的模具提供在具有凸起部分134和136的構(gòu)件中的孔132。在所有的實(shí)施方案中，應(yīng)當(dāng)注意，中空元件不一定被形成為鉚釘元件。軸部件104不必須被形成為鉚釘節(jié)段106，而是螺母元件還可以具有壓入元件的形式，具有用于復(fù)合材料的材料形式上適合的接收的底切口，由此為了壓出所需要的阻力和/或所需要的防止旋轉(zhuǎn)被實(shí)現(xiàn)。這樣的底切口可以然后被形成在軸部件處和/或形成在軸部件和凸緣部件之間。這樣的設(shè)計(jì)對于在片材金屬加工的領(lǐng)域中壓動(dòng)元件是本來已知的。當(dāng)用于本發(fā)明目的的螺母元件是這樣的壓入元件時(shí)，然而，輔助性尖端被用于進(jìn)行穿透過程。上文給出的解釋還解釋了為什么在主權(quán)利要求中給出了軸部件和鉚釘節(jié)段之間的不同，以及鉚釘節(jié)段可以被形成在不可變形的或至少實(shí)質(zhì)上不可變形的軸部件的距凸緣部件遠(yuǎn)的端部處，使得軸部件和鉚釘節(jié)段二者都可以存在的事實(shí)。
權(quán)利要求
1.中空元件(100),例如中空鉚釘或螺母元件,所述中空元件(100)用于附接到由復(fù)合材料組成的構(gòu)件(130)，例如纖維增強(qiáng)塑料部件或織物增強(qiáng)塑料部件，其中所述元件具有凸緣部件(102)和遠(yuǎn)離所述凸緣部件延伸的軸部件(104)和/或鉚釘節(jié)段(106)，其中如果存在所述鉚釘節(jié)段(106)的話，所述鉚釘節(jié)段(106)還能夠被形成在所述軸部件(104)的自由端處，其中所述中空元件還具有中央通路(108)，所述中央通路(108)可選擇地設(shè)有螺紋圓柱(112)，其特征在于，所述中空元件(100)與輔助性尖端(126)組合地使用，所述輔助性尖端(126)被從所述元件的所述凸緣側(cè)插入穿過所述通路(108)或從所述鉚釘節(jié)段(106)的所述軸部件(104)的所述自由端的一側(cè)插入所述通路中，使得所述輔助性尖端(126)的圓錐形會聚區(qū)域(128)分別從所述軸部件的所述自由端或所述鉚釘節(jié)段的所述自由端突出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空元件，其特征在于，提供防止旋轉(zhuǎn)的特征(118、120)被設(shè)置在所述凸緣部件(102)的區(qū)域中以在所述中空元件(100)和所述構(gòu)件(130)之間形成防止旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中空元件，其特征在于，所述凸緣部件(102)設(shè)有環(huán)形的平面的接觸表面(114)，所述環(huán)形的平面的接觸表面(114)設(shè)有能夠被壓到所述構(gòu)件的基質(zhì)材料中的離散的軸向突出部(120)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中空元件，其中所述凸緣部件(102)設(shè)有環(huán)形的平面的接觸表面(114)并且具有徑向地在該接觸表面內(nèi)側(cè)的軸向環(huán)溝槽(116)，所述軸向環(huán)溝槽(116)優(yōu)選地被布置為與所述軸部件(104)同心，并且其中提供防止旋轉(zhuǎn)的特征，例如提供防止旋轉(zhuǎn)的肋部(118)和/或提供防止旋轉(zhuǎn)的凹陷部，被設(shè)置在所述軸向環(huán)溝槽的基部區(qū)域處。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中空元件，其特征在于，所述輔助性尖端(126)通過不破壞所述螺紋(112)的壓配合或通過弱粘結(jié)結(jié)合或通過所述通路中的磁力保持。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中空元件，其中中空元件(100)設(shè)有內(nèi)螺紋(112)，其特征在于，所述輔助性尖端(126)具有被旋接入所述內(nèi)螺紋(112)中的外螺紋(162)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中空元件，其特征在于，所述輔助性尖端(126)具有能夠被引入所述中空元件的所述通路(108)中的圓柱形區(qū)域(133)并且具有在所述圓錐形會聚的尖端(128)和所述圓柱形區(qū)域之間的環(huán)肩部，其中所述環(huán)肩部在所述構(gòu)件(130)的穿透之前能夠或達(dá)到與所述軸部件(104)的所述自由端或所述鉚釘節(jié)段(106)的所述自由端接觸。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中空元件，其特征在于，所述中空元件(100)具有在所述圓錐形會聚的尖端(128)后方的最大直徑，該最大直徑相應(yīng)于或在某種程度上小于所述軸部件(104)的或所述鉚釘節(jié)段(106)的外徑，并且經(jīng)過頸部(129)合并到被接收在所述螺紋圓柱(112)中或所述通路(108)中的具有較小直徑的部分(133)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的中空元件，其特征在于，所述輔助性尖端(126)被形成為前期打孔器，所述前 期打孔器能夠從所述凸緣側(cè)過來地被引入穿過所述中空元件(100)的所述通路(108)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中空元件，其特征在于，所述元件的所述中空軸部件(104)的所述自由端或所述鉚釘節(jié)段(106)的所述自由端具有與所使用的所述輔助性尖端(126)的圓錐形形狀匹配的圓錐形會聚的形式(180)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的中空元件，其特征在于，所述輔助性尖端(126)具有在所述圓錐形會聚區(qū)域(128)后方的發(fā)散的彈簧岔心(206)，所述發(fā)散的彈簧岔心(206)在其發(fā)散的形狀中結(jié)束在相應(yīng)于所述軸部件(104)的所述自由端的外徑或所述軸部件(104)的或所述鉚釘節(jié)段(106)的所述自由端的所述圓錐形發(fā)散形狀(180)的自由端面的直徑處，并且所述彈簧岔心(206)能夠在穿透所述構(gòu)件(130)之后被向內(nèi)壓動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的中空元件，其特征在于，所述輔助性尖端(126)具有在后部的被引導(dǎo)在中空插入部(200)中的圓柱形延伸部(202)，所述中空插入部(200)被引入布置或旋接入所述中空元件的所述通路中。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中空元件，其特征在于，所述中空元件(100)還與導(dǎo)致所述中空元件(100)與所述輔助性尖端(126) —起軸向運(yùn)動(dòng)的和/或?qū)е滤鲚o助性尖端單獨(dú)軸向運(yùn)動(dòng)的工具組合地使用，所述工具選自包括壓力機(jī)、安裝頭、機(jī)器人、鉗子、具有動(dòng)力氣缸的C形框架的組，其中所述構(gòu)件優(yōu)選地在所述穿透期間是獨(dú)立的或被支撐在沖模母模(140)上。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的中空元件，其特征在于，所述中空元件(100)與加熱器配合地使用，所述加熱器至少在所述穿透(102)的區(qū)域中至少局部地在所述中空元件附接的區(qū)域中把所述構(gòu)件(130)加熱至取決于基質(zhì)材料的溫度，在該溫度，所述復(fù)合材料的所述基質(zhì)材料不熔融而是軟化或成為漿狀，例如當(dāng)所述材料是PA6時(shí)加熱至260°C的溫度。
15.一種輔助性尖端(126)，其根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)被設(shè)計(jì)，用于與中空元件(100)組合地使用。
16.一種中空元件(100)，其根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)被設(shè)計(jì)，用于與輔助性尖端(126)組合地使用，或不同地不具有輔助性尖端。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于附接到包含復(fù)合材料的構(gòu)件的中空元件。提出了用于附接到由復(fù)合材料組成的構(gòu)件，例如纖維增強(qiáng)塑料部件或織物增強(qiáng)塑料部件的中空元件，例如中空鉚釘或螺母元件。元件具有凸緣部件和遠(yuǎn)離凸緣部件延伸的軸部件和/或鉚釘節(jié)段，其中鉚釘節(jié)段，如果存在的話，還能夠被形成在軸部件的自由端處，其中中空元件還具有中央通路，中央通路可選擇地設(shè)有螺紋圓柱。中空元件被與輔助性尖端組合地使用，輔助性尖端被從元件的凸緣側(cè)插入穿過通路或從鉚釘節(jié)段的軸部件的自由端的一側(cè)插入通路中，使得輔助性尖端的圓錐形會聚區(qū)域從軸部件的自由端或鉚釘節(jié)段的自由端突出。
文檔編號F16B37/06GK103216506SQ201310020659
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者奧利弗·迪爾, 理查德·漢弗伯特, 安德烈亞斯·倫巴赫, 克里斯蒂安·索瓦 申請人:形狀連接技術(shù)有限公司及兩合公司