專利名稱：沖孔螺母及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沖孔螺母(piece nut)和這種沖孔螺母的用途，更特別地， 本文涉及一種適合于高強度片狀金屬的沖孔螺母。
背景技術(shù)：
沖孔螺母已經(jīng)應(yīng)用于大眾產(chǎn)品許多年了。在汽車工業(yè)中，它們用來 在金屬板、片上安裝部件。 一般說，使用螺釘或螺栓安裝這些部件，借 助于轉(zhuǎn)矩扳手(torque wrench)就可以緊固這種連接。
先前，汽車工業(yè)有使用薄金屬板、片減輕車輛重量的一般趨向。這 樣，開發(fā)用于提供高轉(zhuǎn)矩阻力和拉伸阻力的沖孔螺母就成了焦點，在與 很薄的薄片 一起使用時也是如此。
汽車工業(yè)的最近發(fā)展趨勢是擴展高強度片狀金屬的應(yīng)用?？績?yōu)化汽
車的關(guān)于其預(yù)期功能的每一個單獨部件，使減輕重量、減少對環(huán)境的影 響和改進車輛的安全性成為可能。這樣就必須使所設(shè)計的沖孔螺母提供 更高的扭矩阻力和拉伸阻力，滿足現(xiàn)有螺母所不能滿足的需求。其它受 影響使其重要性增加的參量是沖壓力(ounching force)、工具損壞和螺母中 心定位(nut centering);隨著沖壓金屬片的強度提高，需要更大的沖壓力， 這增大了沖壓工具的負載，也增加了沖孔螺母與沖才莫(punching die)之間 出現(xiàn)定心誤差(alignment errors)的風險，因此增加了工具損壞的風險。 沖孔螺母應(yīng)該以這樣的方式附接于金屬片上，使他們既可以耐受拉
伸力，又可以耐受4丑矩。
在此列入?yún)⒖嫉腢S5340251美國專利提出一種附接于可塑性變形的
金屬片上的沖孔螺母，包括一個與金屬片嚙合的嚙合側(cè)和一個從嚙合側(cè)
向離開嚙合側(cè)方向延伸的導(dǎo)凸(pilot),該導(dǎo)凸有一個面向遠離嚙合側(cè) 的端面和一個面向遠離導(dǎo)凸并具有一個環(huán)繞端面的壁面的第一底切部
分。此外，沖孔螺母還有一個朝向?qū)沟牡诙浊胁糠郑鸵粋€位于兩底切部分之間的槽。當使用US5340251披露的沖孔螺母時，金屬片可以 塑性變形并壓入槽中并位于兩底切部分的下方，因此在沖孔螺母與金屬 片之間獲得貼身鎖(form-fit interlock)。US5340251 4皮露的沖孔螺母要求金 屬片可相當?shù)刈冃我詫⑵渫苿釉诘浊胁糠窒?，這樣，與高強度片狀金屬 接合，增加了沖孔螺母的導(dǎo)凸上的壓力，這需要很大的沖壓力，這樣就 增大了沖模的磨損。此外，當使用根據(jù)US5340251的沖孔螺母時，在沖 模與螺母的嚙合側(cè)之間產(chǎn)生 一 個薄的截面，這個截面易于疲勞損壞。
在此列入?yún)⒖嫉臍W洲專利EP0554599B1披露了一種附接于可塑性變 形金屬片的沖孔螺母，包括一個用來嚙合金屬片的嚙合側(cè)和一個從嚙合 側(cè)沿離開嚙合側(cè)方向延伸的導(dǎo)凸，該導(dǎo)凸有一個面向遠離嚙合側(cè)的端面 和一個環(huán)繞端面的壁面。該沖孔螺母還具有一個朝向?qū)沟牡浊胁糠郑?和位于導(dǎo)凸與底切部分之間的槽。當使用根據(jù)EP0554599B1的沖孔螺母 沖壓高強度片狀金屬時，片狀金屬沒有充分地推入槽并位于底切部分下 方，這導(dǎo)致低拉伸強度的接合。此外，需要很大的沖壓力使金屬片變形， 這可能導(dǎo)致沖模損壞。另外，EP0554599B1披露的沖孔螺母易于在沖孔 螺母與沖模之間產(chǎn)生定心誤差，這可以導(dǎo)致沖孔螺母的螺紋損壞或它們
的機械特性變得不規(guī)則。
德國專利DE2004 017 866A1也披露了 一種沖孔螺母，在此列入?yún)⒖肌?沖孔螺母進一步的例子見于DE10348851A1, US2005/010186046A1,
US6986629B2, US2005/0147481A1和JP6458807,在此列入?yún)⒖肌?需要改進沖孔螺母，消除或減少上面討論的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種沖孔螺母，消除或減少現(xiàn)有技術(shù)沖孔螺母所帶 來的問題。
根據(jù)所附獨立權(quán)利要求的沖孔螺母可以全部或部分達到此目的。 提供一種附接于塑性變形金屬片上的沖孔螺母，該沖孔螺母包括一 個與金屬片緊密鄰接的鄰接表面， 一個相對于鄰接表面突出的底切導(dǎo)凸 (undercut pilot),和一個形成于該鄰4妄表面中并至少部分環(huán)繞該導(dǎo)凸的錐形槽 (countersunk groove), i亥沖曹5殳有朝向?qū)怪鲃拥浊?active undercut),該沖曹包含一個內(nèi)槽、 一個外槽和位于它們之間的脊。外槽至少部分地被一個表面部分所 限定，該表面部分面對環(huán)繞導(dǎo)凸且離開該沖孔螺母的壁面。
該鄰接表面是一個適合于緊靠金屬片并本質(zhì)上沒有穿透金屬片的表面。
該錐形槽的有限表面傾斜地面對遠離沖孔螺母，即，與金屬片存在一個角 度，以這種方式錐形槽的有限表面不形成底切部分。
使用錐形槽中沒有底切部分的沖孔螺母，金屬片的變形減少，這導(dǎo)致增加 了沖孔螺母與金屬片之間的接合強度，同時脊有助于金屬片材料向底切導(dǎo)凸推 動，因而在螺母與金屬片之間獲得貼身鎖。
在導(dǎo)凸的一個端面與環(huán)繞所述導(dǎo)凸的一個壁面之間的第一角度可以
是79± 1度。
這個角度被建立，使得沖孔螺母不僅對于與高強度片狀金屬材料的 配合，也對于與標準片狀金屬材料的配合都是最優(yōu)的。
內(nèi)槽可由一個第一表面部分限定，當沿一個穿過沖孔螺母中心并垂直 于導(dǎo)凸的端面的截面觀看時，該第一表面部分對該端面具有與環(huán)繞該導(dǎo)凸的壁 面對該端面基本相同的夾角。
內(nèi)槽可由一個第二表面部分限定，第二表面部分面向?qū)?，并且當?一個穿過導(dǎo)凸中心并垂直于導(dǎo)凸端面的截面觀看時，第二表面部分相對于該端 面顯示出第二角度，該第二角度可以是大約35-55度，大約40-50度或大約45 度。
內(nèi)槽可由一個第三表面部分限定，第三表面部分在所述第一和第二表 面部分之間延伸。
外槽可由一個第四表面部分限定，第四表面部分面向遠離環(huán)辨該導(dǎo)凸 的壁面，并且當沿一個穿過導(dǎo)凸中心并垂直于導(dǎo)凸端面的截面觀看時，第四表 面部分相對于該端面顯示出第三角度，該第三角度在大約15度至大約45度。
面向環(huán)繞導(dǎo)凸的壁面并從而限定該外槽的表面部分可以是第五表面部分， 并且當沿一個穿過導(dǎo)凸中心并垂直于導(dǎo)凸端面的截面觀看時，該第五表面部分 相對于該端面顯示出第四角度，該第四角度在大約10度至大約70度。
在另外一個實施例中，該第四角度在大約30度至大約45度。
外槽可由一個第六表面部分限定，第六表面部分在所述第四和第五表面部分之間延伸。
所述第一、第二、第四和第五表面部分中的至少一個表面部分顯示為穿過 所述截面延伸的直線。這樣當在交叉截面中觀看時，該表面部分可以是平面。 所述直線在所述截面中基本上穿過所涉及的整個表面部分延伸。 所述第二和第四表面部分當在所述截面中觀看時，可以相互形成一個夾角。
該槽環(huán)繞導(dǎo)凸并且基本上可以為環(huán)形。導(dǎo)凸基本上也可以為環(huán)形。 導(dǎo)凸和槽基本上可以為同軸。
脊可以具有刃(edge)。
這種刃可以優(yōu)化引導(dǎo)金屬片進入內(nèi)槽和外槽。刃可以是相對尖的。 刃可以具有比導(dǎo)凸的最大直徑大1.45土0.1mm的直徑。 在包含沖孔螺母的端面的平面與刃之間的最小距離可以大于或等于在包
含該端面的所述平面與鄰接表面之間的最小距離，該鄰接表面適合于緊靠設(shè)計
用來附接該沖孔螺母的該金屬片。
在包含該端面的平面與刃之間的所述最小距離可以是設(shè)計用來附接沖孔
螺母的金屬片厚度的大約0.67倍至大約1.14倍。在某些實施例中，對于設(shè)計
用來與厚度在大約0.7mm至大約1.2mm的金屬片 一同使用的沖孔螺母而言，
該最小距離大約為0.8mm。
這樣就獲得了針對高強度薄金屬片的最優(yōu)化的沖孔螺母。
在包含該端面的平面與刃之間的最小距離可以是設(shè)計用來附接沖孔螺母
的金屬片厚度的大約0.75至大約0.92倍。在某些實施例中，對于設(shè)計用來與
厚度在大約1.3mm至大約1.6mm的金屬片一同使用的沖孔螺母而言，該最小
距離大約為1.2mm。
這樣就獲得了針對高強度厚金屬片的最優(yōu)化的沖孔螺母。 沖孔螺母可以進一步包括防轉(zhuǎn)器(anti-rotation means)。 此防轉(zhuǎn)器可以進一步改進沖孔螺母的抗扭性能。
防轉(zhuǎn)器可以包括凹槽和/或凹陷，其位置例如在槽中，在定位于槽中的脊 上/中，在環(huán)繞導(dǎo)凸的壁面上/中，在鄰接表面上/中或在外壁上/中。
沖孔螺母可以包括一個內(nèi)螺紋部分。這樣的沖孔螺母可用來接受一個外螺紋部分，如螺釘或螺桿。
另 一種選擇是沖孔螺母可以包括一個外螺紋部分。這樣的沖孔螺母可用來 接受一個內(nèi)螺紋部分，如螺母。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一個包括高強度金屬片和通過沖壓而附接于 高強度金屬片上的沖孔螺母的系統(tǒng)。
這里高強度金屬片涉及用高強度鋼，即受拉屈服極限超過大約220MPa, 例如超過290MPa的高強度鋼制成的金屬片。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種上述沖孔螺母附接于高強度金屬片的用途。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種在高強度金屬片中安裝附件(attachment) 的方法，其中所述附件是上述沖孔螺母。
圖l是沖孔螺母的透視圖，其中去掉一部分。 圖2是沖孔螺母的嚙合側(cè)的平面圖。 圖3是沖孔螺母沿截面II - II的剖視圖。
圖4a和4b是表示設(shè)計用于大厚度例如大約1.3-1.6mm的金屬片的沖孔螺 母沿截面I -1的剖3見圖和其局部;改大圖。
圖5是根據(jù)圖4b的沿截面I -1的放大剖祝圖，帶有角度和尺寸標記。圖 5所示的沖孔螺母是設(shè)計用于小厚度例如大約0.7-1.2mm的金屬片的。
圖6表示帶有沖壓裝置和金屬片的在與金屬片嚙合之前的沖孔螺母。
圖7表示帶有沖壓裝置和金屬片的與金屬片嚙合連接的沖孔螺母。
圖8表示安裝于金屬片中的沖孔螺母。
圖9表示厚度為1.45mm的高強度片狀金屬(Rp0.2=350-450MPa)的抗扭 矩-位移曲線。
圖9b表示厚度為1.45mm的常規(guī)/高強度片狀金屬(Rp0.2=260MPa)的抗 扭矩-位移曲線。
圖9c表示厚度為1.5mm的超高強度片狀金屬(Rp0.2=500-650MPa)的抗 扭矩-位移曲線。
圖9d表示厚度為1.45mm的常規(guī)/高強度片狀金屬(Rp0.2=260MPa)的抗扭矩-位移曲線。
具體實施例方式
沖孔螺母l是這樣設(shè)計的，在沖壓操作中沖壓其自身的孔，且在所述操作 過程中將片狀材料沖壓進入沖孔螺母的槽、底切等。 根據(jù)金屬片的厚度有不同的優(yōu)化幾何形狀。
沖孔螺母l具有一個居中的、功有螺紋的通孔5。在沖孔螺母的底邊，以 下稱之為嚙合側(cè)10，伸出一個導(dǎo)凸11。導(dǎo)凸11相對于嚙合側(cè)IO上其他部分 的端面14的伸出高度H主要取決于金屬片的厚度。在本實施例中，該伸出高 度H對于金屬片厚度達到約1.3-1.6mm的約為1.2mm，對于金屬片厚度達到 約0.7-1.2mm的約為0.65mm。
導(dǎo)凸ll有一個平面和具有與金屬片4嚙合的沖壓邊緣12的環(huán)形端面13, 在實際沖壓過程中還有一個沖模3 (圖6-8)。在導(dǎo)凸11徑向外測，提供一個 朝著螺母的徑向中心CA向內(nèi)傾斜的環(huán)形壁面15,這樣就形成了一個底切部 分。傾斜(角A)是匹配的，使得在沖壓過程中壁跨整個表面與金屬片嚙合。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大約79±1°的角A保證最優(yōu)效果，特別是對于高強度片狀金屬，對 于常規(guī)片狀金屬也是如此。
在沖孔螺母1的嚙合側(cè)10上，沖孔螺母的外壁21與壁面15之間提供兩 個環(huán)形槽16a、 16b。槽16a、 16b這樣成形，使他們之間有一個間隙。特別不 同地，在槽16a、 16b之間形成一個脊17。
第一個槽即內(nèi)槽16a最接近壁面15，包括 一個弧形底部19c; 一個傾斜 的第一表面部分19a，該第一表面部分19a具有與導(dǎo)凸11的壁面15相同的傾 斜度(A);和一個第二表面部分19b,該第二表面部分19b相對于端面13傾 斜大約45。(角B )。第二表面部分19b的傾斜度是匹配的，使得在沖壓過程 中隨著金屬片被推入槽16a、 16b減小沖孔螺母和金屬片承受的壓力。
第二個槽即外槽16b位于內(nèi)槽的徑向外側(cè)，由一個傾斜的第四表面部分 19d、 一個弧形底部19f和一個相對于端面13具有傾斜度E的傾斜的第五表面 部分19e所組成。外槽16b的目的是減小沖壓力使得金屬片14易于進入內(nèi)槽 16a。
對于大約1.3-1.6mm厚的金屬片，第五表面部分19e可以有一個大約45。的傾斜角E且垂直于第四表面部分19d的傾斜角C。
對于大約0.7-1.2mm厚的金屬片，第四表面部分19d可以有一個15°的 傾斜角，第五表面部分19e可以有一個31。的傾斜角E。
這樣就在內(nèi)槽16a的第二表面部分19b與外槽16b的第四表面部分19d之 間形成刃18,刃18可以是尖的。
刃18的功能是引導(dǎo)金屬片朝著導(dǎo)凸11的外壁15首先進入內(nèi)槽16a，隨 著在沖壓操作過程中金屬片變形，也進入外槽16b,以此附接沖孔螺母。
槽傾斜的壁可以被調(diào)整以便以最優(yōu)方式達到上述效果。
尖的刃18的優(yōu)點在于可以在沖壓過程中對高強度片狀金屬使用與對常規(guī) 片狀金屬基本上相同的沖壓力而獲得同樣的金屬片變形程度。
這樣，以小的金屬片變形就可以獲得高抗拉(high pill-out resistance)和抗脫 離(pull-through resistance)強度。
為了獲得最佳效果，刃18的頭部應(yīng)該定位在從包括導(dǎo)凸端面13的一個平 面起的距離D，在本實施例中，對于大約1.3-1.6mm厚的金屬片該距離D約為 1.2mm,對于大約0.7-1.2mm厚的金屬片該距離D約為0.8mm。刃也可以定位 在一個距離F上，距離F比導(dǎo)凸11的最大直徑G大約大1.45士0.1mm，以獲 得最佳的可能結(jié)果，即高的抗扭和抗脫離接合。
在沖孔螺母具有尺寸M6的情況下，金屬片的直徑F，例如，對于大約 0.7-1.2mm厚的金屬片可以是大約10.9mm,對于大約1.3-1.6mm厚的金屬片可 以是大約llmm。
為了進一步改進沖孔螺母的抗扭性能和防止其相對于金屬片轉(zhuǎn)動，可以在 沖孔螺母1的嚙合側(cè)提供一個復(fù)數(shù)凹槽20,凹槽20可以布置在距中心CA基 本相同的徑向距離上并環(huán)繞導(dǎo)凸11分布。附圖所示的本實施例中，凹槽20位 于槽16a、 16b中并沿刃18均勻分布。凹槽也可以位于脊17中，在這種情況 下脊具有環(huán)繞導(dǎo)凸的復(fù)數(shù)個段。
可替代的是，防轉(zhuǎn)器可以在所示任何表面以凹槽或凸起的形式布置，例如 壁面15、槽16a和16b中的表面19a、 19b、 19c、 19d、 19e、 19f，脊17上， 鄰接表面14中或外壁21中。
這樣的防轉(zhuǎn)器當金屬片推入槽16a， 16b中時使沖孔螺母獲得貼身鎖。在沖壓時，金屬片壓向兩個環(huán)形槽16a, 16b之間的刃18。刃18引導(dǎo)金屬片進 入槽16a， 16b，并且金屬片被推向?qū)?1的壁面15,借助于與底切部分嚙合 形成幾何鎖，沖孔螺母因此即靠貼身鎖又靠摩擦力保持在其位置。
為了改進高強度片狀金屬的沖壓和補償發(fā)生在沖孔螺母與沖模之間的定 心誤差，導(dǎo)凸端面13的尺寸可以比常規(guī)導(dǎo)凸增加。結(jié)果是在沖孔螺母與沖模 之間存在定心誤差的情況下更穩(wěn)定地加工和更好地保護螺紋。
由于前面所述的沖孔螺母的設(shè)計，在螺母和金屬片的接頭內(nèi)，并且同樣在 重復(fù)拆卸和安裝與沖孔螺母嚙合的部件的情況下，可以保獲得高的抗扭和抗脫 離性能。
沖孔螺母貼身鎖的設(shè)計使尺寸減小，獲得比常規(guī)沖孔螺母緊湊的沖孔螺母 幾何形狀。
圖6-8示出使用上述沖孔螺母1的沖壓操作。
在圖6中，沖頭2、沖孔螺母l、金屬片4和沖模3互相之間有距離。 圖7示出在沖孔螺母與金屬片之間沖壓嚙合啟動瞬間的沖壓操作。 圖8示出沖孔螺母1如何附接到金屬片上。值得注意的是金屬片怎樣變形， 進入槽和借助由導(dǎo)凸ii和其壁面15形成的底切部分保持其位置。
圖9a-9d顯示螺母與金屬片接頭的抗脫離(推出力)和位移測量結(jié)果。 圖9a示出厚度為1.45mm的高強度片狀金屬(Rp0.2=350-450MPa)的抗 脫離-位移曲線。在圖9a中，常規(guī)M6沖孔螺母，如EP0554599B1所示的，與 根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的M6沖孔螺母比較。從圖9a看出llmm的直徑F比11.5mm 的直徑F給出可觀的改進。從曲線也看出兩個根據(jù)本發(fā)明的沖孔螺母都比常規(guī) 沖孔螺母有改進。11.5mm直徑F的沖孔螺母比常規(guī)沖孔螺母承受明顯更大的 位移。
圖9b示出1.45mm厚常規(guī)/高強度片狀金屬(Rp0.2=260Mpa)的抗脫離-位移曲線。在圖9b中，如EP0554599B1所示的常規(guī)M6沖孔螺母與根據(jù)本發(fā) 明設(shè)計的M6沖孔螺母比較。對于這種金屬片類型，沖孔螺母承受位移的能力 也獲得顯著改進。值得注意的是在此種情況下，llmm的直徑F同樣比11.5mm 直徑給出改進。
圖9c示出1.5mm厚超高強度片狀金屬(Rp0.2=500-650Mpa)的抗脫離-位移曲線。圖9c中，在兩個根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的M6沖孔螺母之間進行比較。 如圖9c所示，1 lmm的直徑F比11.5mm的直徑F給出4交大改進。
這樣圖9a-9c示出直徑F對于沖孔螺母的抗脫離性能和承受位移的能力， 因此對優(yōu)化沖孔螺母與金屬片之間的接合是非常重要的。
圖9d示出1.45mm厚常規(guī)/高強度片狀金屬(Rp0.2=260Mpa)的抗脫離-位移曲線。在圖9d中，三種不同的根據(jù)本發(fā)明的沖孔螺母與EP0554599B1中 所述的常規(guī)沖孔螺母比較。
能夠注意的是根據(jù)本發(fā)明的沖孔螺母比常規(guī)沖孔螺母承受明顯更大的位 移。而且注意79度的角A給出抗脫離和位移的最佳組合，角A減小到70度 比增大到82.5度有較小的負面影響。
值得賞識的是如附圖所示，沖孔螺母1可以是基本上圓形。
然而，其它幾何形狀也是可接受的。例如沿外壁21可以容易地改變沖孔 螺母的幾何形狀，因而給予沖孔螺母例如卵形、橢圓或多邊形外觀(三角形、 四邊形、五邊形等)代替圓形外觀。
根據(jù)上述，導(dǎo)凸的壁面15和槽16a、 16b也可設(shè)計成非圓形，其設(shè)計可以 但并非必須與外壁21的外觀一致。
權(quán)利要求
1. 一種連接在可塑性變形金屬片(4)上的沖孔螺母(1)，該沖孔螺母包括緊靠該金屬片(4)的鄰接表面(14)，相對于該鄰接表面(14)突出的底切導(dǎo)凸(11)，和形成于該鄰接表面(14)中并至少部分環(huán)繞該導(dǎo)凸(11)的錐形槽(16a，16b)，其特征在于該槽(16a，16b)沒有面向該導(dǎo)凸(11)的有效底切，該槽包含內(nèi)槽(16a)、外槽(16b)和位于它們之間的脊(17)，并且該外槽(16b)至少部分地被一個表面部分(19e)所限定，該表面部分(19e)面對環(huán)繞該導(dǎo)凸(11)且遠離該沖孔螺母的壁面(15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖孔螺母(1 ),其中該導(dǎo)凸(11 )的端面(13 ) 與環(huán)繞該導(dǎo)凸延伸的壁面(15)之間的第一角度(A)為大約79±10度，大 約79±5度或大約79± 1度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沖孔螺母U),其中該內(nèi)槽(16a)被第一 表面部分(19a)所限定，且當沿一個穿過沖孔螺母中心(CA)并垂直于導(dǎo)凸(11)的端面(13)的截面(I-I)觀看時，該第一表面部分(19a)對該端面 (13 )顯示出與環(huán)繞該導(dǎo)凸的壁面(15 )對該端面(13 )基本相同的度角(A )。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(1),其中該 內(nèi)槽(16a)被第二表面部分(19b)所限定，該第二表面部分(19b)朝向該 導(dǎo)凸(11)，且當沿一個穿過沖孔螺母中心(CA)并垂直于導(dǎo)凸(11)的端面(13)的截面(I-I)觀看時，該第二表面部分(19b)相對于該端面(13)顯 示出第二角度(B),該第二角度(B)為大約35-55度，大約40-50度或大約 45度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3結(jié)合權(quán)利要求4所限定的沖孔螺母(1)，其中該內(nèi)槽 (16a)被第三表面部分(19c)所限定，該第三表面部分(19c)在所述第一和第二表面部分(19a， 19b)之間延伸。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所迷的沖孔螺母(1)，其中該 外槽(16b)被第四表面部分(19d)所限定，該第四表面部分(19d)面向遠 離環(huán)繞該導(dǎo)凸的壁面(15),且當沿一個穿過沖孔螺母中心(CA)并垂直于導(dǎo) 凸(11)的端面(13)的截面(I-I)觀看時，該第四表面部分(19d)相對于 該端面(13)顯示出第三角度(C)，該第三角度(C)為大約15度至大約45 度。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(1),其中面 向環(huán)繞該導(dǎo)凸的壁面(15)且以此限定該外槽(16b)的表面部分(19e)是第 五表面部分(19e)，且當沿一個穿過沖孔螺母中心(CA)并垂直于導(dǎo)凸(11) 的端面(13)的截面(I-I)觀看時，該第五表面部分(19e)相對于該端面(13) 顯示出第四角度(E),該第四角度(E)為大約10度至大約70度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的沖孔螺母(1),其中該第四角度(E)為大約 30度至大約45度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6結(jié)合權(quán)利要求7或8所限定的沖孔螺母(1)，其中該 外槽(16b)被第六表面部分(19f)所限定，該第六表面部分(19f)在所述 第四和第五表面部分(19d, 19e)之間延伸
10. 根據(jù)權(quán)利要求3至9中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(1 )，其中 所述第一、第二、第四和第五表面部分(19a, 19b, 19d， 19e)中的至少一個 表面部分是這樣的，以顯示出穿過所述截面(I-I )延伸的直線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的沖孔螺母(1)，其中所述直線在所述截面 (I-I )中基本上通過所涉及的整個表面部分(19a， 19b, 19d, 19e)延伸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4結(jié)合權(quán)利要求6所限定的沖孔螺母(1),其中所述第 二和第四表面部分(19b， 19d)當在所述截面(I-I )中觀看時相互形成一 個夾角。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(l ),其中該 槽(16a， 16b)環(huán)繞該導(dǎo)凸(11)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的沖孔螺母(1),其中該槽(16a， 16b)基本 上為環(huán)形。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一個權(quán)利要求所述的沖孔螺母(l)，其中該導(dǎo)凸(11)基本上為環(huán)形。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14結(jié)合權(quán)利要求15所限定的沖孔螺母(1 )，其中該導(dǎo) 凸(11 )和該槽(16a， 16b)基本上為同心。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(l),其中該 脊(17)具有刃(18)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的沖孔螺母(1),其中該刃(18)具有直徑(F)， 該直徑(F)比該導(dǎo)凸(11)的最大直徑(G)大1.45mm士0.1mm。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的沖孔螺母(1 )，其中在包含該沖孔螺母 的端面(13)的平面與該刃(18)之間的最小距離(D)大于或等于在包含該 端面(13)的所述平面與該鄰接表面(14)之間的最小距離，該鄰接表面(14) 適合于緊靠設(shè)計用來附接該沖孔螺母(1)的該金屬片(4)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的沖孔螺母(1 ),其中在包含該端面(13 )的 平面與該刃(18)之間的最小距離(D)是設(shè)計用來附接該沖孔螺母(1)的 該金屬片(4)厚度的大約0.67至大約1.14倍。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的沖孔螺母(1)，其中在包含該端面(13)的 平面與該刃(18)之間的最小距離(D)對于設(shè)計用來與厚度在大約0.7mm至 大約1.2mm的金屬片一同使用的沖孔螺母而言，大約為0.8mm。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的沖孔螺母(1 )，其中在包含該端面(13 ) 的平面與該刃(18)之間的最小距離(D)是設(shè)計用來附接沖孔螺母的該金屬 片(4)厚度的大約0.75至大約0.92倍，
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的沖孔螺母(1),其中在包含該端面(13)的 平面與該刃U8)之間的最小距離(D)對于設(shè)計用來與厚度在大約1.3mm至 大約1.6mm的金屬片一同使用的沖孔螺母而言，大約為1.2mm。
24. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(l),進一步 包括防轉(zhuǎn)器(20)。
25. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(l),其中所 述的防轉(zhuǎn)器(20)在該槽(16a, 16b)中提供。
26. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(1 )，進一步 包括內(nèi)螺紋部分(5)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1至25中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(1 )，進 一步包括外螺紋部分。
28. —種系統(tǒng)，包括高強度金屬片(4)和根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項 權(quán)利要求所述的沖孔螺母(1),該沖孔螺母(1)被沖壓附接于該金屬片(4) 上。
29. 附接在高強度金屬片(4 )上的根據(jù)權(quán)利要求1至27中任意一項權(quán)利 要求所述的沖孔螺母(1)的用途。
30. —種將附接裝置裝配進入高強度金屬片(4)的方法，其中所述的附 接裝置是根據(jù)權(quán)利要求1至27中任意一項權(quán)利要求所述的沖孔螺母(1 )。
全文摘要
一種連接在可塑性變形金屬片(4)上的沖孔螺母(1)，具有一緊靠該金屬片(4)的鄰接表面(14)、相對于該鄰接表面(14)突出的底切導(dǎo)凸(11)、和形成于該鄰接表面(14)中并至少部分環(huán)繞該導(dǎo)凸(11)的錐形槽(16a，16b)，該槽(16a，16b)沒有面向該導(dǎo)凸(11)的有效底切，該槽包含內(nèi)槽(16a)、外槽(16b)和位于它們之間的脊(17)。
文檔編號F16B37/06GK101438066SQ200780014882
公開日2009年5月20日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者約翰內(nèi)斯·耶德斯坦 申請人:斯特羅姆肖爾曼股份公司