較薄的金屬片材的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]圖1A至圖1C示出帽元件形式的附接至金屬片材的自沖孔中空壓入元件10。壓入元件10具有較大直徑Dl的凸緣部分12和較小直徑D2的軸部分14，軸部分14遠(yuǎn)離凸緣部分12延伸且在其遠(yuǎn)離凸緣部分12的端16處具有圓形沖孔邊18。凸緣部分12的鄰近軸部分14的一側(cè)形成環(huán)狀的金屬片材接觸表面22，且具有不可旋轉(zhuǎn)的固定的特征部24被設(shè)置在軸部分上。這些特征部從大致金屬片材接觸表面22的平面開始在軸部分14的長(zhǎng)度的一部分上(例如在軸部分14的長(zhǎng)度的大約40%上)沿著軸部分延伸。
[0039]環(huán)形的凹部26設(shè)置在凸緣部分12中，且在徑向上在環(huán)狀的金屬片材接觸表面22內(nèi)。在根據(jù)圖1D和圖1E所示的坯中也能夠看到環(huán)狀凹部26。環(huán)狀凹部26容納軸部分14的過剩材料，所述過剩材料在肋狀物的制造期間出現(xiàn)，肋狀物提供不可旋轉(zhuǎn)的固定，即過剩材料28位于環(huán)狀的凹部26內(nèi)。
[0040]以下述方式實(shí)施用于制造根據(jù)圖1A至圖1C所示的自沖孔壓入帽的方法:首先獲取根據(jù)圖1D或圖1E所示的坯2，該坯2具有與凸緣部分12和軸部分14的橫截面形狀對(duì)應(yīng)的橫截面形狀，或者通過冷鍛制造坯2。坯2被設(shè)計(jì)成使得軸部分14在自由端的區(qū)域中具有直徑D2，而在鄰近凸緣部分的區(qū)域中具有更大的直徑D2’，具有直徑D2’的區(qū)域在所期望的特征部24的長(zhǎng)度L上延伸，特征部24提供不可旋轉(zhuǎn)的固定。然后(或者在之前)，軸向凹部26形成在鄰近軸部分14的凸緣部分12中，然后在多個(gè)在周向上被間隔開的位置處，從具有更大直徑D2’的軸部分的區(qū)域刮下材料，被刮下的材料28被部分地引進(jìn)凸緣部分12的軸向凹部26。在被刮的區(qū)域之間的區(qū)域中，留下鼻狀物或者肋狀物，該鼻狀物或肋狀物形成提供元件的不可旋轉(zhuǎn)的固定的特征部24。直徑D2’的軸部分的區(qū)域具有略大的直徑(大于D2)，該直徑D2’不應(yīng)大到與D2加上提供不可旋轉(zhuǎn)的固定的肋狀物24的徑向高度的二倍一樣大，但是直徑D2’可被制成為略小的(但大于D2)，于是提供不可旋轉(zhuǎn)的固定的肋狀物部分地由置于肋狀物之間的材料形成，且因此實(shí)現(xiàn)了全徑向高度。
[0041]如所示，提供不可旋轉(zhuǎn)的固定的特征部24在軸部分14的軸向方向32上沿著軸部分14延伸，所述特征部24由鼻狀物或者肋狀物形成，
[0042]自沖孔中空帽元件被設(shè)計(jì)成，使得對(duì)于M6帽元件而言，直徑D2為大約15mm，對(duì)于M8帽元件而言，直徑D2為大約16mm，對(duì)于MlO帽元件而言，直徑D2為大約17mm，對(duì)于M12帽元件而言，直徑D2為大約18mm，以及對(duì)于M14帽元件而言，直徑D2為大約19.5mm。
[0043]直徑D2的這些值特別用于與280Mpa至320MPa的中等強(qiáng)度的鋼的且厚度為大約8mm的金屬片材一起使用。對(duì)于更高的金屬片材強(qiáng)度，給定的直徑必須相應(yīng)地被制成為更大的。這樣更大的直徑適用于厚度大于8mm的金屬片材。
[0044]也可以以下述方式考慮根據(jù)本發(fā)明的用于與金屬片材附接的自沖孔帽元件10:沒有形成為底切的形狀的、被設(shè)計(jì)成容納金屬片材的材料的特征部，以實(shí)現(xiàn)軸向壓緊抵抗力。取而代之的是，如果忽略環(huán)狀凹部26和藏在凹部26中的材料28，則從環(huán)狀的金屬片材接觸表面22進(jìn)入沖孔部14的過渡可以被認(rèn)為成尖銳明確的直角，環(huán)狀凹部26和材料28在任何情況下都不會(huì)產(chǎn)生干擾，因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)于環(huán)狀的金屬片材接觸表面22被向后縮進(jìn)。
[0045]下面參考圖2A至圖2E更加詳細(xì)地描述用于將根據(jù)圖1A至圖1C所示的自沖孔壓入帽附接至金屬片材40的方法。圖2A示出開始狀態(tài)，其中，壓入帽10通過其凸緣部分被保持在沖孔頭43的柱塞42的支座41中，沖孔頭43例如被附接至壓力機(jī)(press)的上部工具(未示出)。沖模母模44被置于金屬片材40之下，沖模母模44例如可以被支撐在壓力機(jī)的下部工具處或者壓力機(jī)的中間板處。若沖模母模44被附接至壓力機(jī)的下部工具且若存在中間板，則沖孔頭可以被附接至該中間板，而不是壓力機(jī)的上部工具。
[0046]還應(yīng)指出，也可以將沖模母模附接至壓力機(jī)的中間板和壓力機(jī)的上部工具中的柱塞，或者可以將柱塞附接至壓力機(jī)的下部工具，且將柱塞之上的沖模母模安裝在壓力機(jī)的上部工具處或者壓力機(jī)的中間板處。柱塞也可以被附接至壓力機(jī)的中間板，且沖模母模被附接至壓力機(jī)的上部工具。此外，存在下述可能性:將沖模母模和柱塞安裝在所謂的C框架中，且通過一個(gè)部件或者另一部件(即沖模母?；蛘咧?的相應(yīng)的水力負(fù)荷實(shí)現(xiàn)金屬片材的沖孔。根據(jù)EP-B-755 749，柱塞可以被形成為坐放頭和/或沖孔頭的一部分。
[0047]如也可以從圖2B看到的，金屬片材10被夾在壓力機(jī)中，在壓力機(jī)的下部工具中的沖模母模44與壓力機(jī)的上部工具或壓力機(jī)的中間板中的沖孔頭的柱塞之間，初始在壓入帽10的軸部分14的自由端面16與沖模母模的上部側(cè)48的環(huán)狀前部46之間。在圖2A和圖2B中未示出，但完全合乎習(xí)慣的是，提供保持構(gòu)件，例如正圓柱形的保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件被布置在柱塞42周圍，且通過彈簧壓力被壓緊靠著金屬片材40，且保持金屬片材抵靠沖模母模44的環(huán)狀前部46。
[0048]沖模母模44具有孔52，該孔52具有的直徑略大于沖孔部14的直徑D2。在閉合壓力機(jī)時(shí)，沖孔部被推動(dòng)通過金屬片材40，且產(chǎn)生沖孔塊50，沖孔塊50被壓通過沖模母模的孔52、52’且被處理掉。因?yàn)闆_模母模44的端面48的區(qū)域中的沖模母模的孔52的直徑D3明顯大于直徑D2，所以在金屬片材中產(chǎn)生錐形開口或孔58，該錐形開口或孔58從沖入側(cè)開始在軸向方向32上發(fā)散。由直徑D3與D2的比以及各金屬片材厚度確定出4°至15°、優(yōu)選大約7°的錐度，錐度例如對(duì)應(yīng)內(nèi)錐角。沖模母模44的孔52、52’優(yōu)選被設(shè)計(jì)為級(jí)形孔，級(jí)形孔的下部區(qū)域52’與具有標(biāo)號(hào)52的上部區(qū)域相比具有更大的直徑。通過該方式確保沖孔塊下落通過孔52’且因此容易清除。
[0049]緊固件10的軸部分14被壓通過沖孔58的上部圓柱形區(qū)域56，該區(qū)域56同時(shí)對(duì)應(yīng)軸部分的上部區(qū)域，直至凸緣部分12的環(huán)狀的金屬片材接觸表面或者金屬片材接觸肩部22接觸圖2C所示的金屬片材的上部側(cè)55，且提供不可旋轉(zhuǎn)的固定的特征部或者提供不可旋轉(zhuǎn)的固定的鼻狀物24被壓入金屬片材的沖出的孔58的上部圓柱形區(qū)域56。
[0050]從圖2C中注意到，從金屬片材接觸表面22進(jìn)入沖孔部14的銳緣過渡55確保金屬片材接觸表面22完全位于金屬片材的上部側(cè)54，由此在操作中不必?fù)?dān)心沉降效應(yīng)(倘若環(huán)狀的金屬片材接觸表面22被制成足夠大)。
[0051]在閉合壓力機(jī)時(shí)，緊固件被移至金屬片材40之上的位置，使得緊固件的軸部分14移動(dòng)通過產(chǎn)生的孔58，直至沖模母模的環(huán)狀前部46在金屬片材40的下部側(cè)62中圍繞該沖出的孔58形成環(huán)狀槽60。通過該方式，金屬片材的材料被迫徑向向內(nèi)流動(dòng)，且在鄰近沖孔部的自由端的第二區(qū)域64中，實(shí)現(xiàn)金屬片材的材料的上述的緊密接觸，且實(shí)現(xiàn)對(duì)沖孔部14的下部區(qū)域的束縛。在第一區(qū)域56與第二區(qū)域64之間(其中金屬片材的材料與沖孔部或者軸部分14緊密接觸)，存在第三區(qū)域66，在第三區(qū)域66中金屬片材的孔壁與軸部分14具有間隔。
[0052]壓力機(jī)(或者可能使用的C框架)傳送所需要的力，以將提供不可旋轉(zhuǎn)的固定的鼻狀物24按壓通過孔58的側(cè)壁，由此在軸向方向上延伸的槽通過提供不可旋轉(zhuǎn)的固定的鼻狀物24形成在沖出的孔58的側(cè)壁的圓柱形區(qū)域56中，且還傳送所需要的力，以形成環(huán)狀槽60且使得金屬片材的材料在第二區(qū)域64中再成形。
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