本發(fā)明涉及一種螺釘連接件，包括支撐部件、附加部件和用于將支撐部件固定至附加部件的螺釘，其中，支撐部件具有塑料制成的待被刻螺紋的管(tubetobethreaded)，該待被刻螺紋的管用于通過摩擦嵌合和正嵌合來容納螺釘。本發(fā)明還涉及一種借助螺釘將支撐部件連接至另一部件的方法。

背景技術(shù)：

塑料主要由于其高強(qiáng)度和低重量而在多個領(lǐng)域中使用，諸如汽車工業(yè)。對于用于獲得塑料部件的可拆卸連接的螺釘連接具有特殊要求，傳統(tǒng)的鈑金螺釘或木螺釘或者不充分地滿足或者完全不滿足這些要求。

在現(xiàn)有技術(shù)中特別地已知螺紋成型螺釘或螺紋滾壓螺釘，它們被歸入“木螺釘”術(shù)語下。它們主要由頭部和螺桿芯構(gòu)成，螺桿芯為在螺釘?shù)募舛颂幓蚨嗷蛏俚刂饾u變細(xì)成點(diǎn)的細(xì)長錐或銷的形狀。螺桿芯由從螺紋根部徑向地凸出的螺旋外周切削緣包圍，該螺旋外周切削緣過渡到切削螺紋的兩個牙側(cè)(flank)中，且具有或多或少的急彎部。反過來，牙側(cè)設(shè)置有從螺紋根部到牙頂?shù)暮愣ǖ穆菥啵Y(jié)果，在兩個牙側(cè)線之間獲得均勻的螺紋角。這種類型的螺釘還用于將塑料螺固在一起。

另外，在汽車工業(yè)中，集中于輕量化結(jié)構(gòu)的競爭導(dǎo)致了塑料的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，包括了物理或化學(xué)泡沫的使用的增加，該物理或化學(xué)泡沫利用空氣(氮?dú)?，co2)代替塑料材料。在使用或類似工藝生產(chǎn)的物理泡沫的情況下，將諸如氮?dú)?、二氧化碳或化學(xué)發(fā)泡劑這樣的物質(zhì)在超臨界狀態(tài)下在壓力下注入熔融塑料中并均勻分布。在注入非加壓模具中之后，氣體與熔體分離并形成了細(xì)孔泡沫結(jié)構(gòu)。保持壓力的省略和降低的粘度、最小化或消除的凹痕和應(yīng)力是支持這種趨勢的主要方面。

當(dāng)在包括泡沫塑料的塑料中使用時，所有已知的螺釘都具有例如通過使螺入口破裂或者應(yīng)力破裂而損壞其所進(jìn)入的塑料的缺點(diǎn)。同時，所述螺釘還需要相對高的旋入扭矩。在螺釘連接件中，當(dāng)使用mucell注塑成型件時，壓縮層被損壞，導(dǎo)致傳統(tǒng)的螺釘完全失去其在泡沫層的剩余部分中的保持作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種螺釘，其中，以相對高的旋入扭矩確保螺釘與泡沫塑料之間的直接的、高負(fù)荷的連接，特別是在具有不同稠度的塑料的情況下。

通過獨(dú)立權(quán)利要求1和10的特征實(shí)現(xiàn)該目的。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種螺釘連接件，其包括支撐部件、附加部件和螺釘，該螺釘用于將支撐部件固定至附加部件，其中，支撐部件具有由塑料制成的待被刻螺紋的管或者螺紋凸臺，用以通過摩擦嵌合和正嵌合(positivefit)來容納螺釘。此處，待被刻螺紋的管由熱塑性泡沫制成，并且螺釘具有鈍邊螺紋，其中，螺釘隨著其被擰入而壓縮待被刻螺紋的管的泡沫。

根據(jù)本發(fā)明的輪廓形式，使得熱塑性泡沫通過螺釘被擰入時的塑性變形和摩擦而能夠使其形狀緊密地適合于鈍的螺紋牙頂和根部，而不被切割。換言之，雖然螺釘被擰入材料中，材料移位并且被壓縮，但是不被侵入式地切割。因此避免了待被刻螺紋的管或者螺入口的破裂或者開裂，這是因?yàn)楸宦葆攭河〉穆菁y對于螺釘?shù)倪^度擰緊，即對于切割螺釘螺紋的剪切力具有更強(qiáng)的抵抗性。

在從屬權(quán)利要求中得到有利的實(shí)施例。

螺釘優(yōu)選地具有多個螺紋，螺紋具有至少部分地比待被刻螺紋的管的內(nèi)徑大的外徑。這確保了螺釘?shù)闹辽僖恍┎糠执倘牍軆?nèi)而不切割其外壓縮層。

螺釘優(yōu)選地具有帶有30°至90°的，優(yōu)選地>60°的牙側(cè)角的鈍螺紋。鈍螺紋，也即牙側(cè)與螺紋根部之間的圓形過渡，使得得到了無切口的螺釘輪廓，從而進(jìn)一步降低了作用在塑料和/或泡沫上的應(yīng)力。牙側(cè)與螺紋根部之間的過渡可以逐段地發(fā)生，第一區(qū)段的螺紋范圍具有30°至90°，優(yōu)選地>60°的牙側(cè)角。牙側(cè)與螺紋根部之間的過渡中的第二區(qū)段呈現(xiàn)出具有145°至170°的角度的切向過渡。第三區(qū)段包含兩牙側(cè)之間的螺紋根部，并且呈現(xiàn)了具有170°至180°的角度的圓形區(qū)段。

螺釘優(yōu)選地具有帶有圓邊的螺紋。

依據(jù)螺釘長度和直徑，螺釘優(yōu)選地具有大于2mm的螺紋間距。

本發(fā)明的另一有利實(shí)施例提出：部件的待被刻螺紋的管的熱塑性泡沫是在化學(xué)或者物理發(fā)泡工藝，特別是mucell工藝中制造的。這產(chǎn)生了給出的螺釘?shù)膸缀涡螤罘浅＿m合的內(nèi)管和外管結(jié)構(gòu)，以確保螺釘與泡沫塑料之間的高負(fù)荷連接，特別是在具有不同稠度的塑料的情況下。

至少待被刻螺紋的管優(yōu)選地由帶有壓縮外層的微孔泡沫或者一體泡沫構(gòu)成。為提高熱絕緣性能，塑料層可以包括氣體沉積物。例如可以使用mucell工藝生產(chǎn)這些氣體沉積物。在該方法中，在注射過程中，將少的精確的量的氮和二氧化碳引入塑料熔體中。借此，能夠獲得無應(yīng)力的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此尺寸非常均勻。然而，除了使用氮?dú)夂投趸贾?，還可以使用其它化學(xué)或物理發(fā)泡劑。

塑料層優(yōu)選地具有允許細(xì)胞孔隙濃度在塑料層體積的107至1010個細(xì)胞/cm³范圍內(nèi)的氣體沉積物。

待被刻螺紋的管優(yōu)選地具有0.1至3mm厚的側(cè)壁和0.1至3mm厚的底部。

支撐部件和/或附加部件由塑料，通常是熱塑性泡沫，通過使用化學(xué)或物理發(fā)泡工藝，尤其是mucell工藝制成。

本發(fā)明還涉及一種借助螺釘將支撐部件連接至另一部件的方法。該方法包括以下步驟：

使用化學(xué)或者物理發(fā)泡工藝，特別是mucell工藝從由熱塑性泡沫形成帶有待被刻螺紋的管的支撐部件；

提供螺釘，該螺釘具有多個鈍邊螺紋，該鈍邊螺紋的外徑至少部分地比待被刻螺紋的管的內(nèi)徑大；

將附加部件放置在待被刻螺紋的管上；以及

以非螺紋滾壓的方式將螺釘通過附加部件而旋入待被刻螺紋的管中，其中，螺釘隨著其被擰入而壓縮待被刻螺紋的管的泡沫。

附圖說明

下面參考附圖更加詳細(xì)地說明本發(fā)明的各個實(shí)施例。

在附圖中：

圖1示出通過具有螺紋滾壓螺釘(背景技術(shù))的傳統(tǒng)的緊密注塑成型材料的塑料管的截面；

圖2示出通過使用mucell工藝生產(chǎn)的、具有根據(jù)本發(fā)明的螺釘?shù)乃芰瞎艿慕孛?；以?/p>

圖3示出另一實(shí)施例中的使用mucell工藝生產(chǎn)的、具有根據(jù)本發(fā)明的螺釘?shù)乃芰瞎艿慕孛妗?/p>

具體實(shí)施方式

圖1示出通過帶有傳統(tǒng)的螺紋滾壓螺釘?shù)木o密注塑成型材料的現(xiàn)有技術(shù)塑料管4的截面的側(cè)視圖。當(dāng)在塑料中使用時，已知的尖銳邊緣的螺釘具有通過使螺入開口破裂或通過應(yīng)力破裂而損壞被旋入的塑料的缺點(diǎn)。同時，需要相對高的扭矩以驅(qū)動螺釘。

在使用mucell注塑成型件的螺釘連接件中，壓縮層被這種螺釘損壞，結(jié)果，傳統(tǒng)的螺釘完全失去其在泡沫層的殘留物中的保持作用。

圖2示出利用根據(jù)本發(fā)明的螺釘3的使用mucell或其他類似工藝制造的塑料管4的截面的側(cè)視圖。螺釘3的外形可以是圓錐形的。螺釘?shù)闹睆酵ǔＴ?mm與8mm之間。螺釘?shù)募舛丝梢允氢g的或者是尖銳的。此處，螺釘?shù)亩瞬靠梢跃哂卸痰?、尖的切削部，其然后過渡到鈍的形狀。所述過渡可以是連續(xù)的或者是突變的。

待被刻螺紋的管4由帶有壓縮的外層的微孔泡沫或者一體泡沫構(gòu)成。關(guān)于螺釘，帶有鈍形的螺紋牙頂5和圓形螺紋根部的輪廓使得熱塑性泡沫的壓縮外層能夠在螺釘旋入時通過塑性變形和摩擦而使其形狀緊密地適應(yīng)螺釘，而不被切割。附圖中直接示出了材料移位或者壓縮。避免了待被刻螺紋的管4的破裂或斷裂。

例如，此處牙側(cè)與螺紋根部之間的過渡是逐段進(jìn)行的。作為第一區(qū)段，圖2中的外螺紋區(qū)域具有鈍螺紋，該鈍螺紋的螺紋角為30°至90°，優(yōu)選為>60°。到第二段或區(qū)段的過渡可以是清晰的突變。牙側(cè)與螺紋根部之間的過渡中的第二區(qū)段呈現(xiàn)出具有145°至170°的角度的切向過渡。第三區(qū)段包含兩牙側(cè)之間的螺紋根部，并且呈現(xiàn)了具有170°至180°的角度的圓形區(qū)段。

在另一實(shí)施例中，圖3示出了通過使用mucell或類似工藝生產(chǎn)的塑料管4的截面圖，且具有在擰入操作之前和之后的根據(jù)本發(fā)明的螺釘3。示出的待被刻螺紋的管4呈現(xiàn)為應(yīng)力消除管，其基本上比壓縮管小。當(dāng)被旋入時，螺釘3擠入待被刻螺紋的管4的外層，或者一直貫通管的底部。