CZ306385B6 - Způsob výroby spoje plechu a nýtovací matice, spoj vyrobený tímto způsobem a rýhovák k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob výroby spoje (1) plechu (2) a nýtovací matice (3), při kterém se nejprve vyvrtá otvor (4) do plechu (2), průměr otvoru (4) odpovídá průměru nýtovací matice (3) s tolerancí pro prostrčení nýtovací matice (3) skrz otvor (4), poté se nýtovací matice (3) v otvoru (4) utáhne, přičemž se nýtovací matice (3) na rubové straně otvoru (4) utažením zdeformuje do bombírungu (9), čímž dojde k sevření plechu (2) mezi rubový konec (8) a lícový konec (7) nýtovací matice (3). Po vyvrtání otvoru (4) se do otvoru (4) vloží pracovní část (12) rýhováku (11), jejíž průměr je stejný s vůlí pro zasunutí jako, nebo menší než, průměr otvoru (4) v plechu (2), následně se pracovní část (12) rýhováku (11) odkloní od svislé osy procházející středem otvoru (4), a poté se silovým působením tlačícím pracovní část (12) rýhováku (11) proti okraji otvoru (4) a jejím odvalováním podél okraje otvoru (4) vytvoří hroty (10) na alespoň části okraje otvoru (4) ležícího na rubové straně otvoru (4).

Description

Způsob výroby spoje plechu a nýtovací matice, spoj vyrobený tímto způsobem a rýhovák k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby spoje plechu a nýtovací matice, dále se týká spoje plechu a nýtovací matice vyrobené tímto způsobem, a nástroje pro provádění způsobu výroby spoje plechu a nýtovací matice.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známo vytvoření spoje pomocí šroubu a matice. Šroub vykazuje dřík opatřený závitem a dále vykazuje hlavu vytvořenou na jednom konci dříku, která má zpravidla větší průměr, nežli dřík. Matice vykazuje otvor s vnitřním závitem pro našroubování na dřík. Vnější tvar matice je zpravidla šestihran, či osmihran. Šroub se protáhne otvorem vytvořeným skrz plech. Hlava šroubu brání protažení otvorem v plechu, dřík vyčnívá na straně plechu protilehlé k hlavě. Na dřík se nasadí matice, která se otáčením šroubuje ke straně plechu protilehlé k hlavě šroubu. Matice a hlava šroubu se otočením v opačném směru dotáhnou pomocí klíče a šroubováku, nebo pomocí dvou klíčů, až dojde k vytvoření pevného spoje svírajícího plech.

Nevýhoda řešení zahrnujícího šroub a matici spočívá v tom, že pro dotažení matice je nezbytné mít volný prostor pro nasazení klíče. To je obtížně proveditelné, či zcela neproveditelné, například v případě trubek a dutých profilů, kde je otvor uvnitř trubky nebo profilu nepřístupný pro nasazení matice a použití klíče.

Výše uvedený problém je řešen existencí nýtovací matice, která je odvozena od principu známého trhacího nýtu. Nýtovací matice je dutá a je opatřena vnitřním závitem. Nýtovací matice se prostrčí otvorem v trubce, následně se do ní našroubuje táhlo. Na jádro se začne působit silou ve směru vytažení z vnitřního otvoru. Vytahované jádro deformuje vnější plášť nýtovací matice, který vytvoří tzv. bombírung přiléhající k vnitřní straně trubky, nebo profilu, přičemž zůstane zachován vnitřní závit. Následně se jádro vyšroubuje. Na vnější straně otvoru trubky, či profiluje nýtovací matice rozšířena pro vytvoření hlavy, která přiléhá k trubce.

Nevýhoda řešení nýtovací matice spočívá v tom, že se nýtovací matice může protáčet okolo své axiální osy, ačkoliv je po směru axiální osy dobře upevněna v otvoru. Bombírung nemusí dobře dosedat na materiál trubky, či profilu, což vede k netěsnosti spoje a k jeho protáčení při povolování matice.

Problém s protáčením nýtovací matice je řešen pomocí tvarování vnějšího pláště matice na čtyřhranný tvar v příčném průřezu, či jiný libovolný n-hran tvar v příčném průřezu. Příklad tvarovaných matic je znám z dokumentu přihlášky vynálezu US 3 797 358 A o názvu „Blind fastener with prismatic body“. Nevýhodou tohoto řešení je, že výrobní náklady nýtovací matice jsou vysoké, dále je vytvoření otvoru odpovídajícího tvaru velmi časově a nástrojově náročné.

Jiným známým řešením zabývajícím se protáčením nýtovací matice upevněné v plechu je technické řešení popsané v čínském užitném vzoru CN 2 797 726 Y o anglickém názvu „Counterpressure rivet screw nut and its combination“. Technické řešení popisuje nýtovací matici, která má na lícové straně vytvořené ozubení. Při upevňování nýtovací matice se ozubení silně přitiskne k materiálu, čím dojde ke zvýšení frikčního odporu a nýtovací matice se díky tomu neprotáčí.

Nevýhody výše uvedeného řešení spočívají v tom, že výroba nýtovacích matic s ozubením je pracná a tudíž i finančně nákladná. Ozubení nemá dostatečnou pevnost při používání na velmi tvrdém plechu, např. v případě nerezového materiálu. Zuby se o plech deformují, přičemž se bombírung do materiálu nezakousne, tudíž se může matice protáčet, nebo pouze netěsnit.

- 1 CZ 306385 B6

Úkolem vynálezu je vytvoření výrobně nenáročného a levného způsobu výroby spoje plechu a nýtovací matice, který by využíval běžné nýtovací matice bez náročně vyráběného ozubení, který by byl pevný, neprotáčel by se, a který by byl těsný. Dále je úkolem vynálezu vytvoření spoje vyrobeného podle výše uvedeného způsobu, a v neposlední řadě vytvoření rýhováku, který by byl používaný při výrobě těsného neprotáčejícího se spoje obyčejné nýtovací matice a plechu.

Podstata vynálezu

Vytčený úkol byl vyřešen pomocí způsobu výroby spoje plechu a nýtovací matice, spojem plechu a nýtovací matice a rýhovákem k provádění způsobu podle tohoto následujícího vynálezu.

Způsob výroby spoje plechu a nýtovací matice, při kterém se nejprve vyvrtá otvor do plechu. Průměr otvoru odpovídá průměru nýtovací matice s tolerancí pro prostrčení nýtovací matice skrz otvor. Poté se nýtovací matice v otvoru utáhne, přičemž se nýtovací matice na rubové straně otvoru utažením zdeformuje do bombírungu, čímž dojde k sevření plechu mezi rubový konec a lícový konec nýtovací matice.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že po vyvrtání otvoru se do otvoru vloží pracovní část rýhováku, jejíž průměr je s vůlí pro zasunutí stejný jako, nebo menší než, průměr otvoru v plechu. Následně se pracovní část rýhováku odkloní od svislé osy procházející středem otvoru, a poté se silovým působením tlačí pracovní část rýhováku na okraj otvoru. Současně odvalováním pracovní části podél okraje otvoru se vytvoří hroty na alespoň části okraje otvoru ležícího na rubové straně otvoru.

Použití rýhováku vede k vytvoření hrotů, které se v případě, že plech je z tvrdšího materiálu bez obtíží zaklesnou do materiálu nýtovací matice. Spoj je těsný a neprotáčí se. Výroba spoje je levná, nýtovací matice mohou být vyráběny bez rýhování a bez vlastních hrotů, takže je jejich pořizovací cena nízká.

Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se pracovní částí rýhováku vytvoří uvnitř otvoru rýhování. Rýhování uvnitř otvoru brání protáčení nýtovací matice a zvyšuje frikční upevnění. Pokud je i povrch nýtovací matice rýhovaný, je spojení velmi odolné vůči protáčení.

V jiném výhodném provedení způsobu podle vynálezu se pracovní částí rýhováku vytvoří hroty na alespoň části okraje otvoru ležícího na lícové straně otvoru. Hroty zaklesnuté do nýtovací matice i na lícové straně otvoru násobí těsnost a pevnost spoje. Nýtovací matice se neprotáčí aje zcela nepohyblivá.

Součástí vynálezu je spoj plechu a nýtovací matice vytvořený výše uvedeným způsobem.

Spoj plechu a nýtovací matice zahrnuje plech opatřený otvorem pro zasunutí nýtovací matice. Dále zahrnuje nýtovací matici mající vnitřní díru opatřenou závitem. Lícový konec nýtovací matice má průměr větší, než je průměr otvoru. Rubový konec nýtovací matice má průměr stejný jako otvor v plechu s vůlí pro prostrčení rubového konce oním otvorem a pro vytvoření bombírungu při utažení nýtovací matice na rubové straně otvoru.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že alespoň část okraje otvoru na rubové straně otvoru je opatřena hroty pro zaklesnutí do bombírungu utažené nýtovací matice. Hroty jsou vytvořeny v oblasti dosedání bombírungu na plech, takže se do bombírungu zaklesnou a upevní jej bez možnosti protáčení a netěsností. Díky hrotům lze používat nejlevnější hladké nýtovací matice, bez jejich jakýchkoliv technických úprav.

Ve výhodném provedení spoje podle vynálezu je alespoň část vnitřku otvoru v plechu opatřena rýhováním. Rýhování působí na tělo nýtovací matice uvnitř otvoru, čímž se zvyšuje pevnost spoje proti protáčení. Při utahování nýtovací matice vlivem působení velké deformační síly zateče materiál nýtovací matice do rýhování v otvoru.

-2CZ 306385 B6

V jiném výhodném provedení spoje podle vynálezu je alespoň část okraje otvoru na lícové straně otvoru opatřena hroty pro zaklesnutí do lícového konce utažené nýtovací matice. Lícový konec nýtovací matice se působením deformační síly v průběhu utahování zaklesne do hrotů lícové strany otvoru, čím se zvýší pevnost spoje a odolnost proti protáčení nýtovací matice v otvoru.

V jiném dalším výhodném spojení spoje podle vynálezu je nýtovací matice na vnějším plášti mezi lícovým koncem a rubovým koncem opatřena rýhováním, přičemž vzor rýhování odpovídá vzoru rýhování vnitřku otvoru. Rýhování obou prvků spoje do sebe zapadá. Výsledný efekt utažení nýtovací matice v otvoru se násobí.

Další součástí vynálezu je i rýhovák používaný k provádění výše uvedeného způsobu.

Rýhovák má pracovní část, která se zasouvá do otvoru v plechu pro vytvoření hrotů na okraji otvoru a/nebo rýhování uvnitř otvoru.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že pracovní část rýhováku je kalená, takže je velmi tvrdá, v mnoha případech mnohem tvrdší, než materiál plechu. Pracovní část má tvar komolého kužele, nebo kužele, a její průměr u základny kuželu je s vůlí pro zasunutí stejný jako, nebo menší než, průměr otvoru v plechu. Díky vhodně volené velikosti průměru lze pracovní část rýhováku vsunout do otvoru a vychýlit ji mimo svislou osu. Po vychýlení se může pracovní část odvalovat po okraji otvoru, čímž v plechu v oblasti okraje otvoru vytvoří hroty vyčnívající směrem kolmo nad plech pro zaklesnutí do utažené nýtovací matice.

Ve výhodném provedení rýhováku podle vynálezu má rýhovák rukojetnou část pro uchopení rýhováku do ruky, přičemž pracovní část je s rukojetnou částí spojena. Nejjednodušší provedení rýhováku je vhodné pro manuální práci. Ruka s rukojetnou částí tvoří prodloužené rameno páky, takže kalená pracovní část si poradí i s těmi nejtvrdšími materiály.

V dalším výhodném provedení rýhováku podle vynálezu je spojení rukojetné části a pracovní části rýhováku rozebíratelné, přičemž je pracovní část tvořena upínacím bitem pro zasunutí do rukojetné části. Je zbytečné mít rýhovák tvořený pracovní částí a rukojetnou částí pro různé rozměry děr. Mnohem výhodnější je vytvoření univerzální rukojetné části, do které se nasazují jednotlivé pracovní části. Nejznámějším způsobem takového upínaná je použití upínacího bitu.

Vynález přináší velmi jednoduchý způsob přípravy pevného, neprotáčejícího se a těsného spoje, který lze připravit za použití obyčejné nýtovací matice. Spoj je pevný, vhodný pro trubky a duté profily, z i těch nejtvrdších materiálů. Příprava spoje je rychlá, nenáročná, lze ji zvládnout manuálně. Nástroj rýhovák je konstrukčně jednoduchý, jeho používání je bezpečné, rýhovák je odolný a vydrží mnohokrát opakované použití. V případě otupení kalené části rýhovákuje možněji opětovně nabrousit.

Objasnění výkresů

Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:

obr. 1 znázorňuje podélný řez neutaženou nýtovací maticí zasunutou v otvoru v plechu, obr. 2 znázorňuje podélný řez utaženou nýtovací maticí v otvoru v plechu, obr. 3 znázorňuje otvor v plechu bez úpravy okraje, včetně příčného řezu středem otvoru, obr. 4 znázorňuje otvor v plechu s hroty vytvořenými na lícovém a rubovém okraji otvoru, včetně příčného řezu středem otvoru,

-3 CZ 306385 B6 obr. 5 znázorňuje podélný řez neutaženou nýtovací maticí zasunutou v otvoru s hroty vytvořenými na lícovém a rubovém okraji otvoru, obr. 6 znázorňuje v axonometrickém vyobrazení rýhovák před zasunutím do otvoru v plechu.

Příklad uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. 1 tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.

Na obr. 1 je vyobrazena v podélném řezu nýtovací matice 3 připravená k utažení v otvoru 4 plechu 2. Nýtovací matice 3 má lícový konec 7, opatřený zvětšeným průměrem pro vytvoření hlavy opírající se o plech 2 v oblasti okraje otvoru 4 lícové strany plechu 2 a otvoru 4. Druhý konec určený k protažení otvorem 4 a pro vytvoření bombírungu 9 je rubový konec 8 nýtovací matice 3. Jeho průměr odpovídá průměru otvoru 4 s tolerancí pro protažení otvorem 4. Nýtovací matice 3 je dutá a je alespoň v části vnitřní díry 5 opatřená závitem 6.

Při utažení nýtovací matice 3 je do vnitřní díry 5 zasunut dřík se závitem tvořící jádro, který se našroubuje do vnitřního závitu 6. Následně je dřík vytahován od rubového konce 8 směrem k lícovému konci 7, přičemž lícový konec 7 je fixován na místě. Nýtovací matice 3 se zdeformuje, vytvoří se bombírung 9, který utáhne nýtovací matici 3 v otvoru 4. Podélný řez utaženou nýtovací maticí 3 je vyobrazen na obr. 2.

Na obr. 3 je vyobrazen plech 2 s otvorem 4 bez jakýchkoliv úprav otvoru 4. Na detailu řezu plechem 2 a otvoru 4 je vidět, že otvor 4 je prostého tvaru, od chvíle, kdy došlo k jeho vyvrtání. Na obr. 4 je vyobrazen plech 2 s hroty 10 po obou stranách otvoru 4, včetně rýhování uvnitř otvoru 4.

Na obr. 5 je zobrazen podélný řez nýtovací maticí 3 připravenou k utažení v otvoru 4 plechu 2 opatřeného hroty 10 po obou stranách. Lícový konec se opírá o hroty 10 na lícové straně.

Na obr. 6 je vyobrazen nástroj rýhovák 11 pro manuální práci. Kalená pracovní část 12 má tvar komolého kužele a je opatřena na alespoň části svého pláště směrem od vrcholu rýhováním. Následně pracovní část 12 přechází do válcové rukojetné části 13 pro uchopení a manipulaci rýhováku 11. Rukojetná část 13 je zakončena zaoblením, pro pohodlné uchopení do ruky.

V jiném nevyobrazeném příkladu provedení může rukojetná část 13 připomínat rukojeť šroubováku vykazující madlo a v něm zapuštěný dřík. Ve dříku je vytvořen otvor pro zasunutí pracovní části 12 v podobě bitu. Rýhovák 11 se zkompletuje, následně se zasune pracovní část 12 do otvoru 4, rýhovák 11 se vychýlí od svislé osy procházející středem otvoru 4 a odvaluje se po okrajích otvoru 4.

Příprava spoje JJe velmi jednoduchá. V plechu 2 se vyvrtá otvor 4 požadované velikosti. Dle velikosti otvoru 4 se zvolí nýtovací matice 3. Do otvoru 4 se zasune pracovní část 12 rýhováku 1 L která se vychýlí od středové svislé osy otvoru 4 a odvaluje se za působení síly ruky po okraji (okrajích) otvoru 4. Dochází k deformaci plechu 2 v oblasti obvodů otvoru 4 a k tvorbě hrotů 10. Následně se do otvoru 4 nasadí nýtovací matice 3 a utáhne se. Utažením se lícový konec 7 nýtovací matice 3 a bombírung 9 rubového konce 8 nýtovací matice 3 zaklesnou do hrotů 10, čímž vznikne spoj 1 s maximální pevností a odolností proti protáčení a netěsnostem.

-4CZ 306385 B6

Průmyslová využitelnost

Způsob výroby spoje plechu a nýtovací matice, spoj vyrobený tímto způsobem a rýhovák k provádění způsobu podle tohoto vynálezu naleznou uplatnění ve stavebnictví, v průmyslu automobilovém a motocyklovém, ve vzduchotechnice a hydraulice.

Claims (10)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby spoje (1) plechu (2) a nýtovací matice (3), při kterém se nejprve vyvrtá otvor (4) do plechu (2), průměr otvoru (4) odpovídá průměru nýtovací matice (3) s tolerancí pro prostrčení nýtovací matice (3) skrz otvor (4), poté se nýtovací matice (3) v otvoru (4) utáhne, přičemž se nýtovací matice (3) na rubové straně otvoru (4) utažením zdeformuje do bombírungu (9), čímž dojde k sevření plechu (2) mezi rubový konec (8) a lícový konec (7) nýtovací matice (3), vyznačující se tím, že po vyvrtání otvoru (4) se do otvoru (4) vloží pracovní část (12) rýhováku (11), jejíž průměr je stejný s vůlí pro zasunutí jako, nebo menší než, průměr otvoru (4) v plechu (2), následně se pracovní část (12) rýhováku (11) odkloní od svislé osy procházející středem otvoru (4), a poté se silovým působením tlačícím pracovní část (12) rýhováku (11) proti okraji otvoru (4) ajejím odvalováním podél okraje otvoru (4) vytvoří hroty (10) na alespoň části okraje otvoru (4) ležícího na rubové straně otvoru (4)·

2. Způsob podle nároku 1,. vyznačující se tím, že se pracovní částí (12) rýhováku (11) vytvoří uvnitř otvoru (4) rýhování.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se pracovní částí (12) rýhováku (11) vytvoří hroty (10) na alespoň části okraje otvoru (4) ležícího na lícové straně otvoru (4).

4. Spoj (1) plechu (2) a nýtovací matice (3) zahrnující plech (2) opatřený otvorem (4) pro zasunutí nýtovací matice (3), dále zahrnující nýtovací matici (3) mající vnitřní díru (5) opatřenou závitem (6), lícový konec (7) mající průměr větší, než je průměr otvoru (4), a dále mající rubový konec (8) pro vytvoření bombírungu (9) při utažení nýtovací matice(3) na rubové straně otvoru (4), vyznačující se t í m , že alespoň část okraje otvoru (4) na rubové straně otvoru (4) je opatřena hroty (10) pro zaklesnutí do bombírungu (9) utažené nýtovací matice (3).

-5 CZ 306385 B6

5. Spoj plechu a nýtovací matice podle nároku 4, vyznačující se tím, že alespoň část vnitřku otvoru (4) plechu (2) je opatřena rýhováním.

6. Spoj plechu a nýtovací matice podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že alespoň část obvodu otvoru (4) na lícové straně otvoru (4) je opatřena hroty (10) pro zaklesnutí do lícového konce (7) utažené nýtovací matice (3).

7. Spoj plechu a nýtovací matice podle alespoň některého z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že nýtovací matice (3) je na vnějším plášti mezi lícovým koncem (7) a rubovým koncem (8) opatřena rýhováním, přičemž vzor rýhování odpovídá vzoru rýhování vnitřku otvoru (4).

8. Rýhovák (11) mající pracovní část (12) zásuvnou do otvoru (4) pro vytvoření hrotů (10) na okraji otvoru (4) a/nebo rýhování uvnitř otvoru (4), vyznačující se tím, že pracovní část (12) je kalená, má tvar komolého kužele, nebo kužele, a její průměr u základny kužele je s vůlí pro zasunutí stejný jako, nebo menší než, průměr otvoru (4) v plechu (2).

9. Rýhovák podle nároku 8, vyznačující se tím, že má rukojetnou část (13) pro uchopení rýhováku (11) do ruky, přičemž pracovní část (11) je s rukojetnou částí (13) spojena.

10. Rýhovák podle nároku 9, vyznačující se tím, že spojení rukojetné části (13) a pracovní části (12) rýhováku (11) je rozebíratelné, přičemž je pracovní část (12) tvořena upínacím bitem pro zasunutí do rukojetné části (13).