PL172541B1

PL172541B1 - Sposób wytwarzania czesci laczacej przez wciskanie czesci wciskanej i czesc wciskana PL

Info

Publication number: PL172541B1
Application number: PL93306310A
Authority: PL
Inventors: Wilhelm Schneider
Original assignee: Bergner Richard Gmbh Co
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1997-10-31
Also published as: EP0667936B1; SK141494A3; DE59306289D1; CZ285213B6; SK283908B6; EP0667936A1; HU9403706D0; EP0667936B2; HU214609B; ATE152216T1; CZ287494A3; PL306310A1; US5797175A; WO1994001688A1

Abstract

1 Sposób wytwarzania czesci laczacej przez wciskanie czesci wciskanej, w przyblizeniu w postaci trzpienia, sruby, lub nosnika z gwintem wewne trznym, w material plaski, zwany dalej blacha, przy czym czesc wciskana ma umieszczone wokól wspólnej osi wzdluznej glówke o wiekszej szerokosci, zwlaszcza srednicy, z powierzchnia przylegania usytuowana zasadniczo kon- centrycznie wokól osi wzdluznej, trzonek o mniejszej srednicy, wspólosiowy z glówka, wystajacy zjednej strony w kierunku osiowym ponad powierzchnie przylegania, i w obszarze przejsciowym miedzy glówka, a trzonkiem - prze- wezenie otwarte promieniowo na zewnatrz, wspólosiowe z trzonkiem, w postaci pierscieniowej przestrzeni sluzacej do umieszczenia blachy, oraz wystepy ksztaltowe rozmieszczone na obwodzie lba, w którym umieszcza sie trzonek, o srednicy wewnetrznej wystarczajacej do wprowadzenia trzonka, którego krawedz jest odgieta od plaszczyzny blachy w kierunku glówki, górna powierzchnia blachy, tak daleko wygieta jest ponad wystajacy kolnierz wiencowy, ze w obszarze srednicowym, dzieki temu kolnierzowi, powstaje takie spietrzenie materialu, ze wciskanie kolnierza wiencowego wywoluje wypelnienie przestrzeni pierscieniowej miedzy glówka i trzonkiem, zna- mienny tym, ze czesc wciskana (1, 38) wciska sie w ten sposób trzonkiem (5, 36, 40) do otworu (24), w kierunku osi wzdluznej (2), pod dzialaniem wstecznego odginania krawedzi otworu (24), ze jej powierzchnia przyle- gania (4) przylega scisle do górnej powierzchni blachy i tylko wystepy ksztaltowe zaglebiaja sie w material blachy 4 Czesc wciskana w postaci sruby lub trzpienia z lbem sluzaca do trwalego szczelinowego polaczenia z plaskim elementem szczególnie z blacha, przy czym czesc wciskana ma umieszczone wokól wspólnej osi wzdluznej glówke o wiekszej szerokosci, zwlaszcza o wiekszej srednicy z powierzchnia przylegania usytuowana zasadniczo koncentrycznie wokól osi wzdluznej, trzonek o mniejszej srednicy, wspólosiowy z glówka, wystajacy z jednej strony w kierunku osiowym ponad powierzchnie przylegania, w obszarze przejsciowym miedzy glówka a trzonkiem - przewezenie otwarte promieniowo na zewnatrz, wspólosiowo z trzonkiem, w postaci pierscienio- wej przestrzeni sluzacej do umieszczenia blachy, oraz wystepy ksztaltowe umieszczone na obwodzie lba, wystajace z powierzchni przylegania jako zabezpieczenie przed przekreceniem wzgledem blachy, znam ienna tym. FIG.1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania części łączącej przez wciskanie części wciskanej i część wciskana. Dla takiego sposobu, części wciskane mogą stanowić trzpień lub śruba lub także element z gwintem wewnętrznym, w rodzaju nakrętki.

Części wciskane, wspomnianego na wstępie rodzaju, w postaci śruby wciskanej są przykładowo przedmiotem opisu DE 2 445 58C. Nakrętki wciskane są przykładowo znane z czasopisma fachowego DRAHTWELT 5-975, s. 73. Po wciśnięciu w blachę znanych części wciskanych, do odkręcenia nakrętki lub do wkręcenia trzpienia gwintowanego niepotrzebny jest dodatkowy element mocujący. Oznacza to znaczne ułatwienie montażu, także dla przypadków reperacji. Poza tym dotyczy to przypadków zastosowania, w których część wciskana po wmontowaniu nie jest więcej dostępna dla elementu mocującego. Niedogodność części łączącej, zawierającej śrubę wciskaną znanego rodzaju polega na tym, że ma ona określoną długość zacisku minimalnego. Przy normalnej śrubie długość zacisku odpowiada odstępowi pomiędzy powierzchnią przylegania łba śruby i końcem gwintu od strony łba, elementu z gwintem wewnętrznym, nakręconym na trzonek śruby. Ta długość zacisku minimalnego przy wspomnianej na wstępie śrubie wciskanej jest zmniejszona przez cztery odcinki wzdłużne. Dwa z tych odcinków służą do zabezpieczenia przed wykręcaniem i zabezpieczenia przed wyciskaniem. Zabezpieczenie przed wykręcaniem przy wspomnianej śrubie jest utworzone przez kołnierz oporowy, osadzony na łbie śruby, wystający ponad średnicą z promieniowo wystającymi ramionami śruby, który przy spęczaniu jest ułożony na materiale płaskim tak, że wypływa on do przestrzeni pośredniej pomiędzy ramionami (DE 2545581C2).

Zabezpieczenie przed wyciskaniem uzyskuje się przez wybranie pierścieniowe, leżące poniżej tego kołnierza oporowego, służącego do zabezpieczenia przed obrotem, w które jest wciskany materiał płaski, wypierany przez ramiona promieniowe. Do wybrania pierścieniowego przylegajeszcze kołnierz kalibrujący i zwykły wylot gwintu. Aby wybranie pierścieniowe mogło być wypełnione ilością zgniatanego materiału wystarczającą do zapewnienia zabezpieczenia przed wyciskaniem, wymiary ramion promieniowych i wybranie promieniowe muszą być dostosowane do każdorazowej grubości blachy. Zależnie od grubości obrabianej blachy muszą być więc przewidziane różne śruby, co sprawia trudności przy ich magazynowaniu.

Dalsza niedogodność wspomnianej na wstępie śruby polega na tym, że w stanie złączenia grubość blachy poprzez zgniatanie materiału ramionami promieniowymi kołnierza oporowego, służącego do zabezpieczenia jest zmniejszona, co powoduje, że złącze łączone w obszarze podcinania, decydującym dla jego zabezpieczenia przed wyciskaniem, osłabia wybranie pierścieniowe.

172 541

Przy części łączącej z częścią wciskaną, opisaną w czasopiśmie fachowym Drahtwelt, ukształtowaną jako element z gwintem wewnętrznym, zabezpieczenie przed wyciskaniem, to znaczy ustalenie w kierunku osiowym, następuje przez wgniatanie materiału w obszarze podcięcia. Jako element wgniatający na stronie dolnej łba części wciskanej służy tutaj obwodowy występ pierścieniowy z uzębieniem wielokarbowym, wystającym w kierunku osiowym. Występ pierścieniowy przy wciskaniu części wciskanej wnika w materiał blachy i wgniata go w obszar podcięcia. Także ta część wciskana ma powyżej opisaną niedogodność złącza łączonego przez zmniejszenie grubości blachy.

Ostatecznie znane są części łączące z częścią wciskaną, ukształtowaną jako element z gwintem wewnętrznym, które mają wydrążony trzonek obniżony z odsądzeniem na łbie i uzębiony wielokarbowo na obwodzie.

W stanie złączenia uzębienie wielokarbowe służy jako zabezpieczenie przed przekręceniem. Przez obniżenie wewnętrzne końce trzonka, wchodzącego do gwintu wewnętrznego, można nakrętkę wciskaną, w rodzaju nita rurkowego, połączyć na stałe z otworem, ukształtowanym wstępnie w płaskim materiale. Niedogodnością przy tych częściach wciskanych jest przede wszystkim to, że długość pustego trzonka musi być dopasowana do każdorazowej grubości blachy. Następstwem tego jest konieczność utrzymywania odpowiednich magazynów i zaopatrzenia.

Dalej znana jest z opisu US-A-3232 53 631 część łącząca, która jednakże swoją częścią trzonkową, bezpośrednio przed połączeniem sama wycina otwór w blasze. Przy tym powierzchnia przylegania blachy, przy procesie wycinania i łączenia służąca jako podpora, jest zaopatrzona w obszarze, otaczającym krawędź otworu, w kołnierz pierścieniowy, wystający w kierunku do części wciskanej, który przy procesie łączenia wciska krawędź otworu blachy w przestrzeń pierścieniową i łączy złączem kształtowym z występami kształtowymi. Przy tym krawędź otworu jest wyciskana z pierwotnej płaszczyzny blachy w kierunku osiowym części wciskanej.

Dzięki temu przy części łączącej na stronie odwróconej od części wciskanej, powstaje wytłoczony rowek pierścieniowy, otaczający część trzonkową części wciskanej, który na przykład w przypadku części łączącej, utworzonej ze śruby jako części wciskanej, zmniejsza powierzchnię podporową dla części, ustalonej przez nakręconą nakrętkę i podwyższa docisk.

Dzięki temu, że obszar otaczający krawędź otworu, jest wyciskany z płaszczyzny blachy tak jak przy głębokim tłoczeniu, zmniejsza się grubość blachy wspomnianego obszaru. Zastosowanie tego sposobu przy bardzo cienkich blachach może być przeprowadzone tylko warunkowo.

W sposobie łączenia, znanym z EP-A-04370, perforowanie blachy wygina się w zasadniczo cylindryczny kołnierz szyjkowy, wystający ponad powierzchnię blachy, którego koniec, stojący naprzeciwko części wciskanej, przy procesie łączenia fałduje się na zewnątrz w celu utworzenia nagromadzenia materiału, podwajającego niejako grubość blachy. Występy kształtowe, wystające z części górnej części wciskanej, wnikają przy procesie łączenia, w kierunku osiowym trzonka, w to zgrubienie blachy, z którego materiał blachy wyciska się przez płynięcie na zimno do przestrzeni pierścieniowej części górnej. Przez promieniowo na zewnątrz skierowane zagięcie kołnierza wieńcowego, pomiędzy jego obszarem zazębionym z występami kształtowymi a krawędzią otworu nie powstaje połączenie materiałowe, co uszczupla wytrzymałość na skręcanie złącza łączonego. Poza tym przy mało ciągliwych materiałach, przy zaginaniu kołnierza wieńcowego nie do uniknięcia jest powstawanie rys, zmniejszających stabilność całego połączenia montażowego. Te rysy oraz szczeliny, otwarte na zewnątrz, pomiędzy zagiętym kołnierzem wieńcowym a powierzchnią blachy, pozostającą z nim w styku, zawierają także niebezpieczeństwo powstania korozji szczelinowej.

Z BE-A-558 873 znany jest sposób wytwarzania części łączącej, zawierającej nakrętkę nitowaną.

W tym znanym sposobie materiał blachy wciska się poprzez wgniatanie w rowek pierścieniowy części szyjkowej nakrętki wciskanej, osadzonej w otworze blachy. Przy tym podczas procesu wciskania, część górna wciska się w powierzchnię blachy, przy czym wypierany przy tym materiał blachy wpływa do rowka pierścieniowego. Obszar krawędziowy otworu, miarodajny dla zabezpieczenia przed wyciskaniem jest zmniejszony w swojej grubości na korzyść

172 541 zabezpieczenia przed wyciskaniem nakrętki wciskanej. Znany sposób może być stosowany także przy bardzo cienkich blachach.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania części łączącej przez wciskanie części wciskanej, w przybliżeniu w postaci trzpienia, śruby lub nośnika z gwintem wewnętrznym, w materiał płaski, zwany dalej blachą. Część wciskana ma umieszczone wokół wspólnej osi wzdłużnej: główkę o większej szerokości, zwłaszcza średnicy, z powierzchnią przylegania usytuowaną zasadniczo koncentrycznie wokół osi wzdłużnej, trzonek o mniejszej średnicy z główką, wystający z jednej strony w kierunku osiowym ponad powierzchnię przylegania, i w obszarze przejściowym między główką a trzonkiem - przewężenie otwarte promieniowo na zewnątrz, współosiowe z trzonkiem, w postaci pierścieniowej przestrzeni służącej do umieszczenia blachy, oraz występy kształtowe rozmieszczone na obwodzie łba, wystające z powierzchni przylegania jako zabezpieczenie przed przekręceniem względem blachy. Blacha jest zaopatrzona w otwór, w którym umieszcza się trzonek, o średnicy wewnętrznej wystarczającej do wprowadzenia trzonka, i którego krawędź jest odgięta od płaszczyzny blachy w kierunku główki, i górna powierzchnia blachy, tak daleko wygięta jest ponad wystający kołnierz wieńcowy, że w obszarze średnicowym, dzięki temu kołnierzowi, powstaje takie spiętrzenie materiału, że wciskanie kołnierza wieńcowego wywołuje wypełnienie przestrzeni pierścieniowej między główką i trzonkiem.

Istota wynalazku polega na tym, że część wciskaną wciska się w ten sposób trzonkiem do otworu w kierunku osi wzdłużnej pod działaniem wstecznego odginania krawędzi otworu, bez znaczącego ograniczenia grubości blachy w obszarze szczelin, że jej powierzchnia przylegania przylega ściśle do górnej powierzchni blachy i tylko występy kształtowe zagłębiają się w materiał blachy.

Korzystnie w położeniu wciskania-wyjściowym krawędź otworu rozgiętego kołnierza wieńcowego zagina się na zewnątrz w przybliżeniu w kierunku promieniowym do osi wzdłużnej.

Poprzez odpowiednie dobranie średnicy otworu, część wciskaną osadza się bez zarysowań.

Przedmiotem wynalazku jest również część wciskana w postaci śruby lub trzpienia z łbem służąca do trwałego szczelinowego połączenia z płaskim elementem szczególnie z blachą. Część wciskana ma umieszczone wokół wspólnej osi wzdłużnej: główkę o większej szerokości, zwłaszcza o większej średnicy z powierzchnią przylegania usytuowaną zasadniczo koncentrycznie wokół osi wzdłużnej trzonek o mniejszej średnicy, współosiowy z główką, wystający z jednej strony w kierunku osiowym ponad powierzchnię przylegania, i w obszarze przejściowym między główką a trzonkiem - przewężenie otwarte promieniowo na zewnątrz, współosiowe z trzonkiem, w postaci pierścieniowej przestrzeni służącej do umieszczenia blachy, oraz występy kształtowe rozmieszczone na obwodzie łba, wystające z powierzchni przylegania jako zabezpieczenie przed przekręceniem względem blachy.

Istota wynalazku polega na tym, że w trzonku znajduje się pierścieniowy rowek usytuowany koncentrycznie w stosunku do osi wzdłużnej, tworzący występ przestrzeni pierścieniowej, mający zarys gwintu, przy czym rowek ten sąsiaduje z przestrzenią pierścieniową.

Korzystnie średnica zewnętrzna rowka pierścieniowego, w przypadku, gdy część wciskana ma postać śruby, jest mniejsza od średnicy rdzenia gwintu elementu z gwintem wewnętrznym nakręcanego na śrubę.

Rowek pierścieniowy w przekroju poprzecznym ma kształt litery U, a oś symetrii rowka jest prostopadła do osi wzdłużnej śruby.

Na powierzchni zewnętrznej główki śruby, koncentrycznie wokół jej osi wzdłużnej usytuowany jest płaski występ zawierający pierścieniową przestrzeń zagłębioną częściowo w główce, poza powierzchnią przylegania, przy czym przestrzeń ta w przekroju poprzecznym ma kształt żłobka z zaokrąglonym dnem. Oś symetrii żłobka tworzy z osią wzdłużną śruby kąt prosty lub lekko ostry zbieżny w kierunku główki, przy czym oś jest linią prostą.

Występy kształtowe są umieszczone rozdzielnie na obwodzie w jednakowych odstępach, przy czym występy te przebiegają promieniowo w stosunku do osi wzdłużnej śruby.

Występ pierścieniowy wystający w kierunku promieniowym, ostro zakończony w przekroju poprzecznym, w przybliżeniu na kształt klina, którego jeden bok od strony główki tworzy jednocześnie powierzchnię przestrzeni pierścieniowej od strony trzonka.

172 541

Przedmiot wynalazku jest bliżej wyjaśniory za pomocą przykładów wykonania, przedstawionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowo w przekroju, odpowiadającym linii przekroju I-I na fig. 2, widok z boku śruby wciskanej według wynalazku, fig. 2 - widok, od dołu łba śruby w kierunku strzałki II z fig. 3, fig. 3 - widok z boku, analogiczny do fig. 1, półfabrykatu śruby wciskanej, przy czym strona dolna łba śruby już ukształtowana jest przez spęczanie, fig. 4 - śrubę wciskaną analogicznie do fig. 1 w położeniu łączącym-wyjściowym wobec już przygotowanej blachy nośnej, fig. 5 - analogicznie do fig. 4 w położeniu względnym pomiędzy śrubą wciskaną i blachą nośną przy rozpoczęciu procesu wciskania, fig. 6 - analogicznie do fig. 5 z alternatywnym ukształtowaniem z blachy nośnej, fig. 7 - analogicznie do fig. 4, 5 i 6 śruby wciskanej, wciśniętej na gotowo do blachy nośnej, fig. 8 - widok szczegółu obszaru VIII na fig. 4, fig. 9 - przykład wykonania śruby wciskanej z łbem wpuszczanym, w widoku z boku, fig. 10 - przykład wykonania śruby wciskanej, w którym strona górna łba śruby jest przystosowana do wciskania w część płaską, fig. 11 - powiększony wykrój szczegółu według obszaru XI na fig. 10, fig. 12 - widok z góry na stronę górną łba śruby w kierunku strzałki XII na fig. 10, fig. 13 - przekrój nakrętki wciskanej w jej położeniu wyjściowym - łączącym, analogicznie do fig. 4, fig. 14 - analogicznie do fig. 7 nakrętkę wciskaną, wciśniętą na gotowo w blachę nośną, fig. 15 - przekrój półfabrykatu nakrętki wciskanej, fig. 16 - analogicznie do fig. 15 z rozszerzoną częścią trzonową, fig. 17 - analogicznie do fig. 16 z naciętym gwintem wewnętrznym. Część wciskana, przedstawiona na fig. 1, jest ukształtowana jako śruba wciskana, oznaczana jako śruba 1. Śruba 1 zawiera umieszczoną wokół wspólnej osi wzdłużnej 2 główkę 3 o większej średnicy z powierzchnią przylegania 4, zasadniczo promieniową do osi wzdłużnej 2 i trzonek 5 o mniejszej średnicy, wystający z jednej strony w kierunku osiowym ponad powierzchnię przylegania, współosiowy do osi wzdłużnej 2. W obszarze przejściowym pomiędzy główką 3 a trzonkiem 5 jest umieszczone przewężenie (przestrzeń pierścieniowa 6) współosiowe do osi wzdłużnej 2, otwarte promieniowo na zewnątrz. To przewężenie służy przy połączeniu łączącym śruby 1 z materiałem płaskim (oznaczonym następnie blacha), jako przestrzeń pierścieniowa 6, w której mieści się materiał blachy. Przestrzeń pierścieniowa 6 w kierunku osiowym sięga od strony trzonka z obszaru 7, przez główkę 3, aż do płaszczyzny 4', utworzonej z powierzchni przylegania 4. Na zewnątrz średnicy trzonka i na obwodzie główki wystają rozdzielnie z powierzchni przylegania 4 występy kształtowe 8 w rodzaju wzdłużnego zgrubienia. W stanie montażu są one ułożone złączem kształtowym w blasze 9 (fig. 4) i zapewniają poprzez przejmowanie momentu obrotowego zabezpieczenie przed wykręceniem się z blachy 9. W przykładzie wykonania według fig. 1 przestrzeń pierścieniowa 6 sięga się do płaszczyzny 4', rozpierającej się na powierzchni przylegania 4. Jest jednak także możliwe, że rozciąga się ona poprzez tę płaszczyznę 4 do główki śruby 3. Również jest możliwe, że powierzchnia przylegania nie przebiega, jak przedstawia fig. 1, prostopadle do osi wzdłużnej 2, lecz tworzy z nią ostry kąt zbieżny do strony górnej główki śruby 3. W tym przypadku powierzchnia przylegania 4 jest częścią powierzchni stożka. Jeżeli powyżej mówi się o stronie górnej a poniżej o stronie dolnej części główki części wciskanej, to jednak to nie mówi nic o rzeczywistym położeniu tej części w stanie złączenia. Raczej pod pojęciem strona górna należy rozumieć stronę części główki odwróconą w stanie złączenia od materiału płaskiego a pod pojęciem strona dolna stronę części główki zwróconą do materiału płaskiego. Przestrzeń pierścienia 6 może wtedy sięgać aż do tej wyobrażalnej powierzchni stożka lub rozciąga się do główki 3 śruby. Przestrzeń pierścienia 6 ma w przekroju poprzecznym w przybliżeniu kształt korytka 10. Oś środkowa 11 korytka tworzy z osią wzdłużną 2 kąt a około 90°. Kształt korytka może być także tak przedstawiony, że jego oś środkowa 11 tworzy z osią wzdłużną 2 ostry kąt a, lekko zbieżny do strony górnej łba śruby.

Występy kształtowe 8 wystają w rodzaju zgrubienia wzdłużnego z powierzchni przylegania 4 i przebiegają w przybliżeniu promieniowo do osi wzdłużnej 2. Występy kształtowe są rozdzielone w jednakowych odstępach obwodowych na obwodzie łba i zajmują w przybliżeniu całą szerokość powierzchni przylegania. Pomiędzy odcinkiem trzonka 5 zaopatrzonym w gwint a główką 3 umieszczony jest, w odstępie od powierzchni przylegania 4 występ pierścieniowy 15 wystający w kierunku promieniowym. Posiada on w przekroju kształt klina. Bok 16 od strony łba, występu pierścieniowego tworzy powierzchnię od strony trzonka, przestrzeni pierścieniowej 6. Występ pierścieniowy 15 wystaje w kierunku promieniowym ponad obwód trzonka 5. Poniżej

172 541 występu pierścieniowego 15 trzonek ma rowek pierścieniowy 17 o kształcie litery V w przekroju poprzecznym. Bok 18 od strony trzonka, występu pierścieniowego tworzy ramię od strony łba, rowka pierścieniowego 17. Drugie ramię rowka pierścieniowego 17 tworzy natomiast w pobliżu trzonka wylot gwintu 12. Oś środkowa 23 rowka pierścieniowego 17 przebiega w przybliżeniu pod kątem prostym do osi wzdłużnej 2. Wolny koniec 19 trzonka 5 przechodzi odsądzeniem 20, tworzącym wylot od strony trzonka, gwintu 12, w część końcową 21 o mniejszej średnicy.

Na fig. 2 i 3 przedstawiony jest półfabrykat śruby 1. Strona dolna łba śruby ma już wytworzone przez spęczane występy kształtowe 8. W celu wytworzenia gotowej śruby w trzonku jest rozwalcowany gwint 12 i rowek pierścieniowy 17. Rowek pierścieniowy tak oddziaływuje, że wygniata materiał trzonka 5 w kierunku do główki śruby 3 i wyrasta przy tym w kierunku promieniowym. W ten sposób ukształtowany został występ pierścieniowy 15, którego bok 16, tworzy bok, od strony trzonka, przestrzeni pierścieniowej 6. Średnica wewnętrzna rowka pierścieniowego 17 jest tak zwymiarowana, że jest mniejsza od średnicy rdzenia gwintu nakręconego elementu z gwintem wewnętrznym.

Poszczególne kroki sposobu wciskania śruby według wynalazku w blachę 9 są widoczne na fig. 4 do fig. 7. Blacha jest najpierw obrabiana, zaopatrzona w otwory 24, przyporządkowane każdorazowej śrubie 1 i mające kołnierz wieńcowy 22. W przykładzie przedstawionym na fig. 4 najpierw jest wytwarzany otwór w blasze poprzez wytłaczanie lub wiercenie, a następnie jest wywijana krawędź 25 otworu w kołnierz wieńcowy 22. Kołnierz ten może sięgać z powierzchni blachy w kierunku wprowadzenia 26 śruby 1 lub, jak przedstawiono na fig. 4 przeciwnie do tego kierunku. Na fig. 6 jest przedstawione alternatywnie kształtowanie kołnierza wieńcowego 22. Krawędź 15 otworu kołnierza wieńcowego 22 jest wygięta do wewnątrz, tutaj w przybliżonym promieniowym kierunku do osi wzdłużnej 2 tak, że ścianka 27 otworu przebiega w przybliżeniu do powierzchni płaszcza cylindra, umieszczonego współosiowo do osi wzdłużnej 2. Zaleta tego ukształtowania leży po pierwsze w podwyższonym zgromadzeniu materiału w obszarach krawędziowych otworów. Po drugie siła przeznaczona na wytwarzanie złącza łączącego wobec ukształtowania kołnierza wieńcowego według fig. 4 jest zredukowana, ponieważ może być zastosowana mniejsza praca odkształcania. Wpływa to dodatnio na żywotność narzędzi. Średnica 28 otworu 24 jest tak zwymiarowana, że śrubę 1 można bez ścierania osadzić w otworze 24. W przypadku śrub pokrytych powierzchniowo może to odbywać się bez uszkodzenia ich powłoki.

Wytwarzanie złącza łączącego pomiędzy śrubą 1 a blachą 9 przebiega jak następuje: łeb śruby jest naciskany w kierunku strzałki 29 (fig. 5) stemplem prasującym (nie przedstawionym). Jako przeciwnarzędzie służy stempel tnący 30, którego strona czołowa 31, zwrócona do łba śruby służy jako powierzchnia przylegania dla blachy 9, względnie jako przeciwpowierzchnia dla stempla tnącego. Za pomocą wciskanej śruby, kołnierz wieńcowy 22 jest odkształcany ponownie do płaszczyzny blachy 32. Przy tym zmniejsza się średnica 28 otworu 24 przez co ścianka 27 otworu jest wciskana do obszaru trzonka, przylegającego do strony dolnej łba śruby. Przy tym materiał blachy wpływa do przestrzeni pierścieniowej 6 i wypełnia ją prawie całkowicie. Występy kształtowe 8 powierzchni przylegania 4 wnikają całkowicie w blachę. Dzięki temu zamyka się kształtowo połączenie zabezpieczające przed obrotem śruby 1 w blasze 9. Materiał wgniatany przez występy kształtowe 8 wpływa dodatkowo do przestrzeni pierścieniowej 6 i podtrzymuje jej całkowite wypełnienie. Przy blachach o większej grubości od odstępu 14, pomiędzy powierzchnię przylegania, a występem pierścieniowym 15, ścianka 27 otworu 24 przy procesie łączenia jest wprasowywana zamknięciem kształtowym w występ pierścieniowy 15. Następstwem tego jest jeszcze skuteczniejsze uchwycenie złączem kształtowym śruby w blasze nośnej. Przy późniejszym obciążeniu w kierunku w przybliżeniu do płaszczyzny blachy, rozszerzenie otworu 24 przeciwdziała temu uchwyceniu złączem kształtowym i polepsza wytrzymałość połączenia blachy. Uchwycenie złączem kształtowym, które jest skuteczne na całym obwodzie występu pierścieniowego 15 polepsza poza tym szczelność na wodę złącza łączącego według wynalazku.

W stanie łączenia kołnierz wieńcowy 22, wystający pierwotnie z płaszczyzny blachy, jest tak daleko odkształcany z powrotem, że praktycznie całkowicie przebiega w płaszczyźnie blachy 32. Pozostawia przez to do dyspozycji po stronie trzonka blachy płaską powierzchnię przylegania, dla zaciskowego miejsca połączenia. Może to być korzystne zwłaszcza wtedy, gdy powinien być

172 541 dociśnięty styk elektryczny przykładowo ucho kabla uziemiającego. Złącze łączące według wynalazku ma samoistną wytrzymałość przed wykręceniem przy cienkich blachach, których grubość jest nawet mniejsza od odstępu 14. Jest to zwłaszcza zaletą przy wykręcaniu samohamownych nakrętek, mających podwyższony moment obrotowy wykręcania lub przy demontażu skorodowanych połączeń w przypadku reperacji. Wielkością decydującą dla zabezpieczenia przed wyciśnięciem jest przekrój poprzeczny ścinany 33, to znaczy szerokość przestrzeni pierścieniowej 6 w kierunku osiowym. Dzięki temu, że występy kształtowe 8 na stronie dolnej główki 3 są umieszczone poza przestrzenią pierścieniową 6 nie następuje w żadnym miejscu osłabienie przekroju ścinanego 33, w kierunku osiowym a dzięki temu wytrzymałości na wyciskanie złącza łączącego.

Dalszeg dodatkowe środki podwyższające wytrzymałość całkowitą złącza łączącego polegają na tym, że występ pierścieniowy 15 pogrubiony przy rozwalcowaniu rowka pierścieniowego poprzez walcowanie kształtowe, zasilające go promieniowo do wewnątrz, uniemożliwia dalsze promieniowe wydłużanie. Przy tym materiał nadmiarowy nie jest kierowany w kierunku działania narzędzia walcowniczego, a więc w kierunku do główki 3. Dzięki temu powstaje na boku 16, od strony główki występu pierścieniowego 15 ostry grat osiowy 34, który wystaje w kierunku do główki śruby. Ten grat prowadzi przy wciskaniu śruby 1 do jeszcze skuteczniejszego uchwycenia złączem kształtowym w blasze nośnej przy późniejszym obciążeniu trzonka w kierunku w przybliżeniu do płaszczyzny blachy 32.

Figura 9 pokazuje przykład wykonania śruby według wynalazku z łbem krytym 35. Strona dolna śruby przebiega na powierzchni płaszcza stożka, zbieżnego w kierunku trzonka. Z powierzchni przylegania 4 wystają występy kształtowe 8 w rodzaju zgrubienia wzdłużnego, które rozmieszczone są promieniowo prawie na całej szerokości powierzchni przylegania 4 i są rozdzielane w jednakowych odstępach na obwodzie łba. Po wciśnięciu tak ukształtowanej śruby strona górna łba śruby przebiega w jednej linii z płaszczyzną strony górnej blachy 9, zwróconą do łba śruby.

Inna postać wykonania śruby według wynalazku jest przedstawiona na fig. 10 do 12. Ta śruba posiada dodatkową część trzonkową 3b, wystającą współosiowo do osi wzdłużnej 2 z jej strony górnej w kierunku osiowym. W obszarze przejściowym pomiędzy łbem śruby 3 a częścią trzonkową 36 umieszczona jest przestrzeń pierścieniowa 37, współosiowa do osi wzdłużnej 2, służącą do pomieszczenia materiału blachy. Ukształtowanie tej przestrzeni pierścieniowej 37 odpowiada wspomnianej przestrzeni pierścieniowej 6. Tego rodzaju śruby, wciskane są więc górną stroną łba w blachę nośną. Przygotowanie blachy i proces wciskania postępuje jak w przykładzie wykonania według fig. 4 do 7. Zaleta tej postaci wykonania polega przede wszystkim na tym, że strona dolna łba śruby, odwrócona w tym przypadku do blachy w stanie połączenia pozostaje do dyspozycji jako określona powierzchnia płaska przylegania dla elektrycznych uch przyłączeniowych. Przy tego rodzaju elektrycznych elementach łączących wymaga się, w odniesieniu do dobrego elektrycznego styku, możliwie wielkopowierzeheiowego płaskiego przylegania.

Figura 13 do fig. 17 dotyczą części wciskanej, ukształtowanej jako element z gwintem wewnętrznym oznaczonej następnie krótko nakrętka 38. Nakrętka 38 zawiera część górną 39 o dużej średnicy umieszczoną zasadniczo wokół wspólnej osi wzdłużnej 2 i trzonka pustego 40, wystającego od strony dolnej z części górnej 39. Przez część górną 39 i trzonek pusty 40 przechodzi przelotowy otwór 41 z gwintem wewnętrznym 44. Trzonek pusty ma na swoim wolnym końcu 42 pogłębienie wewnętrzne 43. Wolny koniec 42 trzonka pustego 40 jest poza tym rozszerzony, to znaczy jego średnica zewnętrzna ciągle powiększa się, poczynając od strony dolnej części górnej 39 do wolnego końca 42. W ten sposób powstaje przestrzeń pierścieniowa 37, odpowiadająca w przybliżeniu u góry opisanej przestrzeni pierścieniowej 6, w obszarze przejściowym pomiędzy częścią górną 39 z trzonkiem pustym 40 mieszcząca materiał blachy w stanie montażowym. Ze strony dolnej części górnej 39 wystają, jak w śrubie według przykładowo fig. 1, występy kształtowe 8, w rodzaju zgrubienia wzdłużnego, które rozmieszczone są w kierunku promieniowym, prawie na całej szerokości powierzchni przylegania 4 części górnej 39 i są rozdzielone w jednakowych odstępach na jej obwodzie.

172 541

Wytwarzanie nakrętki według wynalazku wynika schematycznie z kolejnych fig. 15 do fig. 17. Półfabrykat nakrętki pokazany na fig. 15 ma stronę dolną ukształtowanąjuż przykładowo przez spęczanie. Jej trzonek pusty 40 jest zaopatrzony w pogłębienie wewnętrzne 43, jednakże nie jest jeszcze rozszerzony. Przez spęczanie wolnego końca 42 trzonka pustego 40 w kierunku osi wzdłużnej 2, trzonek rozszerza się i otrzymuje kształt pokazany na fig. 16. Wciskanie w blachę następuje zasadniczo w ten sam sposób jak przy śrubie. Także tutaj kołnierz wieńcowy 22 (fig. 14) blachy 9, przez zasilanie strony górnej 39 w kierunku osi wzdłużnej 2, jest wciskany do strony czołowej narzędzia współpracującego, przy czym średnica otworu zwęża się i materiał blachy, w celu utworzenia podcięcia zapewniającego zabezpieczanie przed wyciskaniem, jest wciskany w przestrzeń pierścieniową. Przy blachach o dużych grubościach krawędziach 25 otworu 24, jak wynika z fig. 14 jest dodatkowo dociskana do rozszerzonego wolnego końca 42 trzonka pustego 40, przy utworzeniu złącza kształtowego. To złącze kształtowo pomiędzy rozszerzonym wolnym końcem 42, które pod względem skuteczności odpowiada wspomnianemu występowi pierścieniowemu 15 śruby, a krawędzią 25 otworu 24, powoduje także tutaj polepszenie szczelności i podwyższenie wytrzymałości całkowitej złącza.

172 541

FIG. 5

172 541

13-12

FIG. 7

I

172 541

FIG.8

	__^2	35
w			//

172 541

FIG. 12

172 541

Ο 42 8

172 541

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania części łączącej przez wciskanie części wciskanej, w przybliżeniu w postaci trzpienia, śruby, lub nośnika z gwintem wewnętrznym, w materiał płaski, zwany dalej blachą, przy czym część wciskana ma umieszczone wokół wspólnej osi wzdłużnej: główkę o większej szerokości, zwłaszcza średnicy, z powierzchnią przylegania usytuowaną zasadniczo koncentrycznie wokół osi wzdłużnej, trzonek o mniejszej średnicy, współosiowy z główką, wystający z jednej strony w kierunku osiowym ponad powierzchnię przylegania, i w obszarze przejściowym między główką, a trzonkiem - przewężenie otwarte promieniowo na zewnątrz, współosiowe z trzonkiem, w postaci pierścieniowej przestrzeni służącej do umieszczenia blachy, oraz występy kształtowe rozmieszczone na obwodzie łba, wystające z powierzchni przylegania jako zabezpieczenie przed przekręceniem względem blachy, przy czym blacha jest zaopatrzona w otwór, w którym umieszcza się trzonek, o średnicy wewnętrznej wystarczającej do wprowadzenia trzonka, i którego krawędź jest odgięta od płaszczyzny blachy w kierunku główki, i górna powierzchnia blachy, tak daleko wygięta jest ponad wystający kołnierz wieńcowy, że w obszarze średnicowym, dzięki temu kołnierzowi, powstaje takie spiętrzenie materiału, że wciskanie kołnierza wieńcowego wywołuje wypełnienie przestrzeni pierścieniowej między główką i trzonkiem, znamienny tyra, że część wciskaną (1, 38) wciska się w ten sposób trzonkiem (5,36,40) do otworu (24), w kierunku osi wzdłużnej (2), pod działaniem wstecznego odginania krawędzi otworu (24), bez znaczącego ograniczenia grubości blachy w obszarze szczelin, że jej powierzchnia przylegania (4) przylega ściśle do górnej powierzchni blachy i tylko występy kształtowe zagłębiają się w materiał blachy.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w położeniu wciskania - wyjściowym krawędź (25) otworu (24) rozgiętego kołnierza wieńcowego zagina się na zewnątrz w przybliżeniu w kierunku promieniowym do osi wzdłużnej (2).

3. Sposób według zastrz. 1albo 2, znamienny tym, że część wciskaną osadza się w otworze (24) bez zarysówań poprzez odpowiednie dobranie średnicy (28) otworu (24).

4. Część wciskana w postaci śruby lub trzpienia z łbem służąca do trwałego szczelinowego połączenia z płaskim elementem szczególnie z blachą, przy czym część wciskana ma umieszczone wokół wspólnej osi wzdłużnej: główkę o większej szerokości, zwłaszcza o większej średnicy z powierzchnią przylegania usytuowaną zasadniczo koncentrycznie wokół osi wzdłużnej, trzonek o mniejszej średnicy, współosiowy z główką, wystający z jednej strony w kierunku osiowym ponad powierzchnię przylegania, i w obszarze przejściowym między główką a trzonkiem - przewężenie otwarte promieniowo na zewnątrz, współosiowo z trzonkiem, w postaci pierścieniowej przestrzeni służącej do umieszczenia blachy, oraz występy kształtowe umieszczone na obwodzie łba, wystające z powierzchni przylegania jako zabezpieczenie przed przekręceniem względem blachy, znamienna tym, że w trzonku (5) znajduje się pierścieniowy rowek (17), usytuowany koncentrycznie w stosunku do osi wzdłużnej (2), tworzący pierścieniowy występ (15) przestrzeni pierścieniowej (6), mający zarys gwintu, przy czym rowek (17) sąsiaduje z przestrzenią pierścieniową (6).

5. Część wciskana weaług zastrz. ©znamienna tym , że ś reenica wewnęewna rowka pierścieniowego (17) w przypadku, gdy część ta występuje w postaci śruby (21) jest mniejsza od średnicy rdzenia gwintu elementu z gwintem wewnętrznym, nakręcanego na śrubę (1).

6. Część wciskana według zastrz. 4 albo 5, znamienna tym, że rowek pierścieniowy (17) w przekroju poprzecznym ma kształt litery U.

7. Część wciskana według zastrz. 6, znamienna tym, że oś symetrii (23) rowka pierścieniowego (17) i litery U ramion przebiega pod kątem prostym do osi wzdłużnej (2).

172 541

8. Część wciskana według zastrz. 4 albo 5 albo 7, znamienna tym, że na powierzchni zewnętrznej główki (3) śruby (1), koncentrycznie wokół osi wzdłużnej (2) usytuowany jest płaski występ (6) zawierający pierścieniową przestrzeń (37).

9. Część wciskana według zastrz. 4, znamienna tym, że przestrzeń pierścieniowa (6) jest częściowo zagłębiona w główce (3, 39) poza powierzchnię przylegania (4) główki (3).

10. Część wciskana według zastrz. 9, znamienna tym, że przestrzeń pierścieniowa (6,37) w przekroju poprzecznym ma kształt żłobka z zaokrąglonym dnem.

11. Część wciskana według zastrz. 10, znamienna tym, że oś symetrii (11) żłobka tworzy prosty lub lekko ostry kąt (a), z osią wzdłużną (2), zbieżny w kierunku główki (3).

12. Część wciskana według zastrz. 11, znamienna tym, że oś symetrii (11) jest prosta.

13. Część wciskana według zastrz. 4 albo 12, znamienna tym, że występy kształtowe (8) są umieszczone rozdzielnie na obwodzie w jednakowych odstępach obwodowych.

14. Część wciskana według zastrz. 13, znamienna tym, że występy kształtowe (8) przebiegają w przybliżeniu promieniowo w stosunku do osi wzdłużnej (2).

15. Część wciskana według zastrz. 4 albo 14, znamienna tym, że ma występ pierścieniowy (15), wystający w kierunku promieniowym ostro zakończony w przekroju poprzecznym, w przybliżeniu w postaci klina, którego bok (16), od strony główki tworzy równocześnie powierzchnię od strony trzonka, przestrzeni pierścieniowej (6).