專利名稱：緊固元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及所附權(quán)利要求1的前序部分所述的緊固元件。
背景技術(shù)：
受到不同方向上的較高應(yīng)力的機械部件通常利用兩類接頭連接，一方面是吸收剪切載荷的接頭，例如鉚釘，另一方面是吸收拉伸/壓縮載荷的接頭，例如螺紋接頭。由于在接頭中的螺紋和孔之間的間隙，所以現(xiàn)有的螺紋接頭具有有限的剪切載荷吸收能力。利用特殊工具可以消除該間隙，其中將孔精確加工，以提供對特殊螺紋的壓配合。這類接頭具有較高的組裝成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是生產(chǎn)一種緊固元件，它在不需要特殊組裝工具的情況下，將剪切載荷吸收能力和壓縮/拉伸載荷吸收能力組合在單類接頭中。
所述目的利用本發(fā)明所述的緊固元件實現(xiàn)，其特征來自所附權(quán)利要求1。
附圖描述下面，將借助實例并參照附圖更加詳細地描述本發(fā)明，其中附

圖1以側(cè)視圖示出了本發(fā)明所述緊固元件，附圖2示出了該緊固元件的端視圖，附圖3是沿著邊界線28的一部分的放大的部分剖視圖，附圖4示出了附圖3中該部分的備選實施例，附圖5示出了在安裝用于兩個部件的連接過程中的該緊固元件，而附圖6示出了處于最終安裝狀態(tài)的該緊固元件。
具體實施例方式
從附圖1中可以看到該緊固元件的結(jié)構(gòu)。在所示例子中，該緊固元件表現(xiàn)為螺釘或螺栓，其具有銷形導(dǎo)引通過部分1，該導(dǎo)引通過部分意于通過將要相互連接的部件中的一個或多個孔，和頭部2，該頭部被設(shè)計成在最終接頭中基本吸收緊固元件的縱向上的力，即在縱軸3方向上的力。出于該目的，該頭部具有接觸表面4，該接觸表面為環(huán)形，并方便地為扁平的，并沿徑向平面延伸到縱軸。該頭部還具有止擋面5，該止擋面背離接觸表面4，并被設(shè)計成容納用于將緊固元件驅(qū)動到一個或多個孔中的打擊，或者被設(shè)計成利用合適的工具在其轉(zhuǎn)動方向上固定緊固元件，例如利用凹頭螺釘鍵，該凹頭螺釘鍵可與接合部分6扭轉(zhuǎn)接合，以使該緊固元件圍繞縱軸3固定。
該導(dǎo)引通過部分1具有安裝部分7，該安裝部分被設(shè)計成延伸通過并安裝將要安置緊固元件的孔中。出于此目的，該安裝部分具有基本圓柱形的外殼表面8，該外殼表面的直徑與孔的尺寸精確匹配。根據(jù)本發(fā)明，該安裝部件具有切割加工凹槽9-20，其遍布于外殼表面，并在其一端處出現(xiàn)在安裝部分的邊緣部分21上，并以相對于緊固元件的縱軸3的角度51螺旋延伸，即相對于該縱軸具有斜度。在所述例子中，加工凹槽具有第一類凹槽，該第一類凹槽延伸過安裝部分7的大部分長度，并具有這樣的程度，使得該第一類加工凹槽一起覆蓋外殼表面8的整個圓周，即該第一類加工凹槽至少具有互相重疊的圓周程度。根據(jù)所述例子，除了該第一類加工凹槽9-14之外，還設(shè)置有下面稱為輔助凹槽的第二類加工凹槽15-20，該輔助凹槽具有相對定向的斜度，并具有比上述主凹槽短的程度。在所述例子中，該輔助凹槽在其一端22處以輕微侵入的方式連接到每個主凹槽上，并與相鄰主凹槽一起在其另一端23處出現(xiàn)在邊緣部分21上，以致于它們形成接頭凹槽口部24。該輔助凹槽的目的是，一方面防止緊固元件隨著它被拉入定位孔而轉(zhuǎn)動，即補償來自主凹槽的扭轉(zhuǎn)力，另一方面隨著加工定位孔的壁表面而與主凹槽配合。
除了具有短的傾斜斜角25的邊緣部分之外，安裝部分7還具有圓錐形漸縮部分26，該錐形漸縮部分位于圓柱外殼表面8下面并相對于縱軸3具有略微傾斜的角度27。錐形漸縮部分26在用虛線表示的邊界線28處轉(zhuǎn)化成圓柱形部分。在所述例子中，該邊界線28基本上位于每個主凹槽9-14和輔助凹槽15-20的分叉29處。
在安裝部分7下面，導(dǎo)引通過部分1具有緊固部分30，它意于固定在相對緊固元件中，如螺母中，該緊固部分30帶有螺紋并具有比安裝部分直徑小的直徑，從而使得該緊固部分可通過供安裝部分將安裝到其中的孔。在所述例子中，緊固部分30還具有抵靠安裝部分7的斜角部分31，從而清楚地標(biāo)記出了邊緣部分21。
附圖2示出了從緊固部分30觀察時的該緊固元件的端視圖，其端面32和斜角面33用最內(nèi)側(cè)的兩根圓線表示。出現(xiàn)在外側(cè)的是端部，即加工凹槽的口部，它們均勻地遍布于邊緣部分21的周邊。為了清楚起見，已經(jīng)省略了超出凹槽端部以外的部分。
在附圖3中示出了帶有加工凹槽9的部分沿著邊界線28的放大部分。此處可以看出，加工凹槽9具有朝外殼表面過渡的尖銳邊緣34、35。這應(yīng)用在圓柱部分8和錐形漸縮部分26中的加工凹槽9。當(dāng)緊固元件被拉入定位孔中時，邊緣34、35中的一個將起到切割邊緣的作用，在該例子中為邊緣34。加工凹槽9此處構(gòu)造有圓形橫截面形式，并且有利地是不對稱的，從而使得至少一個尖銳邊緣34指向使得該邊緣形成切割邊緣，該切割邊緣能夠?qū)o固元件將導(dǎo)入其中的孔的邊緣進行加工。在所述例子中，邊緣34處的該切割邊緣與外殼表面的法線N重合。尤其，根據(jù)凹槽的生產(chǎn)方法，該切割邊緣也能夠關(guān)于外殼表面的法線N形成其它角度。在附圖4中，示出了一例子，其中該邊緣具有角度α。有利地是，該角度α為正的，即大于0°。例如，為了獲得良好的切割，該角度α位于0°和30°之間。根據(jù)生產(chǎn)方法，該角度α還能夠略微為負的，即略微小于0°。有利地是，該角度α在此情況下位于0°和-20°之間。邊緣34的外表也影響切割質(zhì)量。有利地是，該邊緣盡可能地尖銳，即不具有任何半徑。對凹槽的深度和寬度進行定制，從而使得從定位孔的外殼表面去除的材料可被容納在凹槽中。此處所描述的加工凹槽9的實施例適用于主凹槽9-14和輔助凹槽15-20。
為了能夠加工定位孔的外殼表面，緊固元件或者至少是加工凹槽上的切割邊緣必須明顯比緊固元件將安裝到其中的材料更硬。因此，有利的是，用比緊固元件將要安裝到其中的材料更硬的材料生產(chǎn)該緊固元件。還可以硬化整個緊固元件，或者只是硬化切割邊緣，以允許可靠地切割。緊固元件的強度的大小還取決于由被安裝的緊固元件所吸收的載荷。
附圖5和6以通過兩個加工部分36、37之間的接頭的剖視圖的形式示出了緊固元件的功能。這兩個加工部件可以是機動車的梁構(gòu)造中的將要相互連接的兩個部件。這兩個部件中的每一個都設(shè)置有相應(yīng)的通孔38、39，該通孔彼此直接前后設(shè)置，即同軸設(shè)置，并具有凹入的、圓柱護套形的外殼表面40、41，該外殼表面預(yù)制有直徑42，該直徑小于安裝部分的直徑43，但大于錐形漸縮部分的最小直徑44，即大于邊緣部分21旁邊區(qū)域中的直徑。
采用上述預(yù)處理的情況下，如下進行緊固元件的安裝，從而在兩部分36、37之間生成接頭。驅(qū)動緊固元件，使其導(dǎo)引通過部分1通過同軸設(shè)置的孔38、39。這通過下述步驟得以實現(xiàn)首先，通過將緊固元件的緊固部分30導(dǎo)入孔中，到達安裝部分7的錐形漸縮部分26與第一孔38的圓周邊緣46相接觸的狀態(tài)。接下來，在縱軸的方向上，或者更精確地是在箭頭47的方向上驅(qū)動緊固元件。例如，通過將螺母45擰在緊固部分30的螺紋部分48上，從而通過螺母抵靠部件37的接觸表面49所產(chǎn)生的承受接觸而生成軸向力，從而獲得推進力。也可以通過打擊或按壓頭部2(或更精確地是其止擋面5)來產(chǎn)生該軸向力。在推進移動期間，通過孔38、39的外殼表面40、41中加工凹槽9-20的機械切割，進行機械切割。此處，凹槽的切割邊緣部分34、35將起到切割工具的作用，同時材料碎屑可被收集在凹槽和/或空間50中。利用安裝部分7的錐形漸縮部分26中的凹槽在它們的范圍中實現(xiàn)粗加工，而圓柱形部分中的凹槽主要產(chǎn)生精細切割或精加工?？臻g50的尺寸由斜角面部分31和螺母45的不帶螺紋部分產(chǎn)生。該空間可用于容納加工材料。對螺母45的不帶螺紋部分的長度也進行修整，從而實際上可獲得緊固元件所需的預(yù)載荷。
預(yù)成形切割的結(jié)果是，孔直徑將因此增大，并在圓柱形外殼表面8上匹配安裝部分的孔直徑43，最終結(jié)果為在安裝部分和孔之間不發(fā)生移動的接頭，參見附圖6，因此產(chǎn)生能夠吸收箭頭51的方向上的剪切力和在箭頭47方向上的軸向力的接頭。然而在所述例子中，孔39處于下部，部分為圓錐形，并與緊固元件的錐形漸縮部分匹配。
本發(fā)明不僅局限于上面描述和附圖中所示的說明性實施例，而是可在所附權(quán)利要求的范圍中改變。例如，不完全需要包括所述輔助凹槽。另外，凹槽的范圍和斜度，以及凹槽的橫截面形式也可以改變。
權(quán)利要求
1.一種用于將機械部件(36，37)彼此連接的緊固元件，包括銷形導(dǎo)引通過部分(1)，該導(dǎo)引通過部分被設(shè)計成延伸穿過連續(xù)經(jīng)過待相互連接的所述部件中至少一個的通孔(39，40)，和頭部(2)，該頭部具有用于支承接觸孔的一側(cè)上的接觸表面的接觸表面(4)，該導(dǎo)引通過部分具有被設(shè)計成延伸通過該孔的安裝部分(7)，以及緊固部分(30)，該緊固部分的直徑小于孔的直徑，并且被設(shè)計成緊固到緊固部件(45)中，其特征在于，該安裝部分(7)具有在固定緊固元件之前的狀態(tài)下比孔(42)的直徑略大的直徑，并具有切割加工凹槽(9-20)，該凹槽被設(shè)計成在緊固元件的固定過程中通過去除材料而加工孔的邊緣(40，41)，從而使得孔安裝在所述安裝部分的外殼表面上，從而緊固元件被設(shè)計成吸收連接的所述部件之間產(chǎn)生的剪切載荷和壓縮/拉伸載荷。
2.如權(quán)利要求1所述的緊固元件，其特征在于，該加工凹槽(9-20)具有軸向范圍，該軸向范圍具有相對于安裝部分(7)的軸向平面(3)的傾斜角。
3.如權(quán)利要求2所述的緊固元件，其特征在于，加工凹槽(9-20)延伸使得它們一起覆蓋安裝部分的整個圓周。
4.如權(quán)利要求3所述的緊固元件，其特征在于，安裝部分(7)具有圓柱形外殼表面(8)，并在緊固部分的方向上轉(zhuǎn)換成略微錐形漸縮部分(26)，該錐形部分在其最窄的點處的直徑大于該緊固部分的直徑，并以圓周邊緣(21)結(jié)束。
5.如權(quán)利要求4所述的緊固元件，其特征在于，加工凹槽(9-20)連續(xù)延伸過安裝部分(7)的大部分長度和錐形漸縮部分的長度，并出現(xiàn)在圓周邊緣(21)中。
6.如權(quán)利要求5所述的緊固元件，其特征在于，錐形漸縮部分(26)具有輔助凹槽(15-20)，該輔助凹槽具有與其他加工凹槽(9-14)的相對定向的斜度，并與這些加工凹槽相連接。
7.如權(quán)利要求1所述的緊固元件，其特征在于，每個輔助凹槽(15-20)與其鄰近較長的所述加工凹槽(9-15)中的一個的口部的一端(23)出現(xiàn)在邊緣(21)處，并且每個輔助凹槽在錐形漸縮部分(26)和圓柱部分(8)之間的過渡處連接到相鄰的加工凹槽上。
8.如權(quán)利要求7所述的緊固元件，其特征在于，加工凹槽(9-20)以與縱軸成25度至75度之間的傾斜角度(51)螺旋延伸。
9.如權(quán)利要求4至8中任意一項所述的緊固元件，其特征在于，該圓周邊緣(21)是斜角的。
10.如權(quán)利要求9所述的緊固元件，其特征在于，對該緊固部分(30)進行螺紋加工，以用于螺母(45)的螺紋安裝，并且該緊固部分具有朝安裝部分(7)漸縮的部分(31)。
11.如前述權(quán)利要求中任意一項所述的緊固元件，其特征在于，該頭部(2)包括接合部分(6)。
12.如權(quán)利要求1至11中任意一項所述的緊固元件，其特征在于，加工凹槽(9-20)的邊緣部分34相對于外殼表面的法線N的角度α大于0°。
13.如權(quán)利要求1至11中任意一項所述的緊固元件，其特征在于，加工凹槽(9-20)的邊緣部分34相對于外殼表面的法線N的角度α小于0°。
14.如權(quán)利要求1至11中任意一項所述的緊固元件，其特征在于，加工凹槽(9-20)的邊緣部分的角度α與外殼表面的法線N重合。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將機械部件(36，37)彼此連接的緊固元件，其中該緊固元件包括一體的切割加工凹槽(9－20)，該加工凹槽被設(shè)計成在緊固元件的固定過程中通過將相互連接的所述部件中材料的去除，對孔的邊緣(40，41)進行加工，從而使得孔安裝在緊固元件的外殼表面上。本發(fā)明的目的是以便宜和簡單的方式獲得緊固元件，它被設(shè)計成吸收所連接的所述部件之間產(chǎn)生的剪切載荷和壓縮/拉伸載荷。
文檔編號F16B39/28GK101048600SQ200580036337
公開日2007年10月3日 申請日期2005年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者揚-奧洛夫·博丁, 戈蘭·萊溫, 喬爾·阿斯 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司