連接嵌件以及其嵌入方法和制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種連接嵌件、特別是螺紋嵌件，其可以模制或嵌入到塑料部件中。此夕卜，本發明涉及一種用于將該連接嵌件嵌入到已形成的塑料部件中的方法和用于將該連接嵌件模制到待模制或成形的部件中的方法。此外，本發明涉及一種用于該連接嵌件和具有連接嵌件的部件的制造方法。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，不同的連接嵌件、特別是螺紋嵌件是已知的。取決于此類部件嵌件應在其中被扣緊的部件材料，此類連接嵌件的形狀的配置變化不一。US 6,676,352 B2(例如)公開了一種螺紋嵌件，所述螺紋嵌件可以被擰進或驅動進木部件的預鉆孔中。為此，這個連接嵌件包括位于其徑向外側上的絲狀延伸肋條，所述絲狀延伸肋條切入部件的木質中。因此，這個連接嵌件被建構成類似于木螺釘且因此不適合于塑料部件。
[0003]—般地，將連接嵌件嵌入到業已形成的塑料部件中是已知的。此類嵌入是通過將熱供應給塑料部件使得塑料局部塑化來完成。接著將連接嵌件壓入到這個塑化塑料中，使得其在塑料硬化或固化之后被扣緊于塑料部件中。就此類可嵌入型連接嵌件而言，各種構造在現有技術中是已知的。WO 2011/130070 Al描述了(例如)一種具有帶徑向外側的圓柱形主體的可嵌入型連接嵌件。在這個徑向外側處布置有呈圓周波狀延伸的徑向突出連接板。在嵌入連接嵌件期間(即，當在軸向上將連接嵌件壓入到塑化塑料中時)，這些徑向突出連接板推動在其前面的塑化塑料。由于塑化塑料在插入連接嵌件期間冷卻并且也具有差的流動行為，所以僅位于波狀延伸的連接板之間的中間空間的一部分填充有塑化塑料。這意味著連接嵌件僅具有對抗抽出的較低軸向防范性。
[0004]另一連接嵌件描述于WO 2011/109236 Al中。此處，布置于圓柱形主體的徑向外側處的徑向突出連接板也以波形延伸。另外，這些連接板被布置成在軸向上具有傾角。由此可見，關于軸向抽出方向，近似在軸向上延伸的這些連接板也僅可以提供有限的抽出強度。
[0005]WO 2011/130073 Al描述了一種在其徑向外側上具有多個突出鎖鼻的可嵌入型連接嵌件。這些鎖鼻經形成為在連接嵌件的軸向插入方向上呈錐形，以便于嵌入。與抽出方向相反，這些鎖鼻包括被定向成近似垂直于抽出方向的支撐表面。但是，與徑向外側的其余的表面形成對比，這些支撐表面形成得較小以使得塑化塑料由于其高的表面張力而無法發生完全回流。因此，同時，固化的塑料不足以將連接嵌件鎖定在塑料部件中。
[0006]另外一種連接嵌件(尤其是螺紋嵌件)描述于DE100 13 091 Al中。當徑向圓周套環布置于一端時，多個連續錐形段被布置于圓柱形主體的徑向外側上。這些錐形段在螺紋嵌件的軸向插入方向上呈錐形。以此方式，形成了多個徑向圓周表面，這些徑向圓周表面可形成切口并因此對抽出形成防范。但是，由于此處在嵌入期間也僅發生塑化塑料的緩慢流動，所以塑化塑料僅在此處形成的徑向圓周邊緣后面不完全流動。這部分地是由于在軸向上延伸的塑化塑料流道僅覆蓋主體的徑向外側的較小部分。另外的一個缺點是:雖然提供了對抽出的軸向防范性，但僅給予插入方向上的有限軸向強度。這部分地是由于主體的經形成為錐形的徑向外側支持將螺紋嵌件軸向插入到塑料部件中。
[0007]因此，本發明的目標是提供一種可嵌入型連接嵌件，與現有技術相比，所述可嵌入型連接嵌件可安裝成對抽出具有更可靠的防范性。
【發明內容】
[0008]上文所提及的目標是通過根據獨立專利權利要求1所述的連接嵌件(尤其是螺紋嵌件)來解決。此外，獨立專利權利要求13定義一種用于將這個連接嵌件嵌入到已形成的塑料部件中的方法。此外，在獨立專利權利要求17中，定義一種用于將連接嵌件模制到將在一次成型過程期間制造的部件中的方法。此外，本發明公開根據獨立專利權利要求21所述的用于此類連接嵌件的制造方法。另外，本發明公開根據權利要求25所述的具有上文所提及的連接嵌件的部件。本發明的有利配置和進一步發展由以下描述、附圖以及隨附權利要求書廣生。
[0009]本發明的連接嵌件(尤其是螺紋嵌件或具有螺紋栓的連接嵌件)可模制到塑料部件中，并且包括以下特征:圓柱形主體，其具有徑向外側以及第一和第二軸向端;布置于主體的徑向外側的至少一個圓周套環，其至少部分地具有與主體剩余部分相比最大的外徑且其被布置成相對于主體的第一和第二軸向端隔開；以及徑向突出結構，其布置于主體的徑向外側處。
[0010]本發明的連接嵌件可模制到待形成的塑料部件中或可模制到已形成的塑料部件中，以使得任何連接元件或任何其它部件可被扣緊于或扣緊在這個連接嵌件上。根據本發明的優選實施例，術語“模制”定義一種嵌入到業已形成的塑料部件中的過程。為此目的，首先，使部件材料在所選部分中塑化以便在那里嵌入或壓入于連接嵌件中。下文更詳細地解釋了此過程。根據進一步優選實施例，模制包含在用于制造該部件的一次成型過程期間將連接嵌件布置并扣緊于這個部件中。此類一次成型過程包括(例如)鑄造、壓鑄、噴射成形、注射成型、擠出吹塑、擠壓、燒結、電鑄成形和快速原型。因此，連接嵌件優選地包括螺紋嵌件、用于提供插入式封蓋的嵌件、實現搭扣連接的嵌件、具有螺栓狀軸向延伸部(例如，具有螺紋)的嵌件以及可以使兩個部件彼此聯接所借助的任何其它連接系統。此外，本發明的構造、制造方法以及將連接嵌件嵌入到部件中的方法和將連接嵌件模制到部件中的方法是基于螺紋嵌件來解釋的。因此，下文中所描述的螺紋嵌件的所有構造性和功能性特征也適用于不同連接嵌件。
[0011]本發明的螺紋嵌件由于其徑向外側的特殊設計達成了可靠的軸向抽出強度，而同時能嵌入到已形成的塑料部件以及模制到待形成的塑料或金屬部件中，且因此與現有技術相比改進了螺紋嵌件在這個部件中的錨定。本發明的螺紋嵌件包括位于其徑向外側上的圓周套環，只是所述圓周套環并非布置于主體的兩個端部處。以此方式，這至少一個徑向突出套環(其也具有完整螺紋嵌件的最大外徑)在螺紋嵌件的兩個軸向負荷方向上產生高軸向強度。這得以優選地實現，僅僅是因為徑向圓周套環在螺紋嵌件的軸向抽出方向以及其嵌入方向上形成鎖定切口。與螺紋嵌件的這種軸向穩定性相結合，借助于額外地布置在徑向外側處的徑向突出結構實現了防范螺紋嵌件沿其縱向軸線旋轉的功能。概括地說，必須強調:連接嵌件和部件或部件材料之間的扣緊適形尤其是借助于連接嵌件的外部配置的凸切口(尤其是圓柱形主體)來產生的。這些凸切口比從現有技術中已知的連接嵌件的徑向外側上的溝槽和凹口更有效。
[0012]為了確保對旋轉的這種防范性，優選地，徑向突出結構在主體的縱向上、優選地平行于主體的縱向軸線連續和/或間斷地延伸。基于突出結構的這種定向或路線，形成了徑向切口，所述徑向切口以阻擋的方式抵制螺旋嵌件的旋轉。
[0013]根據進一步優選實施例，至少一個圓周套環在主體的軸向上受到兩個側表面的限制，所述側表面各自至少部分地與主體的縱向軸線圍成至多90°的角度、尤其是小于90°的角度。研究表明，特別地，具有兩個被布置成相對的側表面及因此在兩個方向上充當切口的側表面的圓周套環有利地支持螺紋嵌件的軸向強度。另外的準則是，側表面相對于螺紋嵌件的縱向軸線以何種角度布置。令人驚訝地，側表面和主體的縱向軸線之間的尤其是90°和更小的角度造成塑料部件內的螺紋嵌件的軸向強度進一步增加。因此并且根據不同優選實施例，在套環的側表面和主體的縱向軸線之間形成不同銳角，這些銳角是視塑料部件中的螺紋嵌件的負荷來配置。特別優選的角度(例如)是在85°和70°之間的范圍中。
[0014]為支持螺紋嵌件的下述嵌入方法，螺紋嵌件的套環優選地包括圓周路線中的分段變化直徑，以使得多個徑向谷地和高地布置于該套環中。令人驚訝地，該圓周套環不阻止螺紋嵌件嵌入到塑料部件中，盡管其標示尺寸(尤其作為徑向谷地)確保了充足的塑化塑料可溢出套環，并且可因此分布在位于主體的徑向外側上的結構中。徑向谷地中的這種溢出也導致套環的側表面和螺紋嵌件的徑向外側之間的銳角將完全或幾乎完全填充有塑料。在先前塑化的塑料凝固之后，尤其是圓周套環中的高地產生螺紋嵌件的上文業已描述的軸向強度。
[0015]根據本發明的另一個優選實施例，鄰近于圓周套環的徑向突出結構由優選部分地平行于主體的縱向軸線而延伸和/或相對于主體的縱向軸線而傾斜的滾花組成，所述滾花布置于套環的一側或兩側上。這表明，優選地，這個結構延伸遍布位于主體的軸向端和圓周套環之間的完整部分。類似地，優選地，這個結構僅填充位于主體的軸向端和套環之間的數個部分或子區。根據本發明的進一步優選實施例，這個滾花由徑向突出連接板組成，所述徑向突出連接板相對于彼此均勻隔開且具有多邊形、圓形或曲線形的橫截面。
[0016]上文所描述的連接嵌件的結構可適用于不同連接嵌件。因此，優選地，該連接嵌件包括具有徑向內側的中心孔，且有連接結構設置于所述徑向內側處。這個連接結構由螺紋、插入式封蓋、徑向滾花或另一連接構造形成，并與可插入型連接元件合作。
[0017]根據本發明的進一步優選實施例，至少一個圓周套環被布置成軸向居中和/或鄰近于圓柱形主體的軸向端。在此，套環未布置成毗鄰軸向端。根據另一個優選實施