CZ273797A3

CZ273797A3 - Způsob vodotěsného či vzduchotěsného usazení funkčního prvku na plech a zařízení k jeho provádění

Info

Publication number: CZ273797A3
Application number: CZ972737A
Authority: CZ
Inventors: Rudolf Müller
Original assignee: Profil Verbindungtechnik Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1998-06-17
Also published as: EP0842733B1; MX9706749A; DE19647831A1; DE59712212D1; CA2214730A1; CN1182653A; KR19980041877A; EP0842733A3; BR9706842A; JPH10213108A; ES2236773T3; EP0842733A2

Description

Způsob vodotěsného či vzduchotěsného usazení funkčního prvku na plech a zařízení k jeho provádění

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zvláště vodotěsného či vzduchotěsného usazení funkčního prvku, sestávajícího z hlavy a dříku na plech, při kterém funkční prvek neprorazí materiál plechu, ale na plech se pevně upevní k přenášení axiálních sil a točivých momentů. Dále se týká funkčního prvku, spojené sestavy sestávající z funkčního prvku a plechu stejně jako matrice a obvodového vodícího dílce, které jsou použity k provádění výše uvedeného způsobu.

Dosavadní stav techniky

Zvláště při stavbě karosérií, ale zdaleka nejenom tam, vyvstává potřeba absolutně vodotěsného či vzduchotěsného usazení funkčního prvku, sestávajícího z hlavy a dříku, na plech. Například na dne karoserie automobilu jsou uspořádány kolíky, které představují funkční prvky, na které se potom usazují koberce. Každopádně se musí zabránit tomu, aby odspodu pronikla například voda ze silnice v důsledku trhlin v podlahovém plechu, které by mohly představovat i kapilární trhliny vzniklé při nesprávném usazení kolíků na plech. To by mělo za následek průsak vlhkosti, korozi plechu a zničení koberců.

Je sice možné usazovat nýty velmi přesným postupem na rovné plechy či na plechy opatřené krycí kovovou vrstvou při, ovšem to při masové výrobě není z hlediska vysokých nákladů možné, zvláště tehdy ne, když z důvodů velkých sérií dochází k opotřebení nástrojů a plechy mají určitou toleranci.

Vodotěsné či vzduchotěsné usazení funkčního prvku na plechy opatřené jedno či oboustranně vrstvou plastu, fólií a/bo nátěrem je obzvláště obtížné proto, že při usazování se vrstva místně poškodí a tím vznikají kapilární thliny. Kromě toho je třeba počítat i s případným uvolněním spoje při ná2 «

fl * *

i »

• · · fl • » fl· «v ♦ ♦ • fc fl « fl • fl fl fl* · fc · sledném tepelném zpracování, např. při nanášení laku v ohřevné komoře, což může rovněž vést k nežádoucí tvorbě kapilárních trhlin.

Absolutné vodotěsné či vzduchotěsné usazení funkčního prvku na plech je v současnosti zajištěno pouze u takzvaných navařených prvků, které jsou k plechu přivařeny pod tlakem natupo. Navařování funkčních prvků na plech však není kompatibilní s moderními způsoby výroby, kde je plech zpracováván na lince sestávající prakticky výhradně z lisů a svařování by na takové výrobní lince představovalo vsazený cizorodý prvek. Kromě toho by vadilo i při svařování vznikající teplo, které může vést i k lokálnímu poklesu kvality plechu. U plechů opatřených povrchovou vrstvou je pak nasazení svařování zvláště problematické, protože ochranná vrstva je při svařování lokálně poškozována. U plechů opatřených ochrannou vtrstvou z plastu, fólie a/nebo nátěru je také obtížné zajistit stálé dobré elektrické spojení mezi plechem a funkčním prvkem, které je nutné při svařování natupo. I když se toto všechno podaří, vždy se v okolí místa svařování vyskytují nežádoucí plyny.

Často je rovněž potřeba připevnit na plech funkčí prvky s průchozími otvory, které slouží například jako matice, kdy je rovněž třeba zajistit neprostupnost plynu či vody přes plech k funkčnímu prvku. Tyto požadavky jsou při výrobě karoserií běžné nebo také při výrobě dílců tlakovým litím s vložkami ve tvaru plechů osazených maticovými prvky, kde odlévaná hmota nesmí přijít k závitům matic.

Jsou sice známy způsoby spojování součástí k plechu, kdy k perforaci plechu nedochází, ale jedná se především o plátování dvou plechů na sebe, kdy jsou plechy přetvářeny tak, že se vzájemně zaháknou. To je však možné jen u dvou plechů, ne u spojení plechu a jiného funkčního prvku. Dalším způsobem je nýtování, ale sám nýt nepředstavuje žádný funkční prvek. Jsou sice známy některé verze nýtů opatřené kolíky k upevnění do plechu, kdy se sice s perforací plechu rovněž nepočítá, ale ze statistického hlediska je četnost nedosta3 fc · · ·>·«·>«· fc fc · fc · fc fc •••fc ··««· ·· · tečné těsnosti vůči prostupu plynu nebo kapaliny příliž vysoká na to, aby byl tento způsob vhodný pro masovou výrobu.

Cílem vynálezu je tedy představit způsob, kterým by se zajistilo plynotěsné a vodotěsné spojení mezi funkčním prvkem a plechem při nízké teplotě a při kterém by se nepoškodila případná ochranná vrstva na plechu natolik, aby byla vážně poškozena funkčnost a estetičnost požadovaného spojení. Zároveň je cílem, aby šlo způsob provádět bez dalších zvláštních nákladů na nástroje, a aby se při masové výrobě plechových dílů dalo využít levných nástrojů s dlouhou trvanlivostí.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry způsob zvláště vodotěsného či vzduchotěsného usazení funkčního prvku na plech, jehož podstata spočívá v tom, že funkční prvek se na plech upevní vzájemným přetvořením při tváření.

Ve výhodném provedeni je silovým působením mezi po jedné straně plechu uspořádaným a funkční prvek vedoucím obvodovým vodícího dílcem a po jeho druhé straně uspořádanou matricí plech tvarově těsně spojen s hlavou funkčního prvku, aniž by byl proražen. Tím, že se plech při usazování funkčního prvku neprorazí, zůstane plechu funkce nepropustné membrány, táskže mezi oběma stranami plerchu nedojde k žádn=ému nežádoucímu prostupu kaspilárními trhlinami. Tímto způsobem sioce nelze zajistit takový odpor proti vytažení prvku z plechu, jako v případě, že by byk prvek přes plech provlečen a zapřen z druhé strany vnitřní plochou hlsavy, ale odolnost proti vytažení je i u tohoto spojení naprosto dostatečná pro účely kterým má spojrení sloužit a u žádného známého namáhání na takovýto spoj nejsou hodnoty namáhání vyšší než vydrží spoj. Takto usazené funkční prvky slzží například jako kolíky k zafixování kobreců, vnitřní dekorační výplně kabiny automobilů, nebo jako nosné prvky pro fixování různých vedení k brzdám nebo kabelů ke světlům a pod.

V dalším výhodném provedení je k vytvoření tvarově tes4

Φ*

I» •

* » 9 » · b · * « « 9 99 9999 * » * ♦ J» * ···· · · · něho spojení čelní dosedací plochy hlavy s plechem v hlavě vytvořena dutina, která má alespoň jednu podříznutou plochu, přičemž působením matrice je materiál plechu vtlačen k této podříznuté ploše a za ni zaháknut. Vytvoření takových podříznutých ploch v dutině je popsáno např. v ještě nezveřejněné evropské přihlášce 96 113 103.4 v souvislosti s maticovými prvky. Podle v tomto spise popsaného postupu je plech nejdříve děrovacím razníkem ještě před usazením maticového prvku proděravěn, tzakže nebůže být řeči o plyno či vzduchotěsném spojení. Přesto by tento způsob mohl navádět k vytvoření stejných podříznutých ploch a k vytvoření zajišťovacích prvků proti pootočení i u předmětu tohoto vynálezu, čímž je obsah této dřívější evropské přihlášky resp. odpovídající německé přihlášky 195 30 466.7 částečným zveřejněním některé varianty z této přihlášky vynálezu.

Alternativou k výše uvedenému řešení spočívá v tom, že k vytvoření tvarově těsného spojení čelní dosedací plochy hlavy s plechem je na hlavě po jejím obvodu vytvořeno obvodové prohloubení, do kterého je vtlačen materiál plechu a zaháknut.

U tohoto provedení je pak zvláště výhodné, když obvodový vodici dílec přetváří materiál hlavy funkčního prvku, k dosážení zaháknutí.

Představený postup je zvláště výhodný v případech, kdy je plech jednostranně nebo oboustraně opatřen povrchovou vrstvou z kovu a/nebo plastu a/nebo folií nebo nátěrem, přičemž při tváření se využívá zaoblených hran jak na funkčním prvku tak i na matrici. Při zpracování galvanizovaných či pozinkovaných plechů se tímto způsobem dosáhne přetvoření plechu a usazení funkčního prvku při zachování povrchové vrstvy. Pokud se jedná o povrchy z plastu a/nebo folie nebo nátěru, dá se způsovb provádět talk, že i tyzto povrchové vstvy zůsztanou nepoškozeny, nebo maximálně jen v oblastech, kde dojde k těsnému kontaktu s funkčním prvkem, což však není zvenčí viditelné ani znatelné při bližším pohgledu.

Podle dalšího výhodného provedení jsou v dutině hlavy • · '· b · *' «·*«' * · · « · « » »· · ·· ♦ ·· ·4 · a/nebo na válcovém výstupku a/nebo k plechu přiléhající čelní dosedací ploše hlavy a/nebo na vnějším obvodu hlavy, případně jen v její spodní oblasti jsou uspořádány zajištovací prvky proti pootočení, k těmto prvky je tvarově těsně natlačen materiál plechu. Vnější obvod hlasvy může mít v průřezu kruhový, oválný, polygonální průřez nebo být opatřen drážkami.

Požadavky na zajištění proti pootočení nejsou u funkčních prvků, které připadají do úvahy až tak vysoké, spíše jsou funkční prvky namáhány spolu s nasazeným protidílem vůči axiálním tlakům nebo vyvracování.

Z tohoto důvodu lze některé prvky z matrice z úsporných důvodů vypustit a to ty, které vedou k těsnému zaháknutí s prvky zajištujícími funkční prvky proti pootočení. Například při použití zajišťujících prvků proti pootočení podle zmíněné evropské přihlášky 96 113 103.4 mohou být v matrici vynechány odpovídající nosy. V důsledku vícerohého tvaru do dutiny prvku natlačeného materiálu plechu se dosáhne dostačujícího zabezpečení proti otočení bez použití nosů. Má také výhodu v tom, že není nosy poškozen povrch plechu opatřený ochrannou vrstvou.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále přiblížen pomocí výkresů, na kterých obr.l představuje částečný řez funkčním prvkem určeným k usazení na plech, obr.2 znázorňuje pohled na tentýž funkční prvek odspodu ve směru šipky II, obr.3 představuje podobný pohled jako je na obr.l, je to však pouze znázornění pravé poloviny jednoho z provedení hlavy funkčního prvku, obr.4 znázorňuje podobný pohled jako je na obr.2, ale ve směru šipky IV z obr.3, obr.5 představuje pravou polovinu jiného provedení funkčního prvku, který je podobný tomu z obr.l, obr.6 znázorňuje usazení funkčního prvku z obr.5 na plech š použitím razníku a matrice, přičemž obrázek je v částečném řezu a proveden pouze po jedné polovině v podélné ose funkčního prvku, obr.7 představuje podobnou situaci

• * « 9 4 jako obr.6 pouze s jiným provedením matrice, obr.8. znázorňuje další provedení hlavy funkčního prvku, obr.9 je pohledem odspodu na prvek z obr.8 a to ve směru šipky IX, obr.10 znázorňuje první pracovní krok při usazování funkčního prvku z obr.8 na plech s použitím razníku a matrice, obr.11 představuje další fázi operace, jejíž počátek je vidět na obre.10, obr.12 představuje konečnou fázi postupu jehož dřívější fáze jsou na obr.10 a 11, obr.13 znázorňuje zvě4tšený detail oblasti z obr.12 označené jako XIII, obr.14 představuje další variantu postupu z obr.6, obr.15 je dalším krokem tohoto postupu odpovídá provedení matrice z ob obr.7, obr.16 představuje další variantu postupu z obr.12, a obr.17 je dalším krokem tohoto postupu a odpovídá provedení matrice z obr.13.

U všech obrázků jsou stejné dílce, které mají stejnou funkci označeny stejnými vztahovými značkami. Pokud je znázorněna jen půlka má se za to, že druhá půle je symetrická.

Příklady provedeni vynálezu

Na obrázcích 1 a 2 je znázorněn funkční prvek 10 sestávající Z dříku 12 a hlavy 14.. Jak je vidět z obr.l, dřík 12. je opatřen závitem 16. Není to však nutné. Jak je ukázáno na levé straně tohoto obrázku, může být dřík 12 tvořen pouze válcovým kolíkem 17. Dřík 12 může být proveden libovolně podle toho s jakou další součástí má funkční prvek 10 spolupůsobit.

Hlava 14 je opatřena dutinou 18 s vnitřním maticovým profilem, který je popsán v německém patentovém spise 195 30 466.7 nebo evropské přihlášce EP 96 113 103.4. Je opatřena podříznutou kruhovou plochou 20, která navazuje na čelní dosedací plochu 22 hlavy 14 a podříznutá kruhová plocha 20 je přerušována v pravidelných odstupech kolem středové osy 24 vytvořenými průlisy 26. vytvořenými razníkem při tváření za studená. Jak je vidět z obr. 1 a 2 mají tyto průlisy 26 největší hloubku při ústí do dutiny 18 a přecházejí do ztra·* · «« · · i « · * » ··»*·· v * · i · t· · · · · • · · » - (i * · « * «*» «« «A * cena do střední oblasti čelní dosedací plochy 22. Funkční prvek 10 má tedy kruhovitou rovnou část čelní dosedací plochy 22 v její vnější oblasti. Z průlisů 26 vytlačený materiál tvoří nosy 28, které definují nejužší místo dutiny 18 ve smyslu kruhového průřezu.

Na rozdíl od maticového prvku podle patentovému spisu 195 30 466.7 má hlava funkčního prvku z obr.l a 2 ve středu dna dutiny 18 z tohoto dna vystupující válcový výstupek 30, který vyčnívá ve směru k čelní dosedací ploše 22 hlavy 14, jeho délka je však zvolena tak, že končí dříve, než dosáhne úroveň nosů 28 tvořících nejužší místo dutiny 18. Válcový výstupek 30 má vlastní rovnou čelní plochu 32. Tato rovná čelní plocha 32 přechází přes vnitřní sražení 3,4 do kruhového prohloubení 36 ve středu válcového výstupku 30. Na radiální vnější straně přechází rovná čelní plocha 32 válcového výstupku 30 přes zaoblení 38 a válcové vnější stěny 40 válcového výstupku 30. Jak je rovněž zřejmé z obr.l a 2 má hlava 14 na čelní dosedací ploše 22 zaoblenou vnější obvodovou hranu 42 a rovněž ke dříku 12 přilehlé čelní dorazové ploše 44 vnitřní obvodovou zaoblenou hranu 46.

Jak bude dále blíže vysvětleno, umožňuje podříznutá kruhová plocha 20 tvarově těsné spojení s plechem, v důsledku čehož může být funkční prvek 10 vytažen z plechu jen za značného působení v tahu v axiálním směru. Prolisy 26, stejně jako rozestupy 48 mezi nosy 28. viditelné na obr. 5, tvoří zajišťující prvky proti otočení a v konečném stádiu jsou do plechu vtlačeny.

Obr.3 a 4 představují alternativní provedení funkčního prvku podle obr.l a 2, přičemž na rozdíl od obr.l a 2 jsou nosy 28 z prolisů nahrazeny nepřerušovaným kruhovým nosem 23 a prolisy nepřerušeným kruhovým konickým prolisem 26. Protože kruhový nos 28 a kruhový konický prolis 26 už nemohou sloužit jako zabezpečovací prvky proti otočení, jsou ve spodní oblasti vnějšího obvodu hlavy 14 vytvořeny podélné drážky 50. které zajištují zabezpečení proti otočení, což bude ještě probráno později : i

Také funkční prvek z obr.3 a 4 je vytvořen jako výlisek za studená, přičemž z konického prolisu 26 vytlačený materiál je využit k vytvoření kruhového nosu 28.

Obr.6 a 7 představují fáze vlisování funkčního prvku 10 podobného tomu z obr.l a 2 do plechu 52.

Plech 52, který je na obr.6 již znázorněn jako přetvořený a těsně doléhající ke hlavě 14./ má před vtlačením funkčního prvku 10 tvar rovného plechu, i když to není bezpodmínečně nutné. Plech 52 může být už například tvarově předlisován a opatřen předběžným prohloubením. Z obr.6 je zřejmé, že funkční prvek 10 je tlačen razníkem 56 v ose 24 a razník 56 je veden v trubkovitém obvodovém vodicím dílci 54, který je předpjatý pružinami 58.

Funkční prvek 10 je, jak je tomu dnes při zpracování plechu běžné, vlisován lisem do plechu 52. který je fixován spolupůsobením obvodového vodícího dílce 54 a matrice 60. Matrice 60 je přitom uložena ve spodním nástroji lisu, zatímco obvodový vodicí dílec 54 je uložen na horním nástroji lisu nebo na mezidesce lisu. Jsou však i jiné možnosti uložení. Například může být matrice 60 uložena na mezidesce lisu a obvodový vodicí dílec 54 na horním nástroji lisu, nebo je myslitelné i obrácené uspořádání, u kterého je matrice 60 uložena v horním nástroji lisu a obvodový vodicí dílec 54 na spodním nástroji nebo na mezidesce lisu. Nemusí se ani bezpodmínečně jednat o lis. Jsou např. známa uspořádání, kdy jsou matrice i vodicí dílec neseny robotem a potřebné relativní pohyby mezi obvodový vodicím dílcem 54 a matricí 60 jsou prováděny ve směru osy 24 buď robotem samotným nebo silovým působením zvenčí.

Uspořádání je voleno tak, aby na počátku tlačného pohybu lisu nejdříve sevřel pružně předpjatý obvodový vodicí dílec 54 plech 52 mezi svou čelní přítlačnou plochu 62 a čelní dosedací plochu 64 matrice 60. Plech 52 už teď nemůže sklouznout v nástroji. Při dalším svíracího pohybu lisu doléhá nyní razník 56 svojí tlačnou plochou 66 na čelní dorazovou plochu 44 funkčního prvku 44 a tlačí vůči dříku 12 protilehlou čelní dosedací plochu 22 hlavy 14 proti plechu 52. jehož materiál je vtlačován uzavírací silou lisu do drážkovitého prohloubení 68 v matrici 60. přičemž v něm při současném roztahování plechu 52 vzniká drážkovítá prohlubeň 2£.

Ve své střední oblasti je matrice 60 opatřena válcovým trnem 72 s válcovou vnější stěnou 74 a konusovitým středovým výběžkem 76, který přechází přes zaoblené kruhové prohloubení 78 do obvodového zaoblení 80. Při uzavření nástroje tlačí středový výběžek 76 matrice 60 materiál plechu do dutiny 18 hlavy 14 a posunuje materiál přes nosy 28 a natlačuje na podřízutou kruhovou plochu 20. Zatímco při závěrečné fázi vytlačuje konusovitý středový výběžek 76 válcového trnu matrice 60 materiál plechu ve směru radiálně ven a tlačí zároveň materiál plechu 52 přes válcový výstupek 30 tak, že od tohoto výstupku je materiál tlačen radiálně ven příčným pohybem na podříznutou kruhovou plochu 20.

Obr.6 představuje posůední fázi po ukončení lisování a je zřejmé, že došlo k pevnému usazení funkčního prvku 10 do plechu 52 a k těsnému tvarovému přilnutí hlavně v oblasti podříznuté kruhové plochy 20. Závěrečným pohybem lisovacího nástroje byl materiál také zatlačen do prolisů 26, takže i zde došlo k zahákování a dosáhlo se zabezpečení proti pootočení. Materiál plechu se ale také, což však z obrázku zřejmé není, natlačil do odstupů 48 mezi nosy 28. takže i zde se vytvořily podmínky pro zabránění pootočení. Zvláště důležité je, že materiál plechu 52 není na žádném místě u hlavy 14 funkčního prvku 10 proražen. Plech tedy tvoří souvislou membránu, která je absolutně těsná.

Z obr.6 vyplývá, že všechny tvarové hrany matrice 60, například přechod 82 mezi čelní dosedací plochou 64 vnitřní obvodovou stěnou k drážkovitému prohloubení 68 matrice 60 a přechod 86 mezi vnitřní obvodovou stěnou drážkovitého prohloubení 68 matrice 60 a dnem 88 prstencového prohloubení 6fL jsou zaobleny. Rovněžtak jsou zaobleny i hrany v oblasti obvodového zaoblení 80 kruhového prohloubení 78 a hrotu ko10

nusovitého středového výběžku 76. Přechod mezi rovným dnem 88 prstencového prohloubení 68 a válcovitou boční stěnou válcového trnu 72 sice nemusí být nutně zakulacený, je ale obvykle proveden jako zakulacený z důvodů pevnostních. Lze si všimnout, že v oblasti tohoto přechodu po provedení spojení vznikne vnější volný prostor 90. Další vnitřní volný prostor 92 vznikne pod válcovým výstupkem 30 v dutině 18 hlavy 14. Tyto volné prostory jsou žádoucí, protože slouží jako kompenzátory a mohou být více či méně zaplněny, podle tolerance použitého plechu a vlastností tečení materiálu plechu, aniž by došlo k poškození nástroje při úplném zaplnění těchto volných prostor.

Rovněž zaoblená vnější obvodová hrana 42 na hlavě 14 funkčního prvku 10, a rovněž hrany v oblasti nosů 28, u přechodů z z podříznuté kruhové plochy 20 do dna dutiny 18, stejně jako hrany válcového výstupku 30 jsou také vytvořeny jako Zakulaceném Takto se zabrání poškození plechu 52. což by mohlo vést k jeho proděravění.

Po vytvoření spojení podle obr.6 nemá plech 52 pouze drážkovítou prohlubeň 70, do které je částečně usazena hlava 14 funkčního prvku 10, nýbrž uprostřed této drážkovité prohlubně 70 vznikla opačná prohlubeň a to tam, kde byl natlačen materiál plechu do dutiny 18.

Na obr.7 je vidět, že drážkovitá prohlubeň 70 v plechu 52 kolem hlavy 14 funkčního prvku 10 není nutná. U provedení podle obr. 7 nemá matrice prstencové prohloubení 68., ale dno 88 matrice 60 sahá až k radiální vnější hraně 94 matrice £0 a tvoří tak souvislou dosedací čelní stěnu matrice 60. Matrice 60 z obr.7 má však ve střední oblasti válcový trn 72, který má stejný tvar jako válcový trn 72 z provedení z obr.6. Z obr.7 vidíme, že plech 52, který je rovněž před usazením funkčního prvku 10 rovný, je sevřen minimálně v oblasti usazení obvodového dílce a v oblasti hlavy mezi přítlačnou plochou 62 pružně předpljatého obvodového vodícího dílce 54 a čelní dosedací plochou 64 matrice 60. Kromě změny v matrici je funkční popis, stejně jako popis uspořádání

nástrojů pro provedení z obr.7 analogický i pro provedení z obr.6, takže už nemusí být opakován.

Obr.8 představuje jiné provedení funkčního prvku 10, u kterého je dutina 18 provedena rovněž jako v podstatě válcová a ze dna dutiny 18 vystupuje masivní výstupek 32, jehož válcová vnější plocha 40 přechází přes zaoblenou hranu 38 do rovné čelní stěny.

Rovněž přechod z dutiny 18 do Čelní dosedací plochy 22 je proveden přes zaoblení 100.

Lze si všimnout, že u provedení podle obr.8 a 9 nejsou v dutině 18 provedeny žádné podříznuté plochy. Místo toho je u tohoto provedení provedeno obvodové prohloubení 102 na vnějším obvodě hlavy 14. Toto obvodové prohloubení 102 se nachází v oblasti vnéjšíhoi obvodu mezi kruhovým obvodovým nosem 104 v oblasti přechodu z čelní dorazové plochy 44 do vnějšího obvodu 101 hlavy 14 a spodní oblastí 106 vnějšího obvodu hlavy 14, hned vedle vzhledem ke dříku odvrácené čelní dosedací plochy 22.

Tato spodní oblast 106 vnějšího obvodu hlavy 14 má větší průměr než je nejhlubší místo obvodového prohloubení 102 a je ještě opatřena podélnými rážkami 50, podobně jak je tomu u provedení z obr.3 a 4, které slouží jako zábrana proti pootočení.

Z obr.8 je také vidět, že pod kruhovým obvodovým nosem 104 je provedeno kruhové obvodové osazení 108, které hraje podstatnou roli při tlaku razníku 56, jak bude vysvětleno později.

Také u tohoto provedení může být dřík 12 proveden libovolně.

Usazení funkčního prvkzu 10 u provedení podle obr.8 a 9 bude teď podrobně vysvětleno pomocí obr. 10 až 13. I u tohoto provedení se usazení funkčního prvku 10 provádí pomocí obvodového vodícího dílce 54, který je proveden analogicky k obr. 6 a 7 a je předpjatý a koaxiálně k němu je veden razník 56, který tlačí na čelní dorazovou plochu 44 navazující na dřík 12 funkčního prvku 10.

·'»

Na rozdíl od znázornění z obr.6 je tlačná čelní plocha razníku 56 opatřena obvodovým vnějším výstupkem 110 a kruhovým centrálním vybráním 112, které je provedeno radiálně dovnitř od vnějšího výstupku 110, takže nejdřív je ve styku s čelní dorazovou plochou 44 hlavy 14 pouze vnější výstupek 110. Obr. 10 ukazuje, jak je plech 52, který je jako rovná tabule, sevřen mezi čelní přítlačnou plochu 62 obvodového vodícího dílce 54 a čelní dosedací plochu 64 matrice 60 na počátku dosednutí horních nástrojů. Matrice 60 odpovídá matrici z obr.6 a je také opatřena prstencovým prohloubením 68 s rovným dnem 88 a má i válcový trn 72, který má zde však pouze nahoře rovnou, kolmo k podélné ose 24 uspořádanou čelní středovou plochu 114, přičemž tato čelní plocha přechází přes zaoblenoou hranu 116 do válcové stěny válcového trnu 72.

Rovněž na rozdíl od provedení znázorněného na obr.6 není u tohoto provedení vnější stěna 84 drážkovitého prohloubení 68 uspořádána kolmo, ale diverguje ve směru k čelní dosedací ploše 64 matrice 60. Přechod od vnější stěny 84 drážkovitého prohloubení 68 do čelní dosedací plochy 64 je zde rovněž proveden jako zaoblená tvarová hrana 118.

Obr.11 představuje mezistadium při zalisovávání fukčního prvku 10 do plechu 52. Lze si všimnout, že čelní dosedací plocha 22 hlavy 14 zasahuje do drážkovitého prohloubení 68, přičemž na základě mírně konicky provedené vnější stěny 84 drážkovitého prohloubení 68 se začíná materiál plechu tlačit do drážek 50 ve spodní oblasti vnějšího obvodu hlavy 14. Zároveň probíhá díky válcovému trnu 72 přetvoření plechu 52 směrem dovnitř do dutiny 18. Konečný stav je pak znázorněn na obr.12.

Z tohoto obrázku předně vyplývá, že plech 52 je zcela natlačen do drážkovitého prohloubení 68 matrice 60, přičemž válcový trn 72 sevřel materiál plechu 52 mezi čelní středovou plochu 114 a proti ní ležící výstupek 32 v dutině 18 hlavy 14.

Lze si rovněž všimnout, že při dalšímn přítlačném pohy-

»4 ·««· s ?

· · ·:1 ·* ··· bu nástroje se kruhové obvodové osazení 108 zatlačuje do materiálu plechu 52 a ve spolupráci s mírně konicky divergující vnitřní obvodovou stěnou 116 drážkovitého prohloubení 68 matrice 60 zatlačuje materiál plechu do obvodového podřezání 102. Obvodové podřezání 102, respektive odpovídající kruhové prohloubení není úplně zaplněno, aby se vytvořil prostor pro tok materiálu plechu, v závislosti na tloušťce plechu.

Při uzavření nástroje je ale u tohoto příkladu provedení při zmíněném pohybu přetvořován i materiál hlavy 14 funkčního prvku 10 tak, že obvodový vnější výstupek 110 razníku 56 vytvoří odpovídající prohloubení v hlavě 14 funkčního prvku 10 a čelní stěna razníku 56 nyní zcela dosedne na přetvořenou čelní dosedací plochu 44 hlavy 14. Tímto přetvořením odtlačený materiál funkčního prvku 10 se na jednu stranu vtlačil do materiálu plechu 52, na duhé straně ale přispěl k pohybu materiálu plechu 52 do obvodového podřezání 102. Toto speciální vytvoření čelní stěny razníku 56 není u tohoto provedení nezbytně nutné, je však ale užitečné, aby se dosáhlo dostatečné pevnosti spojení mezi funkčním prvkem 10 a plechem 52. I zde je zřejmé, že se dosáhne tvarově těsného spojení v oblasti obvodového podřezání 102, přičemž je třeba říct, že materiál plechu 52 dolehne na mezi drážkami 50 vytzvořené nosy hlavy 14 a zabrání vytaženmí funkčního prvku 10. Zabránění otočení se v tomto případě zajistí tím, že materiál plechu je vtlačen do drážek 50.

Obr.13 představuje jednak oblast obvodového podřezání 102 v poněkud zvětšeném provedení v konečné podobě při zalisování a také ukazuje, že dutina 18 může být dodatečně opatřena vnitřním kruhovým nosem 28, takže i v tomto případě se vytvoří podříznutá kruhová plocha 20 a může dojít k zaháčkování materiálu plechu s touto podříznutou kruhovou plochou 20. Z obr.13 je vidět, že válcový výstupek 30 je rovněž přetvořen lisovacím pohybem a že se zaoblená hrana 38 na základě tohoto přetvoření vysunula radiálně ven a tím také posunula materiál plechu k podříznuté kruhové ploše 20.

Zde vytvořená situace v oblasti dutiny 18 odpovídá * ΦΦΦΦ * ·· ·· ·>*·.

• Φ φ »φ φ · « φ φ φ φ φφφ '·· φ » φ « » Φφ Φ * ΦΦΦ·' φ Φ φφ· Φ Φ

ΦΦΦ Φ ΦΦΦ Φ· Φ* * v podstatě situaci z provedení znázorněného na obr,3 a 4.

I zde je vidět, že materiál plechu má tvar membrány, takže dojde k absolutně těsnému spojení, i zde jsou tvarové hrany zaobleny, aby se zabránilo případnému proražení plechu, nebo k nežádoucímu poškození případné povrchové úpravy.

I u těchto provedení jsou vytvořeny volné prostory v oblasti hlavy, které tvoří dodatečné kompenzátory v které mohou vyrovnávat nepřesnosti v tloušťce materiálu plechu

Výhodou všech představených variant je to, že lze pracovat s jedním a tímtéž funkčním prvkem při různých tloušťkách plechu. Pouze matrice se musí přizpůsobit tloušťce plechu.

Tvar matrice pro spoj podle provedení z obr.3 a 4 není sice zvlášť znázorněn, má ale v podstatě stejný tvar jako matrice u provedení z obr.6 s tou výhradou, že vnější stěna 84 drážkovitého prohloubení 68 je provedena jako mírně divergující, aby se zajistilo pevné a tvarově těsné spojení s drážkami 50 aniž by se poškodil plech 52. Tento konický tvar však není nezbytně nutný při usazování funkčního prvku 10 způsobem podle obr. 3a 4. Mírně konický tvar stěn drážkovitého prohloubení 68 matrice 60 má ale dodatečnou výhodu v tom, že se při otevření nástroje plech z matrice znadno uvolní.

Obr.14,15,16 a 17 dokladují, že vynález se dá aplikovat i na funkční prvky s průchozím otvorem. Na obr.14 až 17 jsou použity stejné vztahové značky jako na odpovídajících obr. 6,7,12 a 13. Zvláštní popis těchto jednotlivých obrázků už nebude proveden. Na těchto obrázcích je místo plné hlavy hlava 14 opatřená průchozím otvorem. Musí se pouze zajistit, aby otvor ve funkčním prvku nebyl při usazování deformován nevhodným způsobem, přičemž by ale přetvoření mělo probíhat za speciálních podmínek, např. aby se vytvořilo zúžení na vstupu do průchozího otvoru funkčního prvku. Takové zúžení by bylo užitečné naspř. k uskutečnění scbhnappverbindung.... s odpovídajícím samčím dílcem....

Jako příklad pro použité materiály plechu přicházejí

- 15 • · * 9·· • « 9 · · « 99 9 9 « 9

9 * v úvahu třídy materiálu ST12 až ST15, v kvalitě normy DIN 16 a ZStE v kvalitě 220 až 430. Pro funkční prvky jsou vhodné například materiály podle DIN 1654 (ocel tvářená za studená) , tak jak je to pro podobné funkční prvky běžné.

Všechny uvedená provedení mají dodatečnou výhodu v tom, že je zajištěna velmi dobrá ochrana proti vyvrácení,a vytažení funkčního prvku. To platí především u provedení znázorněných na obr.6,12 a 3, kde je hlava 14 sevřena mezi dvěma prohlubněmi plechu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zvláště vodotěsného či vzduchotěsného usazení funkčního prvku, sestávajícího z hlavy a dříku na plech, při kterém funkční prvek neprorazí materiál plechu, ale na plech se pevně upevní k přenášení axiálních sil a točivých momentů vyznačující se tím, že funkční prvek (10) se na plech (52) upevní vzájemným přetvořením při tváření.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že silovým působením mezi po jedné straně plechu (52) uspořádaným a funkční prvek (10) vedoucím obvodovým vodícího dílcem (54) a po jeho druhé straně uspořádanou matricí (60) je plech tvarově těsně spojen s hlavou (14) funkčního prvku (10), aniž by byl proražen.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že k vytvoření tvarově těsného spojení čelní dosedací plochy (22) hlavy (14) s plechem (52) je v hlavě (14) vytvořena dutina (18), která má alespoň jednu podříznutou plochu (20), přičemž působením matrice (60) je materiál plechu (52) vtlačen k této podříznuté ploše (20) a za ni zaháknut .
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že uvnitř dutiny (18) vyčnívá z jejího dna válcový výstupek (30), který působením matrice (60) odtlačuje materiál plechu (52) radiálně ven směrem k vnitřní stěně dutiny (18) k podříznuté ploše (20).
5. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že k vytvoření tvarově těsného spojení čelní dosedací plochy (22) hlavy (14) s plechem (52) je na hlavě (14) po jejím obvodu vytvořeno obvodové prohloubení (102), do kterého je vtlačen materiál plechu (52) a zaháknut.

·· 9 >··««· » ·· ♦··«♦· — I/ ^— 9 9 9 9 9 9 9 999 9

9 9 9 9 9 9 9

999 9 999 99 ·· *
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že obvodový vodicí dílec (54) přetváří materiál hlavy (14) funkčního prvku (10), k dosázení zaháknutí.
7. Způsob podle jednoho vyznačující se jednostranně nebo oboustraně z předcházejících nároků, tím, že plech (52) je opatřen povrchovou vrstvou z kovu a/nebo plastu a/nebo folií nebo lakem, přičemž při tváření se využívá zaoblených hran (38,42,100,78 80 82 86) jak na funkčním prvku (10) tak i na matrici (60).
8. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že v dutině (18) hlavy (14) a/nebo na válcovém výstupku (30) a/nebo k plechu přiléhající čelní dosedací ploše (22) hlavy (14) a/nebo na vnějším obvodu hlavy (14), případně jen v její spodní oblasti jsou uspořádány zajišťovací prvky (20,26,48,50) proti pootočení, k těmto prvky je tvarově těsně natlačen materiál plechu (52).
9. Funkční prvek sestávající z dříku a hlavy nebo je hlava opatřena průchozím otvorem určený k vodotěsnému a/nebo vzduchotěsnému usazení na plech, aniž by došlo k proražení plechu, vyznačující se tím, že hlava (14) je buď opatřena u k plechu přiléhající čelní dosedací plochy (22) dutinou (18) opatřenou na svém vnějším obvodu alespoň jednou podříznutou plochou (20) nebo po obvodu hlavy (14) vytvořeným obvodovým prohloubením (102), přičemž hlava (14) je ve v oblastech, které jsou v kontaktu s plechem opatřena výlučně zaoblenými hranami (38,42,100), které při usazování funkčního prvku spolupůsobí s matricí (60), k tvarově těsnému zahákování materiálu plechu s podříznutou plochou (20) nebo obvodovým prohloubením (102).
10. Funkční prvek podle nároku 9, vyznačující se tím, že hlava (14) je opatřena na čele otevřenou

• '· * · • ♦ · · ··«· fc« · ·· fc · fc fc : · • * • * f . fc fc fc · ♦ • · • « «*» « «·· ·· «fc fc

dutinou (18), přičemž podříznutá plocha (20) je tvořena po obvodu dutiny (18) vytvořenými nosy (28).
11. Funkční prvek podle nároku 9, vyznačující se tím, že hlava (14) je opatřena na čele otevřenou dutinou (18) a několika podříznutými plochami (20), které jsou tvořeny po obvodu dutiny (18) vytvořenými nosy (28), přičemž je rovněž opatřena na vnitřním obvodu čelní dosedací plochy (22) průlísy (26), které zároveň slouží jako zajišťovací prvky proti pootočení.
12. Funkční prvek podle nároků 9 až 11, vyznačující se tím, že na obvodové prohloubení (102) navazuje směrem ke dříku kruhový obvodový nos (104) u čelní dorazové plochy (44) a mezi tímto kruhovým obvodovým nosem (104) a obvodovým prohloubením (102), je směrem k vnější dosedací ploše (22) hlavy (14) vytvořeno kruhové obvodové osázení (108).
13. Funkční prvek podle nároku 12, vyznačující se tím, že je opatřen mezi kruhovým Obvodovým nosem (104) a vnější dosedací plochou (22) hlavy (14) v její oblasti vnějšího obvodu vícero obvodovými prohloubeními (102).
14. Funkční prvek vyznačující (18) vyčnívá z jejího přechází do vlasní rovné podle nároků 9 až 13, se tím, že uvnitř dutiny dna válcový výstupek (30), který čelní plochý (32).
15. Funkční prvek podle nároku 14, vyznačující se tím, že rovná čelní plocha (32) výstupku (30) je opatřena vnitřním kruhovým sražení (34).
16. Funkční prvek podle nároku 15, vyznačující se tím, že čelní plocha válcového výstupku (30) je opatřena kruhovou a alespoň v podstatě ke kolmo k podélné

- 19 - 4 ♦ ·♦* 44 9 4 · 4 · • * «44 · 4 94 49 4 44 4 49 4 · 9 4 · • · * t 9 4 • 4 4 4 4 94 4 4 4 4 9 4 4 944 44 4 ose (24) funkčního prvku (10) probíhající rovnou čelní plochu (32). 17. Funkční prvek podle nároků 15 nebo 16, vyznačujíc í s e tím, že rovná čelní

plocha (32) výstupku (30) přechází přes zaoblenou hranu (38) do její válcové nebo konické vnější stěny (40).
18. Funkční prvek podle jednoho z nároků 9 až 17, vyznačující se tím, že zajišťovací prvky (20,26,48,50) proti pootočení jsou uspořádány na obvodové stěně dutiny (18) a/nebo na k plechu přivrácené čelní dosedací ploše (22) dutiny (18) a/nebo na rovné čelní ploše (32) válcového výstupku (30) a/nebo na vnějším obvodu hlavy (14), např. na k plechu přivrácené čelní dosedací ploše (22) hlavy (14) a/nebo jsou tvořeny polygonálním nebo drážkovým tvarem hlavy (14).
19. Funkční prvek podle jednoho z nároků 9 až 18, vyznačující se tím, že dřík (12) je opatřen závitem (16) nebo podobným tvarovým prvkem nebo obvodovou drážkou nebo vícero obvodovými drážkami, přičemž zvolené provedení povrchu dříku (12) je zapadá do protitvaru na spolupůsobící součásti s funkčním prvkem.
20. Spojená sestava, zvláště vyrobená způsobem podle nároků 1 až 8, sestávající z plechu a funkčního prvku podle jednoho z nároků 9 až 19, vyznačující se tím, že materiál plechu (52) je tvarově těsně natlačen k podříznutým plochám (20,102) a za ně zaháknut.
21. Spojená sestava podle nároku 20, vyznačující se tím, že materiál plechu (52) je tvarově těsně natlačen k zajišťovacím prvků (20,26,48,50) proti pootočení a za ně zahákován.

φ φ · · φ • · φφ φφφ φ • Φ * fl φ φ φφφ φ φ φ φ φ φ, φ φφφ ·

Φ α Φ # φ φφφ φφ φφ «
22. Spojená sestava podle nároku 20 nebo 21, vyznačující se tím, že plech (52) není na žádném místě v oblasti spojení proražen hlavou (14) funkčního prvku (10).
23. Spojená sestava podle nároků 20 až 22, vyznačující se tím, že plech (52) zatlačený do dutiny (18) má kloboukovítý tvar a s výhodou v oblasti na vnější straně dna klobouku je tvarově těsně natlačen k podříznuté ploše (20) a za ni zaháknut.
24. Spojená sestava podle nároků 20 až 23, vyznačující se tím, že hlava (14) je uspořádána alespoň částečně uvnitř drážkovitého prohloubení (70) v plechu (52).
25. Spojená sestava podle nároků 20 až 24, vyznačující se t í m , . že plech (52) je jednostranně nebo oboustraně opatřen povrchovou vrstvou z kovu a/nebo plastu a/nebo folií nebo lakem, přičemž povrchová vrstva není slisováním porušena nebo jen na místech doteku mezi funkčním prvkem (10) a plechem (52).
26. Matrice, zvláště k použití k provádění způsobu podle nároků 1 až 8 k usazení funkčního prvku vytvořeného podle jednoho z nároků 9 až 19 a k vytvoření spojenéí sestavy podle nároků 20 až 25, vyznačující se tím, že má na k plechu (52) přiléhající dosedací ploše provedeno drážkovité prohloubení (68) přecházející do k paralelně k podélné ose (24) matrice probíhající nebo místně ve divergující vnější stěnu (84), přičemž vnější stěna (84) drážkovítéhoprohloubení (68) je v průřezu kruhová, oválná, polygonální nebo je opatřena podélnými nosy a přechází do čelní dosedací plochy (64) matrice přes zaoblenou hranu (82).

- 21 - • »444 4 44 4 »4 4 4 4 4 4 « 4 4 4 « 444 * 444 4 * 4 4 4 4 4 «4 4 4 44 44 *444 4 4 4 4 4 4 4«· · 4 4 44 4 27. Matrice podle nároku 26, vyz n a č u j í c í s e tím, že má uvnitř drážkovitého prohloubení (68) ve

směru k plechu (52) vystupující a alespoň v podstatě rovnou čelní stěnu obsahující válcový trn (72), který přechází přes zaoblenou hranu (116) do své válcové boční stěny, přičemž čelní středová plocha (114) válcového trnu (72) je výše než dno drážkovitého prohloubení (68) v čelní dosedací ploše (64) matrice (60).
28. Matrice podle nároku 26, vyznačující se tím, že má uvnitř drážkovitého prohloubení (68) ve směru k plechu (52) vystupující a alespoň v podstatě rovnou čelní stěnu obsahující válcový trn (72), se středovým výběžkem (76), který je alespoň v podstatě konusovitý, přičemž hrot konusovitého středového výběžku (76) je zaoblený.
29. Matrice, zvláště k provádění způsobu usazení funkčního * prvku vytvořeného podle jednoho z nároků 9 až 19 a k vytvoření spojené sestavy podle nároků 20 až 25, vyznačující se tím, že je obklopena kruhovitou čelní dosedací plochou (64), kerá má směrem k plechu (52) vystupující válcový trn (72), jehož středový výběžek (76) je alespoň v podstatě konusovitý.
30. Matrice podle jednoho z nároků 28 nebo 29, vyznačující se tím, že konusovitý středový výběžek (76) válcového trnu (72) přechází přes zaoblené kruhové prohloubení (78) a kolem něj uspořádané obvodové zaoblení (80) do válcové boční stěny válcového trnu (72).
31. Obvodový vodicí dílec spolupůsobící s funkčním prvkem podle nároků 9 až 19 při provádění Způsobu podle nároků 1 až 8 s použitím matrice podle jednoho z nároků 26 až 30 k vytvoření spojené sestavy podle nároků 20 až 25, vyznačující se tím, že razník (56) je opatřen obvodovým vnějším výstupkem (110) a kruhovým • · « · A A A «·· · * A · A A A ·

AAA A AAA M AA A centrálním vybráním (112), které v okrajové oblasti dále vystupuje směrem k dříku (12) obklopeném s ním sousedící čelní dorazovou plochou 44 hlavy 14 uspořádané proti kruhovému centrálnímu vybrání (112), přičemž obvodový vnější výstupek (110) razníku má průměr, který alespoň v zásadě odpovídá průměru hlavy (14) funkčního prvku (10).