NL8006500A - Eenzijdig bevestigingselement. - Google Patents

Description

-1-

V

VO 1197 Eénzijdig bevestigingselement

De uitvinding betreft een bevestigingselement voor het éénzijdig bevestigen van metalen platen, in het bijzonder samengestelde platen.

Samengestelde platen, in'.het bijzonder wanneer deze uit een kern en twee metalen deklagen bestaan, worden dikwijls éénzijdig bevestigd.

5 Speciaal bij toepassing als voorgehangen gevelelementen moet ertegen gewaakt worden aan de decoratieve, in het zicht komende buitenzijde als gevolg van bevestigingselementen aan de tegenovergelegen, achterste zijde, blijvende vervormingen of zigtekening te weeg brengen, welke speciaal bij schuine lichtinval tot ongewenste, aan de esthetische indruk afbreuk 10 doende effekten, zoals bij voorbeeld schaduwen of puntstructuur leiden.

Ook bij de toepassing van samengestelde platen, die ruimten onderverdelen of tussenwanden vormen, d.w.z. waarbij aan elk van de beide zijden éénzijdig aangebrachte bevestigingselementen toegepast worden, is het ongewenst, dat door bevestigingselementen op enigerlei wijze aan 15 bet aanzien van de metalen deklaag aan de tegenovergelegen zijde afbreuk wordt gedaan.

De toepassing van éénzijdige bevestigingselementen bij dekplaten van allerlei soort verdient in de meeste gevallen juist de voorkeur in die gevallen, waar de in het zicht komende zijde door het bevestigings-20 element op geen enkele wijze beïnvloed mag worden.

Er zijn reeds éénzijdig aangebrachte bevestigingselementen voor samengestelde platen bekend. Deze hebben echter het nadeel, geen feilloze in het zicht komende zijde te waarborgen of slechts met in economisch opzicht onverantwoord hoge vervaardigingskosten aan de samengestelde plaat 25 aangebracht te kunnen worden of tot onvoldoende mechanische sterkte van de bevestiging te leiden.

Zo moet bij voorbeeld bij toepassing van een spreidklauw volgens het DE-GM 7^-.^2.107 of van een wrijvingslaswerkwijze volgens het Zwitserse octrooischrift 503.833 eerst een gat in de deklaag geboord 30 worden, hetgeen de mechanische belastbaarheid van verbinding en plaat sterk vermindert en de vervaardiging duurder maakt.

Het heeft ook niet ontbroken aan pogingen om tot een bevestigings-inrichting voor samengestelde platen te komen door het oplassen van schroefbouten door middel van condensatorontladingstoestellen. Deze werkwijze 800 6 50 0 -2- bleef tot dusverre echter voor bovengenoemd toepassingsdoel zonder succes, omdat de sterkte, speciaal wanneer de verbinding op torsie belast wordt, bij toepassing van de gebruikelijke bouten met concentrisch., flauw-conisch contactvlak met centrische doorn als ontstekingspunt te wensen over liet.

5 Eerst bij dekplaatdiktes vanaf ongeveer 1 mm konden ten dele bruikbare resultaten worden bereikt. Gewoonlijk worden echter dekplaten toegepast met dikten die geringer zijn dan 1 mm. Met de condensatorontladingslas-verkwijze noch enige andere werkwijze is tot dusverre een bevredigende bevestigingsmogelijkheid voor de bij voorkeur in de handel verkrijgbare, 10 samengestelde platen beschikbaar gekomen.

Doel van de uitvinding is derhalve, voor het éénzijdig bevestigen van metalen platen, in het bijzonder van samengestelde platen uit kernmateriaal - bij voorbeeld een thermoplastische kunststofkern - en metalen dekplaten een bevestigingselement te ontwikkelen, dat de in het voor-15 gaande genoemde bezwaren ondervangt.

Om dit doel te bereiken wordt volgens de uitvinding uitgegaan van het inzicht, dat bij bouten, welke aan de dekplaat vastgelast zijn, de dekplaatvervorming in hoofdzaak afhangt van de mechanische belasting van de bouten. Door het aanhalen van moeren geeft bij schroefverbindingen het 20 aanhaalmoment - waarbij tegelijkertijd trek en torsie werkzaam worden -de doorslag. In gemonteerde toestand, bij voorbeeld als gevelbekleding, treden er aanvullend nog schuifbelastingen op, die naar gelang van het gewicht resp. de grootte van de samengestelde plaat en het aantal dragende bouten variëren. Voorts zijn thermische spanningen, veroorzaakt 25 door weersinvloeden, op de lasverbinding werkzaam. Uit het voorgaande volgt derhalve, dat de wijze van inleiden van krachten en de plaats waar spanningspieken optreden voor de bevestiging van.doorslaggevende betekenis zijn.

Het volgens de uitvinding gestelde doel wordt bereikt, doordat met 30 toepassing van de werkwijze van het boutlassen door condensatorontlading een op een bijzonder wijze uitgevoerd bevestigingselement met de metalen deklaag verbonden wordt.

Verrassenderwijs is gebleken dat bij verandering van de geometrische vorm van de tot dusverre voor dit doel gebruikelijke bevestigings-35 elementen alle in het voorgaande genoemde tekortkomingen ondervangen kunnen worden.

De uitvinding zal thans, onder verwijzing naar de schematische 800 6 50 0 -3- tekening nog nader worden toegelicht.

De fig. 1-5 zijn zijaanzichten van verschillende uitvoeringsvormen van een volgens de uitvinding voorgestelde bout; de fig. 6-9 zijn bovenaanzichten van diverse boutuitvoeringsvormen.

5 Het volgens de uitvinding voorgestelde bevestigingselement wordt gevormd door een metalen bout, welke blijkens de fig. 1-5 bestaat uit een schacht 10 en een aan één eindzijde daarvan aangebracht kop 20. De schacht 10 kan, op een op zichzelf bekende wijze, voor verdere bevestiging zijn voorzien van een buiten- of binnenschroefdraad of een andere bevestigings-10 voorziening. De kop 20 is, in tegenstelling met de tot dusverre gebruikelijke kop van een kegelpuntvormig lasvlak met een hoek die 180° nadert en een centraal ontstekingspunt voorzien van een lasvlak 26, dat ringvormig is en waarvan de begrenzing aan binnen- en buitenzijde wordt gekenmerkt door een gesloten kegelsnedefiguur. Op het lasvlak 26 van de uitge-.15 vonden bout bevindt zich een ontstekingsring 28.

De potachtige uitvoering van de kop vormt een eenvoudige uitvoeringsvorm volgens de uitvinding. Deze, als voorbeeld gekozen,, uitvoeringsvorm zal thans, onder verwijzing naar fig. 1, nog nader worden toegelicht. De kop 20 van de bout bestaat uit een cirkelvormige bodem 22, waarop 20 een hol-cilindervormige ring 2k aangebracht is. Als lasvlak 26 kcmt. een cirkelring beschikbaar, waarvan het vlak ongeveer loodrecht op de langs-hartlijn van de schacht 10 staat. Als contactmakend element wordt, voor het opwekken van de lasstroom een op het cirkelvormige lasvlak 26 ongeveer in het midden aangebrachte, bij voorkeur tot een cirkel toelopende 25 ontstekingsring 28 toegepast.

Deze uitvoering biedt het voordeel, dat zich de laswerkgang niet, zoals bij de tot dusverre toegepaste bouten, éénzijdig radiaal doch tevens binnenwaarts naar kleinere diameters en naar't buiten naar grotere diameters voortplant.

30 Bij nadere uitwerking van de uitvinding is gebleken, dat de ring 2k niet beslist cilindervormig behoeft te zijn. Zo kunnen bij voorbeeld ook afgeknot kegelvormige of afgeronde uitvoeringsvormen, blijkens de fig. 2 en 3, goed voldoen. Bij ellipsringvormig lasvlak 26 is het doelmatig, wanneer de verhouding van de ellipsassen niet groter is, dan ongeveer drie. Gewoon-35 lijk ligt die verhouding nabij één. Voorts is gebleken, dat de bodem 22 geheel kan komen te vervallen en de ring 2k - zoals bij voorbeeld in fig Λ weergegeven - in de schacht 10 uitmondt.

800 6 50 0 -i+-

Zoals in fig. 5 bij wijze van voorbeeld afgebeeld, kan de wijziging in de uitvoering van de bout ζδ ver gaan, dat een buisvormige bout 1+0 ontstaat, waarbij kop 20 en schacht 10 êên eenheid-vormen, d.w.z. niet meer apart aangeduid kunnen worden, en een door de volle lengte van de 5 bout heen gaande boring de binnenbegrenzing van het lasvlak 26 vormt.

Ook bij een dergelijk bouttype kan voor Verdere bevestiging bij voorbeeld een buitenste of binnenste schroefdraad dienst doen. Zoals weergegeven in de fig. 8 en 9 kunnen, volgens een speciale uitvoeringsvorm van de uitgevonden bout, het lasvlak 26 resp. de ring 2l+ en/of de ontstekings-10 ring 28 ongeveer evenwijdig aan de schachtas van êên of een aantal sleuven 30 voorzien zijn.

Bij een speciale uitvoeringsvorm van de bevestigingsbout zijn bodem 22 en ring 2l+ cirkelvormig en hebben aan hun contactvlak een even grote buitendiameter, waarbij deze êên tctviermaal, bij voorkeur twee 15 tot vier maal zo groot is, als de diameter van de schacht 10. Bij voorkeur bedraagt voorts de dikte van de bodem 22 ongeveer êên tot twee maal de wanddikte van de ring 2l+ en is de hoogte van de ring 2l+ ongeveer even groot als de dikte van de bodem 20. De ontstekingsring 28 heeft bij voorkeur een diameter, welke de helft bedraagt van de som van buiten- en binnen-20 diameter van de ring 2l+, gemeten ter plaatse van het lasvlak 26, en vormt in dwarsdoorsnede een gelijkbenige tot gelijkzijdige driehoek, waarbij de kortste zijde in het vlak van het lasvlak 26 ligt en de hoogte ongeveer êên tiende van de diameter van de schacht 10 bedraagt.

Met de uitgevonden boutvorm kunnen, ten opzichte van de tot dus-25 verre hiervoor-gebruikte bouten, duidelijk grotere sterkten worden bereikt, hetgeen bij wijze van voorbeeld in de hieronder volgende vergelijking duidelijk tot uitdrukking komt.

Scheuring, resp. breuk bij verschillende bouttypen onder inwerking van verschillende krachten.

30 Bouttype Schuifkracht Trekkracht Torsiemoment a 766 N 1+55 N 27 cm/kp b 11+55 N 1028 N 57,5 cm/kp

De hierboven vermelde waarden zijn gemiddelden uit telkens een tiental proefnemingen. Als plaat werd een in de handel verkrijgbare, samenge-35 stelde plaat met een totale dikte van 1+ mm toegepast, bestaande uit een polyetheenkern van 3 mm dikte en met aan weerszijden een metalen bekleding van telkens 0,5 mm dikte uit de legering AlMgl, 1/1+ hard. De dekplaat- 800 6 50 0 -5- sterkte bedroeg 15 kp/mm^. Beide bouten bestonden uit een legering AlMg3 en hadden een s chachtdi amet er van 6 ram. Het bouttype a representeert de gebruikelijke bout met een diameter van het las-cirkelvlak van 8 mm. Het bouttype b vormt de uitgevonden bout, overeenkomstig een voor-5 keursuitvoeringsvorm: een holcilindervormige ring 2b met een buitendiameter van 12 mm en een hoogte van 3 mm, waarbij de wanddikte van de ring 2b zodanig bemeten was, dat het oppervlak van de cirkelring van het lasvlak 26 nauwkeurig overeenkwam met het oppervlak van het lascirkelvlak van het bouttype a. Het dwarsprofiel van de ontstekingsring 28 was een 10 gelijkbenig driehoek met een tophoek van ^0° en een hoogte van 0,6 mm.

Bij het bouttype a plant zich, uitgaande van een centraal ont-stekingspunt - ter plaatse waarvan de eerste aluminium!egeringssmelt ontstaat - de laswerkgang naar buiten toe voort. Bij deze uitvoering zijn verbindingen met 75 tot 85% gelast totaal oppervlak mogelijk. Zodra de 15 ontstekingsring 28 van het bouttype b in aanraking komt met de dekplaat van de samengestelde plaat, wordt deze opgesmolten, en plant zich de laswerkgang, in tegenstelling met het bouttype a, naar weerszijden van de ontstekingsring 28 radiaal voort. Daarbij ontstaat een homogeen lasver-binding met 100$ mogelijk gelast totaal oppervlak.

20 De grote sterkte van de lasverbinding met de uitgevonden bout vindt vermoedelijk zijn oorzaak hierin, dat tijdens het lassen, als gevolg van de korte voortplantingswegen bij het uitgevonden lasoppervlak 26, de laslakken en andere verontreinigingen radiaal naar binnen en buiten tot volledig buiten het lasbereik migreren kunnen, waardoor een lasverbinding 25 zonder slakken- en/of verontreinigingsinvloeden ontstaat.

Met het uitgevonden bouttype worden de tot dusverre ondervonden nadelen van geringe aanhaaldraaimomenten alsmede blijvende dekplaatver-vormingen aan de in het zicht komende zijde overwonnen.

Een aanvullend voordeel bestaat hierin dat de plaatselijke ver-30 warming beter over een groter plaatbereik verdeeld wordt, hetgeen bij samengestelde platen het plaatselijk ten dele loslaten van de dekplaat van de kern - als gevolg van de puntvormige geconcentreerde verwarming bij toepassing van de tot dusverre gebruikelijke bouten - verhindert.

8006500

Claims (4)

1. Bout als éénzijdig bevestigingselement voor metalen platen en samengestelde platen met metalen dekplaten, in het bijzonder voor samengestelde platen met een kunststofkern en met dekplaten uit aluminium of uit aluminiumlegeringen, onder toepassing van de werkwijze van boutlassen 5 door condensator ontlading, met het kenmerk, dat de metalen bout bestaat uit een op een zichzelf bekende wijze uitgevoerde schacht (10) en uit een kop (20), welke een ringvormig, binnen en buiten door een gesloten kegel-snedefiguur begrensd lasvlak (26) bevat, waarop zich een ringvormige ont-stekingsring (28) bevindt.

2. Bevestigingsbout volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verhouding van de assen van'de kegelsnedefiguur tussen één-en drie, bij voorkeur bij één ligt.

3. Bevestigingsbout volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat de bout bestaat uit een buis (^0).

15 Bevestigingsbout volgens ten minste één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het lasvlak (26) resp. dé ring (2U) en/of de ont-stekingsring (28) is voorzièn van ten minste één sleuf (30). 8 00 6 50 0