PL60214B1 - - Google Patents

Description

24.111.1966 Stany Zjednoczone Ameryki Opublikowano: 30.VI.1970 60214 KI. 47 a1, 29/00 MKP F 16 b, 29/00 UKD Wlasciciel patentu: Huck Manufacturing Co., Detroit (Stany Zjednoczo¬ ne A. P.) Sposób skrecania elementów konstrukcyjnych oraz lacznik gwinto- *wy do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób skrecania ?elementów konstrukcyjnych oraz lacznik gwintowy do stosowania tego sposobu.Znane sa sposoby skrecania elementów konstruk¬ cyjnych za pomoca lacznika gwintowego. Zgodnie z tym sposobem lacznik gwintowy jest wlozony we wspólsrodkowe otwory elementów skrecanych, po czym na jego gwintowany trzon nakrecona jest na¬ kretka, przy czym wielkosc sily skrecajacej to znaczy wielkosc wywolanego naprezenia w trzonie lacznika jest wprost proporcjonalna do przylozo¬ nego do nakretki momentu skrecajacego.W konstrukcjach, gdzie wymagana jest okreslona ^wartosc sily skrecajacej na przyklad w konstruk¬ cjach lotniczych dokrecanie nakretki dokonywane jest specjalnym kluczem dynamometrycznym, "wskazujacym wielkosc aktualnie przylozonego mo¬ mentu skrecajacego lub ograniczajacym maksymal¬ ny moment skrecajacy.Jednakze - jak wykazaly doswiadczenia znaczna czesc momentu skrecajacego przylozonego do na¬ kretki zuzytkowana jest na pokonanie tarcia wyste¬ pujacego miedzy powierzchnia czolowa nakretki, a elementem skrecajacym oraz miedzy powierz¬ chniami gwintu. Oczywiscie wartosc momentu skre¬ cajacego zuzytkowana na pokonanie tarcia zalezy od stanu tracych sie powierzchni, ich gladkosci, smarowania itd. W niektórych przypadkach mo¬ ment skrecajacy przylozony do nakretki lacznika 10 15 25 wykorzystywany jest na wywolanie sily skrecaja¬ cej jedynie w 10%.Druga istotna wada znanego sposobu skrecania z zastosowaniem konwencjonalnych laczników gwintowych jest niemozliwosc dokladnego okresle¬ nia sily skrecajacej i naprezen w trzonie lacznika w skreconych juz polaczeniach gwintowych. Wy¬ nika to, jak powiedziano, z braku dokladnej zalez¬ nosci momentu skrecajacego i naprezen w trzonie lacznika, pomimo, ze istnieja teoretyczne wzory uj¬ mujace taka zaleznosc.Ponadto istotna wada znanego lacznika gwinto¬ wego jest brak zabezpieczenia przed samoodkrece- niem sie nakretki. Istniejace zabezpieczenia pole¬ gaja na stosowaniu dodatkowych czesci i elemen¬ tów jak na przyklad przecietych podkladek spre¬ zynujacych, podkladek blaszanych, zawleczek i tym podobnych. Podraza to koszt polaczenia i ogra¬ nicza ich zastosowanie.Innym znanym sposobem laczenia elementów konstrukcyjnych jest laczenie za pomoca sworznia z zakuwanym na nim kolnierzu. Na sworzniu, który ma wykonane na koncu roznego rodzaju rowki na przyklad w postaci gwintu umieszcza sie gladki kolnierz. Specjalnym przyrzadem nastepnie wyciaga sie sworzen z kolnierza powodujac jednoczesnie sciskanie elementów laczonych. Na koncu tej ope¬ racji zakuwa sie kolnierz w rowkach sworznia stwarzajac trwale i nierozlaczalne polaczenia. Wiel¬ kosc sily laczacej jak równiez naprezenia w 602143 sworzniu sa suma naprezenia wstepnego spowodo¬ wane przez wyciaganie sworznia z kolnierza oraz przez wydluzenie kolnierza w czasie operacji kucia.Wydluzenie kolnierza wynika z faktu, ze pocza¬ tkowa faza kucia powoduje unieruchomienie kol¬ nierza na sworzniu, zas dalsze kucie powoduje jego wydluzenie. Wada takiego polaczenia jest strata drogiego materialu, z jakiego wykonane sa z re¬ guly sworznie w konstrukcjach lotniczych (tytanu).Mianowicie czesc sworznia wystajaca nad kolnie¬ rzem po operacji polaczenia usuwana jest jako zlom. Ma to szczególnie duze znaczenie przy wie¬ kszych rozmiarach sworzni (na przyklad przy 25— 36 mm).Celem wynalazku jest usuniecie powyzszych wad i niedogodnosci.Cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze od¬ ksztalca sie nakrecona na trzon gwintowy lacznika nakretke kolnierzowa w kierunku laczonych ele¬ mentów konstrukcyjnych. Jak wykazuja doswiad¬ czenia wielkosc wywolanego naprezenia wstepnego w trzonie lacznika przez dokrecenie nakretki zna¬ nym sposobem (kluczem) ma niewielki wplyw na koncowa wartosc sily laczacej elementy konstruk¬ cyjne.Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku lacznik gwintowy wkladany jest we wspólsrodkowe otwory elementów konstrukcyjnych, przy czym na jego trzon gwintowy wystajacy poza te otwory, nakre¬ cana jest nakretka kolnierzowa. Nakretke nakreca sie na trzon gwintowany jej strona z gladkim otwo¬ rem zwrócona ku elementom laczonym, przy czym gladka czesc otworu nakretki pokrywa sie co naj¬ mniej z jednym zwojem gwintu zwanym zwojem blokujacym, a nastepnie sciska sie skierowana pro¬ mieniowo do wewnatrz sila zewnetrzna te czesc na¬ kretki, która znajduje sie nad zwojem blokujacym, co powoduje wydluzenie nakretki i nadanie zasad¬ niczego naprezenia w trzonie.Przed odksztalceniem nakretke dokreca sie do oporu wywolujac wstepne naprezenie w trzonie lacznika. Nakretka kolnierzowa ma wewnetrzny gwint wykonany w czesci jej dlugosci, pozostala czesc otworu jest gladka o przekroju okraglym i jednakowej grubosci scianki. Odksztalcenie na¬ kretki polega na wcisnieciu materialu w rowki blo¬ kujace, które moga byc na przyklad ostatnimi zwo¬ jami gwintu (w kierunku wkrecania).Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia lacznik gwintowany oraz nakretke kol¬ nierzowa czesciowo w przekroju przed zalozeniem; fig. 2 — widok z góry nakretki z fig. 1; fig. 3 — widok z góry trzonu gwintowego lacznika z fig. 1; fig. 4 — przekrój wzdluz linii 4— 4 z fig. 1; fig. 5 — przekrój polaczenia z nasadzona na nakretke kon¬ cówke narzedzia przed operacja odksztalcenia na¬ kretki; fig. 6 — podobnie jak fig. 5 — przekrój w toku operacji sciskania; fig. 7 — widok gotowego polaczenia z odksztalcona nakretka kolnierzowa; fig. 8 — przekrój wzdluz linii 8—8 z fig. 6; fig. 9 — widok lacznika z odmiennym zabezpieczeniem przed samoodkreceniem sie nakretki; fig. 10 — powie¬ kszony widok naciec zabezpieczajacych wedlug 60214 4 fig. 9; fig. 11 — czesciowy przekrój wzdluz linii 11 — 11 z fig. 10; fig. 12 — widok lacznika z naste¬ pna odmiana zwoi blokujacych z nakrecona nakre¬ tka i zalozona koncówke narzedzia przed operacja 5 odksztalcenia nakretki; fig. 13 — widok lacznika z nakretka podczas jej operacji odksztalcania; fig. 14 — widok lacznika z dalsza odmiana zabezpiecze¬ nia, a fig. 15 — przedstawia przekrój wzdluz linii 15 — 15 z fig. 14. 10 Zgodnie z fig. 1 do 4 polaczenie wedlug wyna¬ lazku stanowi lacznik gwintowy 1 oraz nakretka kolnierzowa 2. Lacznik 1 wlozony jest we wspól¬ srodkowe otwory 5, 6 elementów konstrukcyjnych 3 i 4. Lacznik 1 z jednej strony ma leb 7, a z drugiej 15 trzon gwintowany 8. Czesc srodkowa 9 tworzy glad¬ ka szyjke dopasowana srednica do srednicy otwo¬ rów laczonych elementów konstrukcyjnych. Zalez¬ nie od potrzeby srednica szyjki 9 pasowana jest z otworami 5 i 6 suwliwie lub z wciskiem. Szyjka 9, 20 jak i otwory 5 i 6 moga byc ksztaltowe na przy¬ klad stozkowe. Na trzonie gwintowym 8 wykonane sa pod pewnym katem do gwintu podluzne rowki, zabezpieczajace 10, tworzac omówione w dalszej czesci opisu zabezpieczenie przed samoodkreceniem 25 sie nakretki 2. Gwintowany trzon 8 lacznika 1 ma szesciokatne wglebienie 11 dla klucza nasadowego w celu zapobiezenia obrotowi lacznika 1 podczas nakrecania nakretki 2.Nakretka kolnierzowa 2 posiada otwór nagwinto- 30 wany 12 przechodzacy w otwór niegwintowany 13.Zewnetrznie nakretka w czesci nagwintowanej uksztaltowana jest jako szesciobok, osmiobok lub dwunastobok, zaleznie od wyboru stosownego do jej przykrecania klucza lub narzedzia. W pozostalej 35 czesci nakretka jest gladka dzieki czemu nakretka w tej czesci ma jednakowa grubosc scianki.Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku do skre¬ cania przykladowych elementów 3 i 4 wymagany jest stosunkowo maly moment skrecajacy, poniewaz 40 ostateczna sila skrecajaca i naprezenia w laczniku wywolane sa przez odksztalcenia i zacisniecie na¬ kretki 2 w jej czesci z" otworem niegwintowanym na trzonie gwintowanym 8 i rowkach 10.Fig. 5 i 6 przedstawiaja koncówke 15 narzedzia 45 sciskajacego, która nasadzona jest na nakretke 2 po wstepnym jej nakreceniu na lacznik 1. Kon¬ cówka 15 narzedzia sciskajacego sklada sie z ze¬ wnetrznej tulei 16 o stozkowej powierzchni wewne¬ trznej 17. Wewnatrz tulei 16 umieszczona jest tuleja 50 zaciskowa 18 majaca sprezynujace szczeki 19, z któ¬ rych kazda obejmuje 1/4 obwodu tulei 18.Szczeki 19 posiadaja stozkowate powierzchnie zewnetrzne 20 odpowiadajace stozkowej powierz¬ chni 17 tulei 16. Ponadto szczeki 19 maja lukowe 55 wystepy 21, które posiadaja nachylone sciany bo¬ czne 22 i 23 oraz plaskie powierzchnie lukowe 24.W przedstawionym przykladzie kat miedzy scian¬ kami 22 i 23 wynosi w przyblizeniu 60°. Kazda ze szczek posiada równiez wglebienie utworzone przez 60 scianki 25 i 26. Dzialanie narzedzia sciskajacego jest nastepujace: Po wstepnym nakreceniu nakret¬ ki 2 na laczniku 1 za pomoca klucza lub znanego narzedzia pneumatycznego nasadza sie koncówke 15 narzedzia sciskajacego z rozwartymi szczekami 19 65 na nakretke 2. Nastepnie uruchamia sie narzedzie60214 sciskajace, co powoduje przesuwanie sie tulei 16 w kierunku strzalki 27. Powoduje to promieniowy ruch do wewnatrz szczek 19, zacisniecie sie wystepów 21 na gladkiej czesci nakretki 2 i wykonanie trwalych wglebien na jej obwodzie w punktach 28 (fig. 7).Scianki 25 i 26 zacisnietej koncówki 15 ukladaja sie odpowiednio do ksztaltu pozostalej czesci nakret¬ ki 2 nie odksztalcajac jej w tej czesci.Po operacji sciskania, tuleja 16 cofa sie powo¬ dujac rozsuniecie sie szczek 19 co umozliwia usu¬ niecie koncówki 15 z nakretki 2. Operacja odksztal¬ cenia nakretki powoduje wydluzenie tej jej czesci, która ma gladka powierzchnie zewnetrzna i gladki otwór wewnatrz. Wydluzenie zas nakretki powoduje z kolei wydluzenie lacznika srubowego i wytworze¬ nie zasadniczej sily skrecajacej skrecane elementy konstrukcyjne.Material nakretki 2 wcisniety do wewnatrz od¬ ksztalca sie zaleznie od gwintu i rowków zabezpie¬ czajacych, wykonanych na laczniku 1. W przed¬ stawionym na fig. 1 przykladzie lacznika, material nakretki zostaje wcisniety w podluzne rowki 10 tworzac zabezpieczenie przed samoodkreceniem sie nakretki.Jak stwierdzono, zabezpieczenie przed samood¬ kreceniem sie nakretki moze byc wykonane w róz¬ nej postaci. Fig. 9, 10 i 11 przedstawia inny przy¬ klad takiego zabezpieczenia. W tym przypadku na gwintowanym trzonie 8 lacznika 1 w poblizu. jego szyjki 9 wykonane sa na wierzcholku gwintu rowki zabezpieczajace w postaci naciec 30. Material na¬ kretki 2 podczas sciskania koncówka 15 wciskany jest w te naciecia, co tworzy zabezpieczenie przed samoodkreceniem.Fig. 12 i 13 przedstawia nastepny przyklad za¬ bezpieczenia. Miedzy szyjka 9 a gwintowanym trzo¬ nem 31 lacznika 1 wykonane sa rowki zabezpiecza¬ jace w postaci pierscieni 32, miedzy które wciskany jest material nakretki 2 (fig. 13).Nastepny przyklad zabezpieczenia przed samo¬ odkreceniem sie nakretki przedstawiaja fig. 14 i 15. W tym przypadku miedzy gwintowanym trzo¬ nem 33 a szyjka 9 lacznika 1 wykonany jest rowek zabezpieczajacy w postaci przewezenia 34.We wszystkich przypadkach, nakretka kolnierzo¬ wa nakrecana jest na lacznik gwintowy i dokreca¬ na, przy czym wielkosc momentu skrecajacego, przylozonego do nakretki okreslona jest wielkoscia pozadanej sily skrecajacej, wymaganej w polacze¬ niu. Stwierdzono, jednak, ze wielkosc wstepnego do¬ krecenia nakretki nie ma duzego wplywu na wy¬ nikowe naprezenia w laczniku. Naprezenia w la¬ czniku wywolywane sa glównie wydluzeniem sie nakretki, dzieki czemu unika sie omówionego na wstepie opisu szkodliwego wplywu zjawiska tarcia na koncowy wynik skrecania.Naturalnie koncowe naprezenia w laczniku moga byc zmieniane w sposób kontrolowany przez dobór stosunku czesci gwintowanej do czesci gladkiej na¬ kretki, przez zmiane grubosci gladkiej czesci na¬ kretki, oraz przez zmiane ksztaltów wystepów 21 o i kontrole glebokosci wglebienia sie ich w nakretke podczas operacji sciskania. PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 5 1. Sposób skrecania elementów konstrukcyjnych za pomoca lacznika gwintowego wkladanego we wspólsrodkowe otwory tych elementów, przy czym leb lacznika opiera sie na jednej powierzchni a na- ic gwintowany w poblizu konca trzon wystaje ponad druga powierzchnie laczonych elementów konstruk¬ cyjnych, a moment skrecajacy przyklada sie do nakretki kolnierzowej posiadajacej otwór czesciowo nagwintowany tym samym gwintem co trzon la- 15 cznika a czesciowo gladki, przy czym po wstepnym nakrecaniu nakretki na trzon czesc gladka otworu nakretki jest skierowana ku elementom laczonym i pokrywa przynajmniej jeden rowek zabezpiecza¬ jacy, znamienny tym, ze nakretke nad rowkami 20 zabezpieczajacymi sciska sie sila zewnetrzna skie¬ rowana promieniowo do wewnatrz, co powoduje wydluzenie nakretki i powstanie zasadniczego na¬ prezenia w rdzeniu lacznika.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 25 nakretke nakreca sie na trzon lacznika do chwili powstania poczatkowego naprezenia lacznika.

3. Lacznik gwintowy do stosowania sposobu we¬ dlug zastrz. 1, znamienny tym, ze otwór gladki (13) nakretki (2) obejmuje rowki lub rowek zabezpie- 30 czajacy (10, 30, 32 i 34) trzonu (8), a odksztalcenie nakretki (2) w czesci jej otworu gladkiego nadaje zasadnicze naprezenie w rdzeniu lacznika w jego szyjce (9) i w czesci z rowkami zabezpieczajacymi.

4. Lacznik gwintowy wedlug zastrz. 3, znamien- 35 ny tym, ze rowki zabezpieczajace (30, 32, 34) w po¬ blizu szyjki (9) lacznika (1) maja odmienny ksztalt od zwojów gwintowego trzonu (8).

5. Lacznik gwintowy wedlug zastrz. 4, znamien¬ ny tym, ze na trzonie (8) w poblizu jego szyjki (9) 40 uksztaltowane sa pod katem do zwojów gwintu rowki zabezpieczajace w postaci podluznych row¬ ków (10).

6. Lacznik gwintowy wedlug zastrz. 4, znamien¬ ny tym, ze posiada w poblizu szyjki (9) trzonu (8) 45 rowki zabezpieczajace w postaci naciec (30).

7. Lacznik gwintowy wedlug zastrz. 4, znamien¬ ny tym, ze posiada w poblizu szyjki (9) trzonu (8) rowki zabezpieczajace w postaci pierscieniowych rowków (32) lub pojedynczego rowka (34). 50 8. Lacznik gwintowy wedlug zastrz. 3—7, zna¬ mienny tym, ze rowki zabezpieczajace w postaci naciec (30) sa wykonane w poblizu szyjki (9), na gwincie stanowiacym jedna calosc z gwintem trzona (8). 55 9. Lacznik gwintowy wedlug zastrz. 3—8, zna¬ mienny tym, ze powierzchnia zewnetrzna nakretki (2) posiada wglebienia (29) rozmieszczone równo¬ miernie na jej obwodzie. 10. Lacznik gwintowy wedlug zastrz. 3—9, zna- 6o mienny tym, ze niegwintowany otwór (13) nakretki (2) wynosi okolo jej 1/3 dlugosci.KI. 47 aL, 29/00 60214 MKP F 16 b, 29/00 '^ S VKI. 47 a1, 29/00 60214 MKP F 16 b, 29/00KI. 47 a1, 29/00 60214 MKP F 16 b, 29/00 WDA-l. Zam. 4675. Naklad 280 eg::. PL PL