PL215937B1 - Nit rurkowy do nitowania bezotworowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest nowa konstrukcja nita rurkowego przeznaczonego w procesach montażowych do łączenia elementów z blach. Montaż za ich pomocą może się odbywać zarówno w masowej produkcji jak też i jednostkowej.

Technologia łączenia za pomocą rurkowych nitów powstała w wyniku poszukiwania możliwości prostego sposobu łączenia różnych gatunków materiałów. Pozwala ona na łączenie dwóch lub więcej różnych materiałów, przy zachowaniu prostoty realizowania tego zabiegu. Podczas operacji łączenia przy zastosowaniu nitów rurkowych następuje stopniowe ich wciskanie w łączone arkusze materiałów, przy czym nit przebija tylko górną warstwę łączonego zestawu, następnie przy dalszym wywieraniu na niego nacisku w dolnej części rozszerza się, przy zachowaniu stałej średnicy w pobliżu łba. Pakiet dwóch lub więcej łączonych materiałów opiera się o dolną matrycę, usytuowaną naprzeciw stempla dociskającego, odpowiednio ukształtowaną, co powoduje stopniowe spęczanie nita wraz z dolną warstwą łączonego pakietu bez utraty jej spójności. Odpowiednio dobrany kształt matrycy powoduje uformowanie nitu tak by wystąpił żądany docisk łączonych arkuszy. Wytrzymałość złączy nitowanych bezotworowo uzależniona jest między innymi od kształtu nita, własności mechanicznych i aranżacji łączonych materiałów. Najlepszy rezultat łączenia to taki, gdzie uzyskuje się największe zakotwiczenie części rurkowej nita w dolnym arkuszu, bez wystąpienia utraty spójności materiału w obszarze łączenia w końcowym etapie formowania złącza.

Technologia łączenia za pomocą nitów rurkowych posiada wiele zalet, do których na szczególne wyróżnienie zasługuje: wyeliminowanie wykonywania otworów, wymaganych przy stosowaniu nitów pełnych; możliwość łączenia ze sobą pakietów różnych materiałów jak - stal, metale kolorowe, tworzywa sztuczne; możliwość stosowania kombinacji połączeń nitowych z klejeniem; krótki czas połączenia między innymi przez wyeliminowanie wykonywania otworów w łączonych elementach, jak również konieczności pokrywania antykorozyjnego złączy po ich wykonaniu; wyeliminowanie naprężeń cieplnych oraz oparów gazowych przy innych sposobach łączenia jak spawanie, zgrzewanie lub klejenie. Ponadto przy stosowaniu tej technologii nie wymaga się dużych dokładności ustalania względem siebie elementów łączonych.

Mimo wyżej wymienionych licznych zalet, stosowanie dotychczas znanych konstrukcji nitów rurkowych do wykonywania złączy nie jest wolne od wad, do których należą: powstanie stosunkowo dużej wypływki od strony matrycy, często obniżającej estetykę wyrobu; nie zawsze wystarczająca wytrzymałość na działanie momentu obrotowego skręcającego złącze wokół jego osi symetrii; konieczność użycia dużych sił do odpowiedniego odkształcenia i ostatecznego uformowania nita w złączu, aż do jego zablokowania w łączonych elementach.

W istotnym zakresie zostały wyeliminowane wymienione wady w rozwiązaniu konstrukcyjnym nita będącego przedmiotem niemieckiego opisu patentowego nr DE 202006013981. W wyniku nacięcia na zewnętrznej powierzchni tulejki nita kilku rowków o odpowiedniej geometrii uzyskano znaczne zmniejszenie sił niezbędnych do odkształcania i ostatecznego uformowania nita w złączu. Jednak pewną wadą tego nita w przypadku wykonania rowków na jego zewnętrznej powierzchni rurkowej oraz jego głowie przelotowo - może doprowadzić do osłabienia połączenia, jak również w czasie wykonania połączenia spowodować jego spęcznienie i deformacje tak. że niemożliwe będzie jego dalsze wciskanie.

Okazało się, że można uzyskać nawet lepszy efekt jak przy stosowaniu nita będącego przedmiotem wyżej wymienionego opisu patentowego poprzez odpowiednią modyfikacje jego kształtu co jest przedmiotem wnioskowanego do ochrony rozwiązania.

Nowy nit do nitowania bezotworowego, uformowany w kształcie tulejki z jednej strony zamkniętej łbem, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że od wewnętrznej strony tej tulejki na obwodzie począwszy od dolnej jej krawędzi posiada cztery do ośmiu rowków rozmieszczonych na obwodzie, których głębokość wynosi od 0,1 do 0,9 grubości ścianki wymienionej tulejki a ich długość od 1 do 10 grubości, natomiast szerokość korzystnie gdy będzie się zawierać w granicach od 0,2 do 3 w relacji do wymienionej grubości ścianki.

Nit rurkowy zgodny z wynalazkiem łatwiej wciska się w pierwszą warstwę łączonego zestawu arkuszy, z uwagi na mniejszą powierzchnię czoła jego części tulejkowej, co jest rezultatem wykonanych nacięć. Poza tym rowki zależnie od ich liczby oraz geometrii wykonania powodują w określonym momencie stopniowe pękanie materiału nita wzdłuż ich linii. W wyniku pęknięcia uzyskuje się powiększenie obszaru, w który może przemieścić się część materiału scalanych arkuszy. Prowadzi to do zakotwiczenia nita w określonych miejscach, tam gdzie na obwodzie w części tulejkowej nita nie

PL 215 937 B1 doszło do jego pęknięcia. Efektem takiego ukształtowania połączenia przy zastosowaniu nita zgodnego z wynalazkiem jest znaczne zwiększenie jego wytrzymałości, zwłaszcza na skręcanie. Również w wyniku zmniejszenia się wypływki materiału, dzięki zastosowaniu nowego nita, istnieje możliwość zastosowania mniejszego wykroju w matrycy kształtującej ją od dolnej powierzchni wykonanego złącza. Wykonane rowki w wewnętrznym otworze nita pozwalają na zmniejszenie działania naprężeń obwodowych rozciągających formowany materiał w matrycy. Rozpęczany nit w części rurkowej łatwiej się rozszerza niż w przypadku rowków na zewnętrznej powierzchni. Pozwalają one w porównaniu z dotychczas spotykanymi rozwiązaniami uzyskać zachowanie ciągłości pocienionego materiału dolnej warstwy łączonych elementów.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładowych wykonaniach na rysunku, na którym fig. 1 uwidacznia nit rurkowy z częściowym przekrojem pokazującym wykonane na wewnętrznej powierzchni jego części tulejkowej rowki, fig. 2 przedstawia przekrój tego nita w strefie wspomnianych rowków, natomiast na fig. 3 zobrazowano w powiększeniu geometrie rowka. Z kolei na fig. 4 i fig. 5 pokazano nit rurkowy w analogicznym ujęciu jak to przedstawiają fig. 1 i fig. 2, w którym rowki mają w przekroju poprzecznym profil promieniowy.

Jak to przedstawiono na fig. 1 nit rurkowy ukształtowany jest w formie tulejki 1 od góry zamkniętej łbem 2 a dolna jej krawędź 3 jest zwężona w stosunku do grubości g ścianki 4. Od strony wewnętrznej tulejki 1, począwszy od dolnej jej krawędzi 3 nit ten posiada sześć rowków 5 rozmieszczonych na obwodzie 7, których głębokość h wynosi 0,6 grubości g ścianki 4 tulejki 1, a ich długość L liczona od krawędzi 3 do punktu zawieszenia promienia R profilu rowka 5 w jego górnej części wynosi sześć grubości g, co z kolei pokazano na fig. 3. Szerokość f tych rowków 5 wynosi dwie grubości g ścianki 4 tulejki 1. Rozmieszczenie rowków 5 oraz ich kształt w przekroju poprzecznym przedstawia fig. 2. Rowki 5 mogą w przekroju poprzecznym mieć kształt promieniowy 8 co pokazano na fig. 4 i fig. 5.

Claims (1)

1. Nit rurkowy do nitowania bezotworowego, uformowany w kształcie tulejki z jednaj strony zamkniętej łbem, znamienny tym, że od wewnętrznej strony tej tulejki (1), na obwodzie (7) począwszy od dolnej jej krawędzi (3) posiada cztery do ośmiu rowków (5), których głębokość (h) wynosi od 0,1 do 0,9 grubości (g) ścianki (4) wymienionej tulejki (1), a ich długość (L) od 1 do 10 tej grubości (g), natomiast szerokość (f), korzystnie gdy będzie się zawierać w granicach od 0,2 do 3 w relacji do wymienionej grubości (g) ścianki (4).