专利名称：可变夹紧部的盲铆钉的制作方法
技术领域：
本发明涉及盲铆钉(blind rivets)。
背景技术：
盲铆钉可用于固定从薄板到相对较厚部件的各种应用中，也可以用于从钢到塑料 不同门类的各种材料。盲铆钉可以获得较低成本的组件，而且还有利于最终结合部或固定 部的强度和整体性。例如，如果要被连接的一对工件板略微弯曲，则需要这样的铆钉将这些 板夹持在一起。通常要求盲铆钉具有高的抗剪强度，并且可以伸到铆钉体和要插入铆钉的工件中 的孔之间的任意间隙中，以防止工件的板在所施加的振动或所施加的振荡载荷下磨损。这 在汽车工业中特别重要。通常还需要的是，定位(set)时，铆钉应该在工件的盲侧具有单个的压滚型 (roll-type)隆起定位部(setting)，提供对所施加载荷的增大的拉伸阻力，同时提供富有 美感的外观。另外，通常还期望铆钉的心轴在铆钉凸缘区域中平齐地断裂，以有助于提高结合 部的抗剪力。为了满足这些需求，特别是在较高强度盲铆钉的情况下，要求组装时将心轴头 部固定到铆钉体的尾端，并在定位(setting)期间和定位之后保持在合适位置，由此有助 于阻止湿气穿入铆钉体的孔。另外，通过将心轴头部固定在铆钉体中，防止被定位的铆钉中 的心轴头部格格作响。EP 0677666披露了一种盲铆钉，其具有在铆钉的心轴头部下方的凹部。铆钉体的 尾端被压接到心轴头部下方的椭圆形凹部中，另一凹口被设置为靠近铆钉体的凸缘部分。GB 402813示出了一种具有心轴头部的盲铆钉，其具有在该头部下方的倾斜表面。 这种铆钉的缺点是具有相对狭小的夹紧范围(grip range) 0GB 2231932显示了一种具有心轴的盲铆钉，心轴在铆钉头的下方设有沟槽。组装 铆钉时，铆钉体的尾部下陷(swaged into)进沟槽中，以在制造期间将心轴保持在位。拉动 心轴干以定位铆钉时，下陷到心轴头部下方的心轴的铆钉体部分隆起，并被迫开始向外并 与心轴杆中的沟槽脱离接合。由于随着定位而出现隆起，心轴继续运动穿过铆钉体，心轴沟 槽随后与内部隆起孔接合，心轴被锁定在位。但是，这种铆钉的缺点是，心轴与铆钉体的接 合往往不足以阻止心轴头部相对于铆钉体运动。另外，当以最小夹紧厚度定位时，这种铆钉 的缺点是具有多褶而不是单一压滚型定位部。US 6004086披露了一种盲铆钉，其中，心轴设置有处于心轴头部下方的沟槽。这 种铆钉的缺点是，如果铆钉体由如钢之类的较硬材料制成，定位铆钉所需的较大的初撑力 (setting load)将导致心轴头部在定位完成之前就被拉到铆钉体中。EP 1106845披露了一种盲铆钉，其具有在心轴头部下方的凹部，铆钉体的尾端形 成在该凹部中。这种铆钉的缺点是，用于如钢之类的某些材料的初撑力很大，并且随着逼近 最大初撑力，铆钉体的端部变形而内孔移离形成于心轴头部下方的凹部。这导致在凹部和
3铆钉体之间形成间隙，使得心轴断裂时心轴头部相对于铆钉体运动。
GB 2416575披露了一种盲铆钉，其中，在心轴头部下方设有一系列环形沟槽。尽管 这类铆钉提供了足够的夹紧范围，定位铆钉所需的初撑力比其它盲铆钉高，结果，由于完成 铆钉定位后心轴断裂，心轴头部倾向于在反作用力下松开。因此可以看出，所有上述铆钉都存在定位铆钉过程中难以将心轴头部以足够限度 (extent)固定在铆钉体中的缺点。本发明的一些优选实施例希望克服现有技术的上述缺点 中的一或多个。
发明内容
根据本发明，所提供的铆钉包括铆钉体，其具有适于插入工件的孔中并具有贯穿的轴向孔的第一杆部，和在第一 杆部的第一端部处的凸缘，该凸缘用于将第一杆部插入工件的孔中时邻接工件；以及心轴，其具有头部和第二杆部，头部用于接合第一杆部的第二端部，第二杆部适于 延伸穿过轴向孔并被工具拉动以定位铆钉，其中，头部具有邻接部分，用于邻接第一杆部的 第一端部，第二杆部具有第一直径减小部分，该部分适于在定位铆钉期间加载施加于其上 的预定拉伸时铆钉断裂，第二杆部还具有至少一个突起部，该突起部邻近所述邻接部分以 便限定用于在定位铆钉期间接收第一杆部的第一端部的凹部。通过提供至少一个邻近邻接部的突起部来限定用于定位铆钉时接收第一杆部的 第一端部的凹部，其具有的优点是，在定位铆钉期间可将心轴头部更牢固地保持在铆钉体 中，这可防止心轴头部相对于铆钉体运动，且可防止继定位铆钉之后心轴头部在铆钉体中 格格作响。在一优选实施例中，铆钉体被安装到心轴，铆钉体具有邻近第一杆部的第一端部 的第二直径减小部分以及邻近第一杆部的第二端部的第三直径减小部分。这具有提供铆钉体的筒形部分的优点，而有助于在定位铆钉期间使铆钉体隆起。铆钉体可具有在所述第二和第三直径减小部分之间的直径增大部分，其中，在穿 过且平行于铆钉体纵向轴线的平面中，连接最大外直径的区域与最小外直径的区域的至少 一个的直线和铆钉体的纵向轴线之间的角度是1. 0度至1. 9度。铆钉还可包括在所述第二杆部上的至少一个第一沟槽，用于接收所述第二杆部的 一部分，以限定所述第三直径减小部分。至少一个所述第一沟槽可限定相应的第一表面，该第一表面相对于第二杆部的纵 向轴线以第一锐角倾斜。至少一个所述第一锐角可以相对于第二杆部的纵向轴线为10度至20度。组装铆钉时，可将铆钉体的直径减小的那些部分安置在第一直径减小部分的相反 侧上。第一直径减小部分可由多个凹口限定。邻接部分可包括至少一个第二表面，该第二表面相对于第二杆部的纵向轴线以相 应的第二锐角倾斜。至少一个所述第二锐角可以相对于第二杆部的纵向轴线成73度至78度角。邻接部分还可包括被安排在所述第一表面或每个所述第一表面的径向外部的唇
4部，其中，该唇部限定邻近每个所述第二表面的相应第三表面，其中，该第三表面或每个所 述第三表面相对于第二杆部的纵向轴线以相应的第三锐角倾斜，该第三锐角小于相应的所 述第二锐角。至少一个所述突起部可包括相应的第一肋。心轴头部可具有至少一个第四表面，该第四表面相对于第二杆部的纵向轴线倾 斜，用于辅助铆钉插入到工件的孔中。
现在将参考附图通过非限制性的实例描述本发明一优选实施例。附图中图1是实施本发明的组装后的盲铆钉横剖面正视图；图2是图1所示铆钉的心轴头部的侧面正视图；图3是从图2所示铆钉头下方观察的横剖面图；图4是沿图3中线A-A截取的横剖面正视图；图5是沿图3中线B-B截取的横剖面正视图；图6示出了定位于各种厚度的图1所示的铆钉。
具体实施例方式图1为实施本发明的组装后的盲铆钉2的横剖面正视图。铆钉2具有安装至心轴 6的铆钉体4，铆钉体具有第一杆部8和直径增大的凸缘部分10，该凸缘部分被设计为将第 一杆部8插入工件的孔中时邻接工件(未示出)。由两个较小直径部分14、16形成的筒状 部分12从凸缘部分10延伸，铆钉体4的尾端18邻接心轴6的头部20的下侧。参考图2至5，心轴头部20具有倒棱的外表面22，以使铆钉2能容易地进入工件 的孔中，而第二杆部24从心轴头部20延伸且具有颈部断裂部分(breakneck) 26，该颈部断 裂部分由四个凹口形成，这些凹口被设置用来确保当超过施加到心轴6的具体拉伸载荷时 第二杆部24断裂。四个倾斜表面28设置在心轴头部20下方，每个倾斜表面形成心轴6的杆部24的 切线25，表面28的每个相对于第二杆部24的纵向轴线以73度至78度的角度倾斜，优选以 75度角倾斜。围绕心轴头部20还设有唇部30，以便在定位铆钉时消除铆钉体材料绕心轴 头部20运动的倾向性。在颈部断裂部分26和心轴头部20之间设有一系列沟槽32，沟槽32限定一系列环 形肋34、36。最上部肋34形成心轴头部20和第二杆部24之间的腔室38，铆钉体4的材料 被锁定进腔室38中，且在定位过程中和定位之后保持锁定。最上部肋34的存在可消除心 轴头部20由于心轴6断裂而在铆钉体4内侧运动或在因心轴6断裂导致的作用力下相对 于铆钉体4向上运动的倾向性。除了最上部肋34，每个肋36具有倾斜表面40，该倾斜表面相对于心轴杆部24的 纵向轴线以10度至20度的角度倾斜，但优选15度。为了形成组装的铆钉2，可使铆钉体材料下陷进沟槽32中，以便构成上部直径减 小部分16，形成下部直径减小部分14，直径减小部分14、16的形成导致铆钉体4略微弯曲 以形成筒状部分12，并在铆钉体4的孔和心轴6的杆部24之间引入微小间隙42 (图1)。铆
5钉体4的外表面弯曲的角度(即，在穿过并平行于铆钉体4的纵向轴线46的平面中，将最 大外直径52的区域与最小外直径54、56的相应一个区域连接的相应直线48、50与铆钉体 4的纵向轴线46之间的角度A1或A2)是1. 0度至1. 9度，优选是1. 5度。为了定位铆钉2，借助定位工具(未示出)拉动心轴6的杆部24，而凸缘10被定 位工具的鼻状部支承。如图6清楚地看到的那样，拉动心轴6的杆部24时，铆钉体4隆起， 长度变短，以填充工件中的孔，然后塌陷，而形成盲侧的隆起44。与其它类型的铆钉相比， 由于铆钉体4的隆起或塌陷发生在更靠近本体的端部，隆起很小，但隆起可能使铆钉体材 料从与心轴杆部24的沟槽32接合的状态中移离。然而，铆钉体材料保持在心轴头部20下 方的凹部38中，以将心轴6锁定到铆钉体4，致使在定位铆钉期间和定位之后，心轴头部20 和铆钉体4更牢固地彼此附联。以这种方式，可避免随后铆钉格格作响，而且铆钉结合部的 整体性和强度得以改善。所属领域技术人员应该理解，上述实施例仅是示例性的，而没有任何限制的意思， 而且在不超出所附权利要求限定的本发明范围的前提下，可作出各种变换和改型。
权利要求
一种铆钉，包括铆钉体，其具有适于插入工件的孔中并具有贯穿的轴向孔的第一杆部和在第一杆部的第一端部处的凸缘，该凸缘用于将第一杆部插入工件的孔中时邻接工件；以及心轴，其具有头部和第二杆部，头部用于接合第一杆部的第二端部，第二杆部适于延伸穿过轴向孔并被工具拉动以定位铆钉，其中，所述头部具有邻接部分，用于邻接第一杆部的第一端部，第二杆部具有第一直径减小部分，该部分用于在定位铆钉期间对其加载预定张力时断裂，第二杆部还具有至少一个突起部，该突起部邻近所述邻接部分以便限定出用于在定位铆钉期间接收第一杆部的第一端部的凹部。
2.如权利要求1所述的铆钉，其中，所述铆钉体被安装到心轴，该铆钉体具有邻近第一 杆部的第一端部的第二直径减小部分以及邻近第一杆部的第二端部的第三直径减小部分。
3.如权利要求2所述的铆钉，其中，所述铆钉体在所述第二和第三直径减小部分之间 具有直径增大部分，其中，在经过且平行于铆钉体纵向轴线的平面中，将最大外直径的区域 与最小外直径的区域中的至少一个连接的直线和铆钉体的纵向轴线之间的角度是1. 0度 至1.9度。
4.如权利要求2或3所述的铆钉，还包括在所述第二杆部上的至少一个第一沟槽，用于 接收所述第一杆部的一部分，以限定所述第三直径减小部分。
5.如权利要求4所述的铆钉，其中，至少一个所述第一沟槽限定出相应的第一表面，该 第一表面相对于第二杆部的纵向轴线以相应的第一锐角倾斜。
6.如权利要求5所述的铆钉，其中，至少一个所述第一锐角相对于第二杆部的纵向轴 线成10度至20度角。
7.如权利要求3至6中任一项所述的铆钉，其中，组装铆钉时，铆钉体的所述直径减小 部分被安置在第一直径减小部分的相反侧上。
8.如前述权利要求中任一项所述的铆钉，其中，第一直径减小部分由多个凹口限定。
9.如前述权利要求中任一项所述的铆钉，其中，所述邻接部分包括至少一个第二表面， 该第二表面相对于第二杆部的纵向轴线以相应的第二锐角倾斜。
10.如权利要求9所述的铆钉，其中，至少一个所述第二锐角相对于第二杆部的纵向轴 线成73度至78度角。
11.如权利要求9或10所述的铆钉，其中，所述邻接部分还包括唇部，该唇部被安排为 在所述第二表面或每个所述第二表面的径向外部，其中，所述唇部限定出邻近每个所述第 二表面的相应第三表面，并且其中，所述第三表面或每个所述第三表面相对于第二杆部的 纵向轴线以第三锐角倾斜，该第三锐角小于相应的所述第二锐角。
12.如前述权利要求中任一项所述的铆钉，其中，至少一个所述突起部包括相应的第一肋。
13.如前述权利要求中任一项所述的铆钉，其中，所述心轴头部具有至少一个第四表 面，该第四表面相对于第二杆部的纵向轴线倾斜，用于辅助铆钉插入工件的孔中。
全文摘要
本发明披露了一种可变夹紧部的盲铆钉(2)。该铆钉包括铆钉体(4)，其具有适于插入工件的孔中并带轴向孔的第一杆部(8)和在第一杆部的第一端部处的凸缘，该凸缘用于将第一杆部插入工件的孔中时邻接工件。心轴(6)具有用于接合第一杆部的第二端部的头部(20)和第二杆部(24)，该第二杆部适于延伸穿过轴向孔并被工具拉动以定位铆钉。头部具有邻接部分(28)，用于邻接第一杆部的第一端部，第二杆部具有第一直径减小部分(26)，该部分适于在定位铆钉期间被施加预定拉伸载荷时断裂。邻近所述邻接部分的至少一个突起部(34)限定相邻凹部，用于在定位铆钉期间接收第一杆部的第一端部。
文档编号F16B19/10GK101981330SQ200880128404
公开日2011年2月23日 申请日期2008年9月15日 优先权日2008年2月4日
发明者丹尼尔·R·史密斯, 史蒂文·V·琼斯, 哈罗德·M·博恩, 戴维·J·布鲁克斯, 格雷厄姆·F·H·威廉斯, 约翰·戴维斯 申请人:纽弗雷公司