用于在空心型材和其他构件之间建立连接的连接元件的制作方法

文档序号:16852190发布日期:2019-02-12 22:50
用于在空心型材和其他构件之间建立连接的连接元件的制作方法

本发明涉及一种连接元件,其用于在空心型材和其他构件之间建立连接,其中,所述连接元件一方面构造为用于与空心型材至少形状锁合地配合并且构造为用于与其他构件连接。本发明还涉及一种具有至少一个连接缺口的空心型材以及空心型材连接装置。

在装配空心型材构件、尤其滚压成型的空心型材构件时,通常要注意的是,型材壁部的几何布置会由于在装配时出现的保持力而变化。空心型材的赋予稳定性的壁部尤其不应未许可地彼此移动,因为这会负面地影响空心型材的机械稳定性。在机动车制造中,这类空心型材用于构建机动车组件,例如用于构造电动车中的电池箱。在此,由空心型材制造的电池箱在相对于碰撞条件的机械稳定性和抵抗性方面受到高的要求。同时必须确保与其他构件(例如机动车门槛)的持久和可靠的连接。

为了确保将保持力尽可能均匀地导入到空心型材中,通常将稳定的插入件装入到空心型材构件中,以便紧固件(如螺栓)也能够在空心型材上可靠地锚固。



背景技术:

由EP 0 841 240 A2已知一种空心型材,在所述空心型材中将用于螺旋连接的套筒配合到型材的开口中,其中,所述套筒一方面被压入到型材的分隔壁中,另一方面与空心型材的外限界壁焊接。一方面,这种构型需要两个分开的连接步骤,用于将套筒紧固在空心型材上。另一方面,将套筒压入到空心型材的分隔壁中要求套筒的外面和与其相对应的开口紧密地规定公差的匹配,由此建立空心型材连接更加昂贵。此外,通过所述压入还会出现空心型材分隔壁的不期望的变型。

由GB 2 109 433 A已知一种用于型材螺旋连接的套筒,所述套筒以膨胀螺栓的形式被导入到空心型材的贯通孔中并且之后被螺栓扩张为使得所述套筒形状锁合地被包围在所述空心型材内部。

由US 5,567,005 A已知一种紧固套管,该紧固套管作为连接件用于与车辆框架螺旋连接,并且该紧固套管必须在多个位置与车辆框架焊接。

由DE 43 41 206 A1已知一种具有连接元件的空心型材,所述连接元件在构造有凸起部的情况下形状锁合地保持在所述空心型材中。

由FR 2 689 945 A1已知一种用于连接多个型材区段的两件式螺旋连接套管。

由DE 10 2013 008 913 A1已知一种用于紧固附加件的具有置入件的多腔型材,其中,所述置入件在横截面上大约对应于多腔型材的型材横截面。在型材与所述附加件实现螺旋连接之前,置入件必须费力地通过型材的敞开端侧导入到空心型材中并且向对应的螺旋连接位置移动。

由WO 2015/022389 A1已知一种用于接收物体的具有螺旋紧固装置的壳体,所述螺旋紧固装置具有布置在壳体的两个板之间的间隔块。

由WO 2015/075281 A1已知一种用于将附加件附接在车辆车身上的连接区域,其中,连接元件插入到空心型材中并且借助电阻压焊附接到车辆车身的支架构件上。在(相对于第一紧固区段间隔地布置的)分开的第二紧固区段中,所述连接元件与车辆车身的加固板连接。

由EP 1 380 495 A1已知一种具有螺纹置入件的车身空心支架,所述螺纹置入件能够插入到空心型材支架中。

由DE 103 06 180 A1已知一种机动车构件和用于由板型材与至少一个螺纹连接部制造所述机动车构件的方法。

由背景技术还已知DE 20 2013 105 256 U1、WO 2015/022389 A1以及DE 10 2015 000 490 A1。

已证明,由背景技术已知的用于将空心型材构件附接到其他构件(尤其车辆车身)上的解决方法至此过于昂贵并且过于麻烦。



技术实现要素:

在此背景下基于本发明的任务是,给出一种根据权利要求1和2的前序部分所述的连接元件,所述连接元件能够以简化的方式与空心型材连接并且同时能够将高的保持力传递到空心型材上。

该任务通过具有权利要求1的特征的连接元件解决。所述连接元件用于在空心型材和其他构件之间建立连接,并且所述连接元件一方面构造为用于与空心型材至少形状锁合地配合并且构造为与其他构件连接,其特征在于,设置有至少两个在高度上彼此错开地布置的贴靠面,用于与空心型材的至少两个与所述贴靠面对应的区段接触,其中,连接元件具有旋转对称的基体并且设置有在连接位态中包围所述空心型材的至少一个形状锁合件,用于根据卡口式锁合原理将连接元件固定在空心型材的区段上。通过这种构型直接在批量生产时简化了装配。同时确保传递大的保持力。

该任务还通过具有权利要求2的特征的连接元件解决。在此,在所述连接元件上设置有至少两个在高度上彼此错开地布置的贴靠面,用于与所述空心型材的至少两个与所述贴靠面对应的区段接触。

本发明的基本构想是,将连接元件以简单的方式装入到空心型材构件中并且在此能够借助贴靠面将高的保持力导入到空心型材构件中,其中,同时空心型材构件的几何结构相对于已设置的型材几何结构不变或几乎不变。在此,所述贴靠面大致同向地布置在连接元件上,使得所述连接元件借助两个贴靠面置于空心型材的不同区段上并且从而将作用到连接元件上的保持力既通过一个贴靠面也通过另一个贴靠面导入到空心型材中。例如所述贴靠面在空心型材相互对置的壁上贴靠,由此通过更大的区域实现将力导入到空心型材中。因此所述连接元件基本上构造为通过两个贴靠面将所述保持力朝所述空心型材的方向传递。

根据一种优选实施方式能够设置:所述贴靠面在大致看彼此平行地构造的平面中延伸。以这种方式能够特别好地并且均匀地传递要导入到所述空心型材中的保持力并且同时维持型材几何结构的尺寸稳定性。

此外能够设置:所述连接元件在连接位态中具有包围空心型材的形状锁合件,尤其卡锁钩,用于将连接元件固定在空心型材的区段上。所述形状锁合件允许连接元件在空心型材构件上实施特别简单的装配,其中,连接元件不需附加的连接步骤就与空心型材可靠地连接。所述形状锁合件主要设置为将连接元件固定在空心型材中。因此,所述形状锁合件能够构造为用于传递相对于由连接元件的贴靠面所传递的力明显更小的力。

尤其能够根据所谓的“卡口式锁合原理”通过以下方式实现连接元件在空心型材上的安装:能够将连接元件大致直线地导入到空心型材的连接缺口中并且之后通过将连接元件相对于空心型材构件简单地扭转来固定在所述空心型材构件上。

这种基于连接元件和空心型材彼此简单的相对移动的连接方案尤其适用于自动化的大批量生产。

此外,在一种特别的实施方式中能够设置给每个贴靠面配置至少一个形状锁合件,用于与空心型材的对应区段进行形状锁合连接。以这种方式能够实现连接元件和空心型材构件之间特别可靠的连接。

优选地能够设置:至少一个形状锁合件在背对相应贴靠面的侧上具有导入辅助装置,尤其导入斜面。这具有下述特别的优点:能够更快并且更简单地实现机械装配或盲装配。

在一种优选实施方式中,连接元件还能够在所述贴靠面中的至少一个上具有至少一个卡锁件、尤其至少一个卡锁鼻部,用于确保与空心型材的连接。尤其在剧烈地被振动负载的应用中(如在机动车车身上)使用所述空心型材构件时,能够以此成功地应对不期望的自动松脱。

根据一种优选实施例还能够设置:在所述贴靠面中的至少一个上设置密封件,用于在空心型材的区段上的密封贴靠,其中,密封件优选布置在环绕的密封道上。以这种方式将空心型材或者将与连接元件一同构建的空心型材连接装置以简单的方式且在工作步骤中相对异物入侵或湿气入侵密封。正是在机动车制造中使用所述空心型材构件的情况下、尤其在使用管型材构件作为电池箱框架的情况下,相对于湿气进入的密封尤其有意义。

在一种优选实施方式中还能够设置:在连接元件上设置有用于安置工具的器件,尤其设置有扳手面。设置用于安置工具的器件尤其允许简化装配过程,因为用于在连接件和空心型材之间建立连接的相对移动能够如此以简单的方式传递。

尤其能够设置,将用于安置工具的器件设置在连接元件的连接所述贴靠面的区段上,尤其设置在套区段上。所述区段、尤其首先用于将连接元件上的贴靠面隔开间距而设置的套区段能够以这种方式被设置用于其他应用,使得所述连接元件尽管扩展了功能性却不会或基本上不会更大地构造或更高要求地制造。

本发明还通过根据权利要求11的空心型材解决,所述空心型材具有至少一个连接缺口,所述连接缺口分别以用于接收所述连接元件的至少一个凹空贯穿所述空心型材的至少两个相互对置的壁区段,其中,所述凹空是大小不同的,尤其具有不同的直径,其特征在于,为了在空心型材和连接元件之间建立连接,所述空心型材的至少一个凹空具有用于导向穿过连接元件的形状锁合件的至少一个径向扩张部。

所述空心型材的这种构型允许特别简单地将连接元件附接到空心型材上,同时将用于安装空心型材的保持力大面积地传递到其他构件上。

此外,该任务通过根据权利要求12的空心型材连接装置解决,所述空心型材连接装置具有至少一个根据本发明的连接元件和空心型材、尤其根据本发明的空心型材。

在此尤其能够设置:连接元件在已装配状态中以其贴靠面贴靠在空心型材的与所述贴靠面相对应的区段上,其中,连接元件的形状锁合件包围所述区段中的至少一个,使得所述区段的一部分位于形状锁合件和贴靠面之间。

以这种方式,所述连接元件能够特别简单地固定在空心型材上并且同时将所需的保持力传递到空心型材上。所述连接元件自身能够安装到、尤其螺旋连接到其他构件上。

在一个优选实施方式中能够设置:连接元件在已装配状态中附加地被固定以防在所述贴靠面中之一的平面中扭转,优选形状和/或摩擦锁合地且材料锁合地固定。

在对空心型材连接装置特别高要求地应用时,附加地防止在所述贴靠面的至少一个贴靠面的平面中自动扭转能够改善空心型材连接装置的质量。

为了实现连接元件和空心型材之间持久防失落的连接,附加于形状和/或摩擦锁合的阻力地能够至少区段地补充空心型材和连接元件之间的材料锁合连接。优选通过熔焊实现这种材料锁合连接。但将连接元件钎焊或粘合到空心型材构件上同样属于本发明的范围。

附图说明

本发明的其他目标、优点、特征和应用可行性根据附图由以下对实施例的说明得出。在此,所有说明的和/或以图示出的特征自身或者以任意有意义的组合构成本发明的主题,也无关于其在权利要求中的概括或者其引用关系。

在此示出:

图1根据本发明的连接元件的示意性立体视图,

图2根据本发明的连接元件的示意性剖视图,

图3根据本发明的连接元件的下视图,

图4具有安装的连接元件的空心型材构件的示意性侧剖视图,

图5空心型材的示意性立体视图,

图6具有多个连接元件的空心型材的立体视图,

图7具有连接元件的空心型材的示意性立体视图,

图8具有安装的连接元件的空心型材在装配期间的示意性剖视图,

图9根据图8的视图,然而是在完成连接元件的装配之后,和

图10在其他构件上的装配位态中的空心型材连接装置。

在以下示出的根据多个实施方式的附图中,相同的或者起相同作用的构件设有相同的附图标记,以改善可读性。

具体实施方式

在图1至3中示出根据本发明的连接元件1。图1示出所述连接元件1的立体视图,在本实施例中,所述连接元件实施为所谓的螺纹套筒或螺纹套管。在此,所述连接元件1具有原则上基本旋转对称的基体,所述基体具有大致柱形的头部区段9,所述头部区段通过至少在外侧柱形地成型的区段4与环形的凸缘10连接。所述连接元件1的区段4在其直径D4方面相对于所述环形凸缘10的直径D10在构造第一贴靠面2的情况下方面减小。

为了对本发明进行说明,将以下方向定义作为基础:“向上”的方向是头部区段9背离于区段4延伸的方向。“向下”的方向是环形凸缘10背离于区段4延伸的方向。周向方向是例如区段4的套面延伸的方向。

连接元件1的头部区段9在其直径D9方面相对于区段4的直径D4在构造第二贴靠面3的情况下减小。

由此贴靠面2和3指向相同的方向,在当前情况中向上指向并且在其高度方面彼此错开地布置。在此,两个贴靠面2和3能够在彼此大致平行延伸的平面20、21中延伸。“大致平行”的意思是,所述平面在其对应的形状公差和位置公差内视作构造为彼此平行。然而也能够设想所述平面20、21(贴靠面2、3在所述平面中延伸)彼此不平行的实施方式。

在连接元件1的头部区段9和区段4上分别构造有卡锁钩22形式的形状锁合件5,所述形状锁合件在径向上从头部区段9或从区段4突出并且同时在向上的方向上分别与相应的贴靠面2、3隔开间距。在当前实施例中分别在头部区段9和区段4上可见三个形状锁合件5,其中,在连接元件1的背侧上设置有(在视图中被遮蔽的)第四个形状锁合件5。然而也能够设置更多或更少的形状锁合件5。需要至少一个形状锁合件5用于固定连接元件1,所述形状锁合件或者布置在区段4上或者布置在头部区段9上。在设置多个形状锁合件5时,优选形状锁合件5能够设置为在周向上均匀分布地布置。

在相应的贴靠面2、3上能够附加地设置卡锁件6。在当前实施例中这些卡锁件6构造为卡锁鼻部28。所述卡锁件6优选在周向方向上与所述形状锁合件5错开地布置。

所述连接元件1构造为在头部区段9中用于与其他构件17连接。其他构件17例如在图4和10中示出并且能够是车辆门槛。在当前实施方式中,通过设置螺纹孔7实现用于与其他构件17连接的头部区段9的构造,所述螺纹孔优选与头部区段9或与区段4和凸缘10同心地布置。

在连接元件1同心构型方式中(忽略形状锁合件5和卡锁件6),区段4至少在外侧构成套区段14,所述套区段包围图2中示出的用于紧固件(例如图10中所示的螺栓32)的接收空间8。

用于紧固件的接收空间8也能够偏离套区段14的旋转对称的套面在内侧不旋转对称地成型,以便同时构成用于安置工具的器件12。因此所述器件12也能够称作工具作用件。在当前实施例中,所述器件12构造为扳手面30,如其在图3中所示,所述扳手面构成内六边形的一部分。因此所述套区段14具有柱形的套面和在横截面上成型为六角形的内面。

在构成所述凸缘10以及所述区段4的上侧的贴靠面2、3上还能够布置或在其中放入密封件13,所述密封件能够实施为在周向方向上环绕的密封道29。在此能够设想,同时作为粘合剂作用的密封件13补充或替代设置在贴靠面2、3上的卡锁件6。这在密封件不是粘合而是压缩地实施时也适用。此外也能够只在贴靠面2、3中的一个贴靠面上设置密封件13。

在图4至10中示出空心型材16,连接元件1能够装入或被装入到所述空心型材中。

所述连接元件1在已装配状态中形状锁合地保持在空心型材16中。这能够通过以下方式实现:构造为卡锁钩22的形状锁合件5包围空心型材16的区段18、19,连接元件1的相应贴靠面2、3又贴靠在所述区段上。

将连接缺口23引入到空心型材16中,用于接收连接元件1,所述连接缺口以其凹空24、25(上和下)在空心型材16中延伸并且在此贯穿空心型材16的上区段19和空心型材16的下区段18。在此,由此成型在空心型材16的下区段19的凹空24至少在其直径D24方面构型为能够导向穿过连接元件1的套区段14的大小,而忽略成型在其上的形状锁合件5。成型在空心型材16的上区段19的第二凹空25至少在其直径D25上方面构型为能够导向穿过头部区段19,而忽略成型在其上的形状锁合件5。

附加地在凹空24、25处构造有径向扩张部26,所述径向扩张部与布置在连接元件1上的形状锁合元件5相对应。

为了进行装配,将所述连接元件1通过较大的凹空25在导入方向33上导入到空心型材中,其中,设置在套面14上的形状锁合件与对此对应的凹空26吻合。在到达空心型材16的上区段18时,所述头部区段9在此导向穿过空心型材16的上凹空25,其中,在此形状锁合件5也必须与对此对应的径向扩张部26对准。

在图8中示出将连接元件1导入到空心型材16中的状态,在该图中形状锁合件5与径向扩张部26吻合。为了将连接元件1在空心型材16上固定,在此在周向方向上扭转连接元件1,使得形状锁合件5不再与相应的径向扩张部26吻合,以便如图9所示将空心型材16的对应区段18、19包围。

为了使连接元件1导入到空心型材16中的过程变容易,形状锁合件5至少部分地设置有导入辅助装置,所述导入辅助装置例如通过导入斜面11构成,所述导入斜面在形状锁合件5的背对贴靠面2、3的侧上延伸。一种构型设置:例如只在下述形状锁合件5上设置导入斜面,所述形状锁合件布置在连接元件1的区段4上。通过所述导入斜面实现的连接元件1关于空心型材16的对中和定向已经足以将头部区段9在需要的位态中导入到第二凹空25中。也能够是相反的情况:在该情况中,只有构造在头部区段9上的形状锁合件5具有导入斜面11的形式的导入辅助装置。

装入到空心型材16中的连接元件1能够同时通过装入到该空心型材中的加强元件31被导向并且例如在套区段14的区域中部分地贴靠在加强元件31的内面上。以这种方式连接元件1能够获得附加的功能:接收从加强元件31出发的、在套区段14的方向上作用的力并且将所述力通过头部区段9以及套区段14的侧面配合导入到空心型材16中。

这适用于例如撞击的情况,在该情况中,加强元件31能够侧面变型地被移动。

连接元件1能够优选用于机动车应用中,在所述机动车应用中,空心型材构件由在此所说明的空心型材16制造并且能够与其他构件17(例如与机动车框架)螺旋连接。在此,空心型材16优选在导入方向33上相对其他构件17预紧,其中,贴靠面2、3将在此出现的力沿所述导入方向引入到所述空心型材中。

在这种应用中通常会产生大的振动负荷,所述振动负荷会引起连接元件1和空心型材16之间的连接自动松脱。设置在连接元件1上的卡锁件6通过其贴靠在空心型材的相应区段18、19上抵抗连接元件1关于空心型材16自动的、不希望的扭转。

附加地能够设置熔焊接连部15,如图4中所示,所述熔焊连接部防止连接元件1的扭转。但是代替焊接连接部15和卡锁件6,也能够考虑其他形状和/或摩擦锁合的或材料锁合的安全措施,防止连接元件1的自动扭转。例如能够附加地将连接元件1粘合或钎焊到空心型材16上。也能够设想:使密封件13同时作为摩擦锁合的卡锁件6或作为粘合连接部其作用。

图6和7中示出完整的空心型材16,所述空心型材例如构成用于电动车的电池箱边框的一部分。装入到空心型材16中的连接元件1用于将空心型材16与未示出的电动车的车辆框架螺旋连接。在此尤其有效的是,电动车的电池箱作为磨损件必须可松脱地与机动车连接,因此所述连接元件优选构造为螺纹套管或螺纹套筒用于螺旋连接。

图10中示出空心型材16借助空心型材连接装置27安装在车辆门槛34形式的其他部件17上。在此,螺栓32形式的紧固件将与空心型材16连接的连接元件1与门槛34的螺纹套筒35固定,该螺纹套筒用作其他构件17的紧固件。

由螺栓32和螺纹套筒35之间的螺旋连接部所施加的保持力通过螺栓头36传递到连接元件1接收空间8的内面上并且在此通过相同指向的贴靠面2、3传递到空心型材16中,以这种方式将所述空心型材固定在作为其他构件17的门槛34上。

这里所示的空心型材连接装置的基本原理也能够视作卡口式锁合式连接,因为连接元件1和空心型材16之间的连接通过以下方式实现:将连接元件1大约直线地导入到空心型材16中,随后将连接元件1在平面20、21中扭转,所述平面垂直于导入方向33。

附图标记列表

1连接元件

2贴靠面

3贴靠面

4套区段

5形状锁合件

6卡锁件

7螺旋孔

8接收空间

9头部区段

10凸缘

11导入斜面

12器件

13密封件

14套区段

15焊接点

16空心型材

17其他构件

18区段(下)

19区段(上)

20平面

21平面

22卡锁钩

23连接缺口

24凹空(下)

25凹空(上)

26径向扩张部

27空心型材连接装置

28卡锁鼻部

29密封道

30扳手面

31加强元件

32螺栓

33导入装置

34车辆门槛

35螺纹套筒

36螺栓头

D4直径

D9直径

D10直径

D24直径

D25直径

再多了解一些
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