用于接合复合部件的实心铆钉制造技术

本发明专利技术涉及一种具有铆钉头（５）和柄部（６）的实心铆钉，该柄部与铆钉头（５）轴向对齐，其中铆钉头的最大直径大于柄部（６）的外直径。为了也能实现ＦＶＫ部件的彼此牢固且可靠的连接，而且这并不意味着增加制造成本，根据本发明专利技术提出，柄部（６）具有至少一个末端部段（１１）、一个中间部段（１０）和一个头部部段（９），其中中间部段（１０）的外直径小于末端部段（１１）的外直径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种实心铆钉，和特别地、但是不仅仅涉及一种根据权利要求1的前 序部分所述的、用于接合复合部件的实心铆钉。
技术介绍
在航空业发展初期，在飞机制造业中大量使用实心铆钉。即使是现代的飞机，如 A380也利用这种部件接合，尤其在外壳装配中，铆钉因为低廉的价格和良好的可自动化性 而广泛使用。目前使用的实心铆钉大部分由铝合金(2017-T42，2117-T42或7050-T73)制成，由 钛或钛合金制成的实心铆钉用于特殊用途。在飞机制造业中不再使用钢制的实心铆钉。此 外，还有双金属的铆钉，例如Cherry公司的铆钉。这种铆钉包括高强度的钛合金(Ti6A14V) 制成的柄部和软性钛合金(Ti45Nb)制成的柄部端部。在制造铆钉时，借助于摩擦焊接来连 接这两种部件。铆钉的安装通过软的柄部端部的变形来实现。在一定的边界条件下，这种用于接 合由纤维增强塑料(FVK)制成的部件的连接件也就适合于形成FVK/FVK-结构。由于腐蚀 的原因在此没有应用由铝制成的实心铆钉，取而代之的是应用钛合金(TiNb45)作为铆钉 材料。传统铆钉的问题在于，在铆钉变形时产生很大的力，其导致了将铆钉的材料在孔 中沿径向向外挤出。该向外挤出的材料尤其会在用于铆钉的孔的边缘处损坏接合部件的材 料。当这在由金属制成的接合部件中导致金属变形时，通过该变形可能轻微地损害部件的 稳定性和适用性，由于铆钉安装时压力极高，在铆钉镦头的区域中的FVK部件中导致单个 FVK层的分层。除了层压材料层的分层之外，也还可能在FVK部件中产生裂缝。因此为了避免发生分层和形成裂缝，规定在铆钉镦头侧使用金属材料。可以利用 以下方法来满足该要求，即在使用金属垫片的情况下接合FVK/FVK-结构，然而这意味着高 昂的制造费用。因此，在目前的现有技术中，不可能借助于实心铆钉来接合FVK/FVK-结构。由US 2 358 728公开了一种拉紧铆钉，其中柄部包括突出的头部、连接在柄部上 的销子、横向于柄部延伸的、紧挨销子的槽以及用于容纳材料的附加狭缝，其中销子的直径 小于槽的直径。US 3 634 928公开了一种用于制造铆钉连接部的方法，其中应用了一种在铆钉的 柄部中具有一个或多个环状槽的铆钉。该槽用于延缓铆钉的过渡部成为蘑菇形并且由此缩 短了铆钉的中间部段，从而基本上均勻地向外挤压材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于实现一种铆钉，利用该铆钉可以克服前述缺点并且也实现FVK 部件的彼此牢固且可靠的连接，而且这并不意味着增加制造成本。3该目的通过根据权利要求1所述的实心铆钉实现。从属权利要求的内容是本专利技术 的优选实施方式。本专利技术的一个主要方面在于，在根据现有技术的实心铆钉中设置有在实心铆钉的 柄部上的、位于铆钉镦头侧的材料的背面的高度处的凹处、槽或棱角。而在安装不具有这 种凹处或棱角的传统铆钉时，FVK部件从孔缘出发开始分层，在根据本专利技术的实心铆钉中的 棱角阻止了铆钉在孔缘处与待接合的部件接触，从而避免了在该区域中的FVK部件发生分层。根据本专利技术的实心铆钉具有铆钉头和柄部，该柄部与铆钉头轴向对齐，其中铆钉 头的最大直径大于柄部的外直径，该实心铆钉的特征在于，柄部具有至少一个末端部段、一 个中间部段和一个头部部段，其中中间部段的外直径小于末端部段的外直径。根据本专利技术的实心铆钉优选具有一个或多个(技术上可能且有意义的)特征-三个部段分别为圆柱形；-末端部段逐渐变为锥形，其中末端部段在其自由的端部上具有更小的外直径；_末端部段由软性材料制成并且中间部段和/或头部部段由高强度材料制成；-末端部段逐渐变为锥形，其中末端部段在其自由的端部上具有很小的外直径；-在头部部段与中间部段之间的和/或在中间部段与末端部段之间的过渡部为阶 梯形；-在头部部段与中间部段之间的和/或在中间部段与末端部段之间的过渡部仅具 有一个边棱；-在头部部段与中间部段的直径之间的差值取决于中间部段的长度；-第二中间部段和第二末端部段连接在第一末端部段上。此外，根据本专利技术的铆钉具有以下优点恰好如同“传统”的铆钉一样来安装根据 本专利技术的铆钉，也就是说，可以应用已知的工具并且可以完全如同在现有技术中一样利用 根据本专利技术的实心铆钉接合部件。此外通过相应深的棱角或槽实现了重量的减小。附图说明由下面的对于本专利技术的优选的实施方式的说明参考附图给出其它的特征和优点。图1示出变形前根据现有技术的实心铆钉；图2示出变形后根据图1的实心铆钉；图3示出变形前根据本专利技术的实心铆钉的实施方式；图4示出变形后根据图3的实心铆钉；图5至8示出根据本专利技术的实心铆钉的其它优选实施方式。附图不是按比例绘出的。只要不是为了标注其它部件，则相同的或作用相同的部 件都使用相同的参考标号。具体实施例方式图1示出根据现有技术的实心铆钉，上部件1和下部件2应该与该实心铆钉连接， 仅分别示出了该上部件和下部件的一部分。设置延伸穿过两个部件的孔3用于接合部件1 和2。实心铆钉4插入该孔3中，其中通过铆钉头5在其中一侧上阻止了实心铆钉4完全滑动穿过孔3。柄部6连接在实心铆钉4的铆钉头5上，该柄部在轴向上与铆钉头5对齐并且 如此长，即该柄部伸出孔3的、与铆钉头5相对的一侧。铆钉头优选可以埋入上部件1的表 面中，从而铆钉头齐平地终止于部件1的表面。铆钉头的最大直径大于孔3的内直径且大 于柄部6的外直径。图2示出接合后、即变形后的铆钉4。如可以看出的那样，铆钉头5的形状没有任 何改变，而柄部6的自由的端部由于合适的工具的作用这样地扩宽，即变形的柄部6的外直 径目前在此大于孔3的内直径。因此，柄部6的变形的部段形成铆钉镦头7，该铆钉镦头阻 止了实心铆钉4在铆钉头5的方向上的运动并由此使两个部件1和2彼此保持不变状态。同样如从图2可看出，当柄部6在其自由的端部上变形成铆钉镦头7时可能出现 部件2的损害。在变形时，铆钉4的材料被挤压和压缩，通过该材料的压力作用，部件2的 材料也被挤压，因此在孔3的后缘的区域中，部件2的单个的层压材料层8彼此分离并分 层。因此损害了部件2的层压结构的强度。此外还会出现部件2深入孔3的周围，如通过 图2中虚线所示的那样，其示出部件的原始厚度或其接合后的理想状态。为了避免由于实心铆钉4的材料的移位而造成部件2在孔3的周围的不希望的变 形，根据本专利技术，实心铆钉4在孔3的后缘的高度处配有棱角或槽。在图3中示出这种根据 本专利技术的实心铆钉的第一实施方式。在根据图3的实心铆钉4中，由三个不同的部段替代了统一的柄部6。头部部段9 作为第一部段连接在铆钉头5上。其后在实心铆钉的自由的端部的方向上跟随的是中间部 段10，并且在中间部段上又连接了形成实心铆钉4的自由的端部的末段部段11。单个部段 的特征或彼此之间的区别在于，它们都分别具有与相邻的部段的不同的直径。尤其是中间 部段10的外直径小于末段部段11的外直径。此外，中间部段10的外直径小于头部部段9 的外直径。可自由选择头部部段9和末段部段11的直径的关系。因此可以如在图3中所 示那样，头部部段9具有大于末段部段11的直径，然而同样也可能的是，选择末段部段11 的直径等于或略大于头部部段9的直径(未示出)。在图3中以“a”表示中间部段10的直 径。在如图3所示的实心铆钉4已在孔3中定位之后，如在现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有铆钉头（５）和柄部（６）的实心铆钉，所述柄部与所述铆钉头（５）轴向对齐，其中所述铆钉头的最大直径大于所述柄部（６）的外直径，其中所述柄部（６）具有至少一个末端部段（１１）、一个中间部段（１０）和一个头部部段（９），其中所述中间部段（１０）的外直径（ａ）小于所述末端部段（１１）的外直径，其特征在于，这样地选择所述中间部段（１０）的所述外直径（ａ），即在所述实心铆钉变形时，所述中间部段（１０）的材料没有填满所述中间部段（１０）与孔（３）之间的间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得瓦斯，
申请(专利权)人：空中客车运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[]