CZ20023219A3

CZ20023219A3 - Utěsněné, přestavitelné a samosvorné šroubové spojení

Info

Publication number: CZ20023219A3
Application number: CZ20023219A
Authority: CZ
Inventors: Hans-Joachim Dembowsky; Theodor Dr. Wenniges; RAINER SüSSENBACH
Original assignee: Böllhof Gmbh
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2003-05-14
Also published as: DE50206203D1; DE10147141A1; EP1296069A3; EP1296069A2; BR0203819B1; US20030059274A1; CZ300033B6; BR0203819A; US6817817B2; EP1296069B1

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká šroubového spojení z matice a šroubu.

Dosavadní stav techniky

Šroubová spojení jsou známa v mnoha provedeních. Cílem předloženého vynálezu je, vytvořit šroubové spojení, u -kteTrého ser_ nechá; s^roub-^pre^tavovat TřeTativňě^-k maticí ' a šroubové spojení je potom v příslušně nastavené poloze samosvorné. Šroubové spojení má dále být fluidně těsné a také má zůstat fluidně těsné i při přestavování šroubového spoj ení.

Možností použití takového šroubového spoje je například upevnění zpětného světla vozidla na plechu karosérie. Mezi světlem vozidla a jinými částmi karosérie obvykle existuje štěrbina, která se zejména z estetických důvodů má udržovat co možná nejmenši. Toto se má umožňovat pomocí přestavitelnosti šroubového spojení. Aby zpětné světlo zůstalo přes kmitání a otřesy vozidla ve své nastavené poloze, musí být šroubové spojení samosvorné. Konečně se má zaručovat,· že do vnitřního prostoru zpětného světla se přes šroubové spojení nedostanou žádné kapaliny nebo jiná fluida.

Předložený vynález má za základ úkol, vytvořit šroubové

84746 (84746a)

PV 2002-3219

spojení, které je fluidně těsné, polohově přestavítelné a samosvorné.

Podstata vynálezu

Tento úkol se řeší vynálezem, definovaným v nároku 1. Podle vynálezu je šroub na meziúseku opatřen jedním nebo několika průběžnými těsnicími žebry, která jsou vzhledem ke hladkému, přednostně válcovému úseku otvoru matice dimenzovaná tak, že se přitlačují. elasticky proti hladkému úseku otvoru, aby šroubové spojení bylo v právě nastavené poloze samosvorné a fluidně těsné.

Šroub se účelně skládá z rázově houževnaté plastické hmoty jako např. polyamid s vyztužením vlákny, zejména vyztužením skleněnými vlákny, aby se umožnila příslušná elastická deformace těsnicích žeber šroubu. Matice může být z kovu nebo plastické hmoty.

V nejjednodušším případě je matice vytvořena jako jednostranně uzavřená matice. Jiná možnost spočívá v tom, vytvořit matici jako klip, který může zaskočit do otvoru příslušné součásti.

Další přednostní provedení vynálezu ' vycházejí z podružných nároků.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých, představuje

84746 (84746a)

PV 2002-3219 • 9 ·99 9 • •99 · ·

9 <v

9· • 9 · · · « obr. 1 první provedení šroubového spoje v sestaveném stavu;

obr. 2 pohled ze strany na šroub šroubového spoje na obr. 1;

obr. 3 pohled zdola na šroub na obr. 2;

obr. 4 pohled shora na šroub na obr- 2;

obr. 5 zvětšený detailní pohled na oblast uvnitř kruhu

V na obr. 1;

obr. 6 druhé příkladné provedení šroubového spoje v sestaveném stavu;

obr. 7 otvor jedné z obou součástí, které jsou spolu __spojené pomocí šroubového spoje na obr.__6_;___

obr. 8	podélný řez maticí šroubového spoje na obr. 6;
obr. 9	pohled v řezu ve směru pohledu šipky IX-IX na obr. 8;
obr. 10	pohled ze strany na matici na obr. 8 při

montáži.

Příklady provedení vynálezu

Šroubové spojení, znázorněné na obr. 1, slouží ke spojování součásti g a součásti _4. Součástí 2, která je opatřena otvorem 3, je například plech karosérie vozidla, zatímco součástí _4 je například držák zpětného světla (neznázorněno) . Jak již bylo uvedeno úvodem, mezi zpětným

84746 (84746a) .

PV 2002-3219 «· 0000 · 0 0 0· 00 0 · 0 0 0 0* 000

0 . 0 0 0 0 0 · • 0 0 000000 0 ·' 0 000 0 00 0000 0 0' 000 0 0 0· 0000 světlem a ostatními částmi vozidla existuje obvykle mezera (neznázorněno), která se má minimalizovat pomocí přestavítelnosti šroubového spojení. Aby šroubové spojení zůstalo přes kmitání a otřesy vozidla v nastavené poloze, má být samozajišťovací popř. samosvorné. Dále má být fluidně těsné, aby se z okolí _8 do vnitřního prostoru 6 nemohly dostat žádné fluidy jako voda, olejové a benzínové páry, atd.

Šroubové spojení se skládá z matice 10 a šroubu 12 . U příkladného provedení, znázorněného na obr. 1, je maticí 10 jednostranně uzavřená matice, která může v podstatě být běžné konstrukce. Jak je ukázáno, skládá se matice 10 z tělesa 14 a z na .něm vytvarované příruby 16, která je opatřena průběžným otvorem 18 . Otvor 18 (viz. obr. 5) se skládá ze závitového úseku 18a a z, na něho napojeného, hladkého válcového úseku 18b zvětšeného průměru. Hladký válcový úsek 18b otvoru 18 má z důvodů, které je třeba .ještě vysvětlit, poměrně velkou axiální délku.

Jak vyplývá z obr. 1 a zejména z obr. 2, skládá se šroub 12 ze závitového dříku 20, spojovacího členu 22 a meziúseku 24 . Meziúsek 24 je spojen se spojovacím členem 22 přes válcový úsek 32 . Spojovací člen 22 je vytvořen jako kulová hlava, která se v sestaveném stavu šroubového spojení (obr. 1) přijímá spojovacím členem 5 součásti 4, vytvořeným jako kulová podložka. Tím vzniká rozebíratelné spojení mezi šroubem 12 a součástí 4, které umožňuje omezenou, všesměrovou otáčivost mezi těmito členy. Je třeba ale poukázat na to, že rozebíratelné spojení mezi šroubem 12 a součástí 4 může být konstruováno také jiným způsobem.

Spojovací člen 22 šroubu 12 je opatřen hnacím útvarem 26, který je ve znázorněném příkladném provedení vytvořen jako vnitřní šestihran (obr. 4). Závitový úsek 20 je na ,svém

84746 (84746a)

PV 2002-3219 »♦··

konci, odvráceném od spojovacího členu 22, opatřen hnacím útvarem 28, který je vytvořen jako vnější šestihran (obr. 3). Hnací útvary 26 a 28 umožňují hrubé a jemné nastavování šroubu, jak se ještě přesněji vysvětluje.

Meziúsek 24 je opatřen třemi průběžnými těsnicími žebry

30. Podle účelu použití se ale mohou také více nebo méně navrhovat těsnicí žebra. Těsnicí žebra 30 slouží jednak jako těsnění a jednak jako zajištění šroubu.,, jak se ještě přesněji vysvětluje.

K sestavení šroubového spojení, ukázaného na obr. 1, se nejprve zasouvá matice 10 shora do otvoru 2 součásti 2, který k zajištění matice 10 proti otáčení není kulatý. Matice 10, vytvořená jako jednostranně uzavřená, se potom běžným usazovacím. nástrojem (neznázorněno) pomocí zašroubování montážního šroubu z oceli do závitového úseku

18a otvoru 18 matice a záhybem vyvýšeninv 15 svírá_me.z.ipřírubou 16 a součástí 2. Šroub 12 se potom může zašroubovávat do otvoru 18 matice.

U příkladného provedení obr. 1 je otvor 18 matice vytvořen průběžný, takže je na obou koncích otevřený. Šroub 12 vyčnívá svým hnacím útvarem 28 přes spodní konec matice 10. Tím se může šroub 12 s pomocí hnací formace 26 nejdříve hrubě nastavovat ve spojovacím členu 22. Když je potom součást _4 spojena přes spojovací členy 5 a 22 se šroubem 12, může se s pomocí hnacího útvaru 28 na spodním konci šroubu 12 provádět jemné nastavování šroubového spojení.

Při zašroubování šroubu 12 do matice .10 vstupují těsnicí žebra 30 do hladkého válcového úseku 18b otvoru 18 matice. Jak vyplývá zejména z obr. 5, jsou těsnicí žebra 22 vzhledem k průměru hladkého válcového úseku 18b tak předimenzovaná, že se tisknou určitou přítlačnou silou proti

84746 (84746a)

PV 2002-3219 »2-22^3 • ·

4 • · 0 0 4 • · · 0 * •• 0 0 0 0 • · 0 0 0 • · 0 0 0 0 0 0 stěně hladkého válcového úseku 18b a těsně se ohýbají, přičemž tato elastická deformace těsnicích žeber 30 je na obr. 5 kvůli zřetelnosti znázorněna přehnaně. Přesah těsnicích žeber 30 se volí tak, že kvůli relativně velkým výrobním tolerancím' se vytváří dostatečná přítlačná síla, aby se jednak starala o bezchybné utěsnění šroubového spojení a jednak o zajištění popř. samosvornost šroubového spojení.

Aby mohla těsnicí žebra 30 vykonávat tuto dvojitou funkci, musí být podobně jako talířové pružiny ohebná a elastická. Za tímto účelem je šroub 12 z rázově houževnaté plastické hmoty jako např. polyamidu. Plastická hmota obsahuje vyztužení vlákny jako např. vyztužení skleněnými vlákny. Matice 10, vytvořená jako jednostranně uzavřená matice, je přitom z kovu, zejména oceli, a vyrábí se obvykle kováním za studená.

Obr. 6 až 10 ukazují druhé příkladné provedení šroubového spojení ke spojování součástí 2 a -4. Části, které jsou identické s částmi předcházejícího příkladného provedení, se označovaly stejnými vztahovými značkami. Příslušné, ale trochu jinak konstruované části se označovaly vztahovými značkami předcházejícího příkladného provedení, ale zvýšenými o 100.

Příkladné provedení obr. 6 až 10 se odlišuje od předcházejícího příkladného provedení v podstatě provedením matice 110. Matice 110 je vytvořena jako klip, který se může zatlačovat do otvoru 3 součásti 2. Za tímto účelem je matice 110 opatřena na svém horním konci talířovou pružinou 116, která je vytvarována z jednoho kusu na tělese 114. Na tělese 114 jsou dále vytvarované zarážky 115. Zarážky 115 se skládají z pružného jazyku 115a, který probíhá ze strany tělesa 114 šikmo směrem nahoru, jakož i z masivního

84746 (84746a)

PV 2002-3219

• to	to ·♦ to	to toto	• to	toto
•	'·	to	to · to	to	• to	to
	to	to	• ·	to	to ·	-to
•						to
•		to ·	• to	•	• to	to
• ··		• to	• to to ··		• to	····

zajišťovacího výstupku 115b, který je navržen na straně tělesa 114, ležící proti pružnému jazyku 115a, a je opatřen zajišťovacím ramenem. Volný konec pružného jazyku 115a a zajišťovací ramena zajišťovacího výstupku 115b leží ve společné radiální rovině, která má vzhledem ke spodní straně talířové pružiny 116 takový odstup, že součást 2^ na způsob desky je ve smontovaném stavu šroubového spojení upnuta mezi talířovou pružinou 116 a horní stranou zarážky 115.

Při smontování šroubového' spojení se matice 110 nejprve zatlačuje do otvoru 3_ součásti 2. Otvor 3, jak je možné vidět na obr. 7, má kvadratický průřez, přičemž průřez matice 110 je příslušně přizpůsoben. K zapadnutí matice 110 v otvoru 3 součásti 2_ se matice 110 zavádí nejprve šikmo do otvoru 2 tak, že zajišťovací rameno zajišťovacího výstupku 115b se zachytává pod součástí 2, jak je možno vidět na obr.

10. Potom se matice 110 na protilehlé straně tlačí směrem dolů. Pružný jazyk 115a se přitom ohýbá směrem dovnitř. Když je matice 110 úplně vtlačena do otvoru 3, zapadne pružný jazyk 115 opět směrem ven, takže je potom součást 2 elasticky upnutá mezi pružným talířem 116 a vrchní stranou zarážek 115. Pružný jazyk 115a umožňuje na základě své elasticity jednoduché zaskočení matice 110 do otvoru 3 součásti 2, zatímco masivní zajišťovací výstupek 115b na protilehlé straně zaručuje bezpečné držení matice 110 na součásti 2.

Jak je možno vidět ha obr. 8 a 9, je střední osa hladkého válcového úseku 118b otvoru 118 matice uspořádaná excentricky vůči středové ose závitového úseku 118a o rozměr a. Toto umožňuje, přestavovat matici 110 otáčením okolo její podélné osy v příčně axiálním směru o rozměr 2xa, aby se vyrovnala chybná vyrovnání součásti 4 relativně k součásti

2.

84746 (84746a)

PV 2002-3219

0 0000 0

» »♦ 0 0 0 0

0* · * 0 0 0 >00 0 0 ·♦ • .· 0 0 0 · 0

0 0 0 0 0

0·0 '00 0 0 0000

Další rozdíl příkladného provedení obr. 6 až 10 vzhledem k předcházejícímu příkladnému provedení spočívá v tom, . že matice 110 je na svém spodním konci 119 uzavřena. Šroub 12 nemá v tomto případě žádný hnací útvar 28. Rozumí se ale, že také u tohoto příkladného provedení by mohl být otvor 118 matice 110 na obou koncích otevřený, jako by mohl být naopak u příkladného provedení obr. 1 až 5 otvor 18 matice 10 na spodním konci uzavřený.

Matice 110 je u tohoto provedení z plastické hmoty jako např. rázově houževnatého modifikovaného polyamidu ¢5, který má elasticitu a pevnost, postačující pro matici, zejména talířovou pružinu 116 a pružný jazyk 115a.

Zastupuje:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

84746 (84746a)

PV 2002-3219 η- 32-/9

····

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims

00·· ·· ·'· · 00 00 9000 000000 0 00 Λ 0 0 ·0 0 > 0 0 0 0 0 0t 0 0 0 0 0 0 0 0f 0 ί* 0 0 0 0 0 0 0 01 0 ' 0 ·· · 0 0 · 0r 0 0 PATENTOVÉ NÁROKY

1. Šroubové spojení s maticí (10; 110), která se nechá zastrkovat do otvoru (3) první součásti (2) a nechá se v něm upevňovat a které má otvor (18; 118) se závitovým úsekem (18a; 118a) a -hladkým úsekem . (18b; 118b), a šroubem (12) se závitovým dříkem (20), který se nechá zašroubovat do závitového úseku (18a; 118a) otvoru (18; 118) matice, spojovacím členem (22), který se nechá spojovat se spojovacím členem (5) druhé součásti (4), a meziúsekem (24), který je uspořádán mezi závitovým dříkem (20) a spojovacím členem (22), přičemž meziúsek (24) šroubu (12) je opatřen minimálně jedním průběžným těsnicím žebrem (30), které je vzhledem k hladkému úseku (18b; 118b) otvoru (18; 118) dimenzováno tak, že. těsnicí žebro (30) při přestavovacím pohybu šroubu (12) relativně k matici (10; 110) leží těsnicím a samosvorným

Způsobem na hladkém úseku (18b; 118b) otvoru (18; 118) matice.

2. Šroubové spojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že meziúsek (24) šroubu (12) má tři průběžná těsnicí žebra (30) k dolehnutí na hladkém úseku (18b; 118b) otvoru (18, 118) matice.

3. Šroubové spojení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že spojovací člen (22) šroubu (12) je opatřen hnacím útvarem (26) k přestavování šroubu (12).

4. Šroubové spojení podle kteréhokoliv předcházejících nároků, vyznačující se tím, že spojovací člen (22) šroubu (12) je vytvořen jako kulová hlava a spojovací člen (5) druhé součásti (4) jako kulová podložka.

5. Šroubové spojení podle některého z nároků. 1 až 4, vyznačující se tím, že díra (18) matice je na; obou koncích otevřená.

6. Šroubové spojení podle nároku 5, vyznačující se tím, že na závitovém úseku (20) šroubu (12) je vytvarován hnací útvar (28) k přestavování šroubu (12) .

7. Šroubové spojení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že otvor (118) matice je na -j-e-dnom^-koncřnotevřeny a . na druheSWkonci uzavřený.

8. Šroubové spojení podle některého z nároků 1 až Ί, vyznačující se tím, že matice (10) je vytvořena jako jednostranně uzavřená matice (obr. 1 až 5).

9. Šroubové spojení podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že matice (110) je vytvořena jako klip, který může zapadnout do otvoru (3) první součásti (2) (obr. 6 až 10) .

10. Šroubové spojení podle nároku 9, vyznačující se tím, že na konci matice (110) je vytvarována talířová pružina (116), která v sestaveném stavu šroubového spojení leží pružným způsobem na jedné straně první součásti (2) .

11. Šroubové spojení podle nároku 10, vyznačující se tím, že matice (110) je opatřena zarážkami (115),· které

12. Šroubové spojení podle nároku 11, vyznačující se tím, že zarážky (115) se skládají z vyčnívajícího a elasticky otočného pružného jazyku (115a) a masivního zajišťovacího výstupku (115b) se zajišťovacím ramenem, ležícím diametrálně proti.

13. Šroubové spojení podle kteréhokoliv z předcháze j í cí ch nároků, vyznačující se tím, že hladký úsek (118b) otvoru (118) matice k nastavování šroubu (12) je uspořádán v .příčně axiálním směru excentricky k závitovému úseku (118a) otvoru (118) matice.

14. Šroubové spojení podle kteréhokoliv z předcháze j ících nároků, vyznačující se tím, že š-roub—(-t2-)—j'e~z^rá’ZO'vě~hr)UŽ^VTrahé“pTašt“icke^—řSmotýA ^{: :}

15. Šroubové spojení podle nároku 14, vyzn a č u j í c í se tím , že rázově houževnatou plastickou hmotou je polyamid. 16. Šroubové spojení podle nároku 14 nebo 15,

vyznačující se tím, že rázově houževnatá plastická hmota obsahuje vyztužující vláknitý materiál.

16 84746 (84746a)

PV 2002-3219

16 84746 (84746a)

PV 2002-3219 • ·· · · · v sestaveném stavu šroubového spojení leží na druhé straně první součásti (2) .

16 84746 (84746a)

PV 2002-3219 z

17. Šroubové 'spojení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že matice (10; 110) je z kovu nebo plastické hmoty.

18. Šroubové spojení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že první součást (2) je vytvořena ná způsob desky a že otvor (3) k zajištění matice (10; 110) proti otáčení není kulatý.

19. Šroubové spojení z předcházejících nároků, vy druhou součástí (4) je držák přičemž mezi světlem vozidla existuje . mezera, která se spojení nechá minimalizovat.

podle kteréhokoliv .načující se tím, že pro zpětné světlo vozidla, a ostatními částmi vozidla přestavitelností šroubového.