Заклепочная гайка и заклепочный болт, а также комбинация заклепочной гайки или заклепочного болта с листовой деталью

Заклепочная гайка и заклепочный болт, а также комбинация заклепочной гайки или заклепочного болта с листовой деталью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к заклепочной гайке, содержащей корпус и выполненный в форме цилиндра расклепываемый участок, причем корпус имеет расположенный по центру цилиндр с резьбой, кольцевую поверхность прилегания, которая расположена коаксиально относительно цилиндра с резьбой в плоскости, перпендикулярной продольной оси цилиндра с резьбой, и расположенный радиально внутри кольцевой поверхности прилегания и радиально вне цилиндрического расклепываемого участка, ориентированный по оси кольцевой паз, который на радиально внутренней стороне переходит в наружную поверхность цилиндрического расклепываемого участка, и, причем, в области кольцевого паза предусмотрены ребра для защиты от проворачивания. Изобретение относится, далее, к заклепочному болту и к комбинации заклепочного болта с листовой деталью.

Заклепочные гайки указанного вначале типа хорошо известны в области соединительных элементов в форме так называемых RND-гаек фирмы Профиль Фербиндунгстехник ГмбХ и Ко. КГ (Profil Verbindungstechnik GmbH und Co. KG) и часто используются при промышленном изготовлении листовых деталей, в частности, однако, лишь исключительно в области изготовления кузовов. Такие заклепочные гайки защищены и описаны в европейском патенте EP 1116891.

На практике такие RND-гайки обычно устанавливаются на листовой детали с помощью способа зажимания расклепываемого участка в отверстии (Klemmlochnietverfahren) согласно европейскому патенту ЕР 593793. Этот способ требует, чтобы листовая деталь сначала была снабжена приблизительно конусообразным возвышением, чтобы расклепываемый участок заклепочной гайки проводился через отверстие в конусообразном возвышении и чтобы конусообразное возвышение при одновременном отгибании кромок расклепываемого участка, по меньшей мере, частично, плоско прижималось, благодаря чему между листовой деталью и заклепочной гайкой возникает значительный «захват с закручиванием» (Würgegriff), который подкрепляет защиту от проворачивания с помощью проходящих радиально ребер для защиты от проворачивания, перекрывающих ориентированный в осевом направлении кольцевой паз. На виде сбоку эти ребра для защиты от проворачивания имеют форму, соответствующую кольцевому пазу, причем они имеют максимальную высоту, которая соответствует приблизительно максимальной глубине кольцевого паза. Так как осевой кольцевой паз на радиально внешней стороне имеет скос и представляет собой, в сущности, поверхность конуса с углом при вершине приблизительно 135°, то высота по оси ребер для защиты от проворачивания снижается постепенно до нуля в направлении кольцевой поверхности прилегания. Листовая деталь, таким образом, в области расклепываемого участка с отбортованными кромками не перережется ребрами для защиты от проворачивания, и отбортованная кромка заклепки может быть воспринята вогнутой нижней стороной частично плоско прижатого конусообразного возвышения. При практическом использовании возникшей таким образом листовой детали другой конструктивный элемент помещается на листовую деталь на стороне отбортованной кромки заклепки и там фиксируется посредством винта, который ввинчивается в цилиндр с резьбой со стороны отбортованной кромки заклепки. При этом листовая деталь жестко зажимается посредством затягивания винта между конструктивным элементом и кольцевой поверхностью прилегания, и возникает, таким образом, высококачественное винтовое соединение между листовой деталью и конструктивным элементом.

Другое преимущество заклепочной RND-гайки следует видеть в том, что ее можно применять при листах различной толщины, не требуя для каждой толщины листа соответствующей заклепочной гайки со специальной длиной расклепываемого участка или формы кольцевого паза.

Конусообразное возвышение часто не прижимается по плоскости полностью. Это вполне допустимо, а в некоторых случаях применения даже желательно, так как остающееся конусообразное возвышение в положении ввинчивания нагружается сжатием и получается очень жесткое винтовое соединение, которое хорошо воспринимает переменные рабочие усилия. Разумеется, такой монтажный элемент, прежде всего, в случае относительно тонких листов, вследствие технологически едва ли избегаемого закругления элемента радиально вне кольцевой поверхности прилегания, вызывает усиленное благодаря еще видимому конусообразному ходу листовой детали впечатление, что элемент неправильно наклепан на листовую деталь, хотя этого, в общем, не происходит.

На практике имеются, далее, возможные случаи применения, при которых обращенная к заклепочной отбортованной кромке сторона листовой детали должна лежать максимально в одной плоскости, так что остающееся конусообразное возвышение нужно выдержать как можно меньшим, и при которых возможное кольцевое углубление, которое имеется радиально вне заклепочной отбортованной кромки и радиально внутри кольцевой поверхности прилегания заклепочной гайки к листу, в своей протяженности радиально должно выдерживаться как можно меньшим. Тем не менее, все же требуется добиться высокопрочного винтового соединения при хорошем сопротивлении вывинчиванию и отжиманию, в частности, в случае тонких листовых деталей толщиной, например, 0,6 мм. Далее в некоторых случаях применения желательно достичь небольшой конструктивной высоты монтажного элемента, состоящего из заклепочной гайки и листовой детали.

Задачей настоящего изобретения является выполнение упомянутых требований и создание заклепочного элемента, который, независимо от толщины листа, плоско насаживается на поверхность листа и в котором заклепочная отбортованная кромка не выступает над нижней стороной листа.

Для решения этой задачи предлагается заклепочная гайка указанного вначале типа, отличающаяся тем, что кольцевой паз, если рассматривать в направлении осевой плоскости сечения, имеет поперечное сечение U-образной формы с радиально внешней боковой стенкой, выполненной относительно крутой и в самом крутом месте имеющей наклон к центральной продольной оси заклепочной гайки в диапазоне от приблизительно 45º до приблизительно -20º, предпочтительно от приблизительно 30º до приблизительно 0º, причем объем кольцевого паза выбран таким, что в диапазоне толщин листа, который подогнан к соответствующему размеру резьбы, объем соответственно отогнутой области расклепываемого участка умещается внутри кольцевого углубления, образованного заформовыванием листовой детали в кольцевом пазе элемента, без выступания за противоположную кольцевой поверхности прилегания сторону заформованного в паз листа.

Далее, изобретение предлагает заклепочный болт согласно п.21 формулы изобретения с соответствующим выполнением.

Благодаря специальной форме поперечного сечения кольцевого паза и выбранной сознательно небольшой высоте ребер для защиты от проворачивания удается получить высококачественное заклепочное соединение и одновременно максимально плоское образование на стороне листовой детали, обращенной к отбортованной заклепочной кромке.

Подходящий соответствующей конкретной толщине листа диапазон толщин листа выбирается предпочтительно следующим образом:

Резьба М6 или ¼ UNF-диапазон толщин листа предпочтительно 0,5-2,5 мм, по меньшей мере, 0,6-1,5 мм,

Резьба М8 или 5/16 UNF-диапазон толщин листа предпочтительно 0,5-2,5 мм, по меньшей мере, 0,6-1,5 мм,

Резьба М10 или 3/8 UNF-диапазон толщин листа предпочтительно 1,0-3,0 мм, по меньшей мере, 1,0-2,5 мм,

Резьба М12 или 7/16 UNF-диапазон толщин листа предпочтительно1,0-3,5 мм, по меньшей мере, 1,0-2,5 мм.

Из этого видно, что при предлагаемом правильном расчете параметров соответствующей заклепочной гайки можно покрыть значительный диапазон толщин листа, который разумно учитывает все встречающиеся при изготовлении легковых автомобилей толщины листа.

Точная форма поперечного сечения кольцевого паза, имеющего, в общем, U-образную форму, может быть одной из следующих:

a) U-образная форма с областью основания в плоскости, перпендикулярной центральной продольной оси заклепочной гайки и с закругленными углами в области перехода основания в боковые стенки кольцевого паза, причем закругленные углы имеют относительно малый радиус, например, в диапазоне между одной пятой и одной десятой частью глубины кольцевого паза в осевом направлении,

b) U-образная форма с областью основания в плоскости, перпендикулярной центральной продольной оси заклепочной гайки и с закругленными углами в области перехода основания в боковые стенки кольцевого паза, причем закругленные углы имеют относительно большой радиус, например, в диапазоне между двумя третями и одной пятой частью глубины кольцевого паза в осевом направлении,

c) U-образная форма с изогнутой областью основания, имеющей приблизительно форму дуги окружности, которая составляет меньше чем 180°, например, в диапазоне между 180° и 150°, и которая либо непосредственно выходит в кольцевую поверхность прилегания через малый радиус, например, в области между одной пятой и одной десятой частью максимальной глубины кольцевого паза в осевом направлении и более или менее плавно переходит в цилиндрическую наружную поверхность расклепываемого участка, либо через прямой участок и относительно малый радиус выходит в кольцевую поверхность прилегания и более или менее плавно переходит в цилиндрическую наружную поверхность,

d) U-образная форма с изогнутой областью основания, имеющей приблизительно форму дуги окружности, которая составляет 180° или более, например, в диапазоне между 180° и 210°, и которая либо непосредственно выходит в кольцевую поверхность прилегания через небольшой радиус, например, в области между одной пятой и одной десятой частью максимальной глубины кольцевого паза в осевом направлении, и более или менее плавно переходит в цилиндрическую наружную поверхность расклепываемого участка, либо через прямой участок и относительно малый радиус выходит в кольцевую поверхность прилегания и более или менее плавно переходит в цилиндрическую наружную поверхность,

e) форма поперечного сечения, близкая к V-образной форме с относительно малым или относительно большим радиусом в области основания, который имеет, например, величину, меньше половины максимальной глубины кольцевого паза, причем радиально внешняя сторона паза имеет более крутой угол, чем радиально внутренняя сторона,

f) U-образная форма с радиально внутренней стороной и радиально внешней стороной, обе, по меньшей мере, по существу проходят параллельно центральной продольной оси и простираются по длине в осевом направлении в области между одной десятой и двумя третями максимальной глубины кольцевого паза в осевом направлении, и с областью основания с формой поперечного сечения, близкой к V-образной форме, с относительно малым или относительно большим радиусом в области основания, который, например, имеет величину меньше одной третьей части максимальной глубины кольцевого паза, причем

f1) либо радиально внешняя сторона паза имеет более крутой угол, чем его радиально внутренняя сторона, или

f2) наоборот, или

f3) обе стороны имеют, по меньшей мере, в сущности одинаковый угол,

U-образная форма подобно признакам f), f1), f2) или f3), причем, однако, только одна из сторон, радиально внутренняя сторона или радиально внешняя сторона проходит, по меньшей мере, по существу параллельно центральной продольной оси, а другая наклонно, предпочтительно через относительно малый радиус, например, в области между одной пятой частью и одной двадцатой частью максимальной глубины кольцевого паза в осевом направлении, переходит в кольцевую поверхность прилегания или цилиндрическую наружную поверхность расклепываемого участка,

U-образная форма подобно признакам a) или b), причем, однако, по меньшей мере, одна из сторон, радиально внутренняя сторона или радиально внешняя сторона U-образной формы, образует поднутрение.

Как видно из приведенного выше перечня, U-образная форма кольцевого паза может выбираться внутри относительно широкого диапазона. Важным кажется, прежде всего, что выполнение радиально внешней боковой стенки придерживается предписаний п.1 формулы изобретения. В этом случае удается выполнить задачу согласно изобретению, исходя из того, что остальные размеры кольцевого паза выбраны в соответствии с теорией согласно изобретению.

Важным для желаемого “Direct Clamp”, «непосредственного зажима», является угол между фланцем и пазом от около 45º до около -20º, предпочтительно 30-90º.

Другая форма паза для этой функции не является релевантной. Она служит для приема листового материала и остаточной заклепки и должна, поэтому, иметь лишь только оптимально выбранные параметры. Форма средств защиты от проворачивания также не является безусловно решающей для плоского насаживания гайки на лист, соответственно, для достижения плоской поверхности привинчивания при установке другого конструктивного элемента на монтажный элемент, состоящий из заклепочной гайки согласно изобретению и листовой детали, на которую нанесена заклепочная гайка; ее можно, однако, выбрать такой, чтобы она обеспечила подгонку остаточного объема расклепываемого участка к объему кольцевого углубления в кольцевом гофре листовой детали после ее заформовывания в кольцевом пазе.

Хотя заклепочные элементы, в общем, с кольцевым пазом U-образной формы, сами по себе известны, например, из FR-A-2792270 или US-A-3 213 914.

В элементе согласно FR-A-2792270 паз служит лишь в качестве емкости для улавливания отходов для проникшего через осевые ребра листового материала. Расклепываемый участок с отбортованной кромкой во французском документе выступает над нижней стороной листовой детали и не находится с нею заподлицо, как это требуется в случае предмета заявки.

В документе US-A-3 213 914 расклепываемый участок не отбортовывается с образованием заклепочной отбортованной кромки, а кольцевой выступ соскабливается расклепываемым участком, чтобы принять листовую деталь в кольцевой паз. Инструменту, который способствует соскабливанию краевого выступа кольца, нужна для этого процесса стабильная форма, которая приводит к значительному углублению кольца на листовой детали радиально вне краевого выступа кольца. Это означает, что задача согласно изобретению относительно как можно более полного заполнения кольцевого углубления листовой детали отбортованной кромкой расклепываемого участка, чтобы достичь плотного прилегания монтажного элемента, состоящего из заклепочной гайки и листовой детали, к другой листовой детали и желательного непосредственного зажимания, не выполнена. Вместо этого выполнение согласно US-A-3 213 914 нуждается в вызывающей затраты подкладной шайбе, а с другой стороны, нужно заклепочную гайку сделать неоправданно большой.

При расчете заклепочной гайки согласно изобретению существует большая свобода при конструировании средств защиты от проворачивания. Они могут иметь один из следующих вариантов выполенния или их комбинацию:

a) ребра для защиты от проворачивания, проходящие радиально через область основания и имеющие высоту в осевом направлении, которая составляет часть максимальной глубины в осевом направлении кольцевого паза,

b) ребра для защиты от проворачивания, которые на своей стороне, противоположной поверхности основания кольцевого паза U-образной формы, проходят радиально, т.е. лежат в радиальной плоскости, которая расположена перпендикулярно центральной продольной оси заклепочной гайки,

c) ребра для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка,

d) ребра для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка и приблизительно до высоты по оси кольцевой поверхности прилегания,

e) ребра для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка и выше высоты по оси кольцевой поверхности прилегания,

f) ребра для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка и выше высоты по оси кольцевой поверхности прилегания и выходят непосредственно перед закруглением на свободном конце расклепываемого участка,

g) ребра для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль радиально внешней стороны кольцевого паза,

h) ребра для защиты от проворачивания, которые проходят в области основания кольцевого паза радиально и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, по существу, треугольную форму и в области расклепываемого участка имеют большую высоту, чем в области радиально внешней стороны кольцевого паза,

i) ребра для защиты от проворачивания, которые проходят в области основания кольцевого паза радиально и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, по существу, треугольную форму и в области радиально внешней стороны кольцевого паза имеют большую высоту, чем в области расклепываемого участка,

j) ребра для защиты от проворачивания, которые проходят в области основания кольцевого паза радиально и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, по существу, четырехгранную форму, противоположная поверхности основания сторона которой проходит наклонно и радиально внутренняя, расположенная у расклепываемого участка сторона которой имеет большую высоту, чем ее расположенная в области радиально внешней стороны кольцевого паза сторона,

k) ребра для защиты от проворачивания, которые проходят в области основания кольцевого паза радиально и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, по существу, четырехгранную форму, противоположная поверхности основания сторона которой проходит наклонно, а расположенная в области радиально внешней стороны кольцевого паза сторона которой имеет большую высоту, чем ее радиально внутренняя, расположенная у расклепываемого участка сторона,

l) возвышения для защиты от проворачивания в области основания кольцевого паза, которые на виде сверху имеют форму приблизительно в виде звезды с внутренним отверстием, которое примыкает к цилиндрическому расклепываемому участку, причем вершины выполненной в виде звезды формы расположены на радиально внешней стороне кольцевого паза,

m) углубление для защиты от проворачивания в области основания кольцевого паза, которое на виде сверху имеет форму приблизительно в виде звезды с внутренним отверстием, которое примыкает к цилиндрическому расклепываемому участку, причем вершины выполненной в виде звезды формы расположены на радиально внешней стороны кольцевого паза,

n) снабженная буртиком внешняя сторона расклепываемого участка,

o) поверхность основания кольцевого паза, выполненная в соответствии с торцевой зубчатой нарезкой,

p) волнистое выполнение радиально внешней стороны кольцевого паза, плавно закругленные вершины и впадины которой обеспечивают защиту от проворачивания,

q) проходящие радиально углубления в кольцевой поверхности прилегания, которые предпочтительно проходят не по всей ее ширине и имеют свое самое глубокое положение рядом с кольцевым пазом, и на радиально внешней боковой стенке кольцевого паза образуют выступы с поднутрениями,

r) проходящие радиально углубления в кольцевой поверхности прилегания, которые имеют частично цилиндрическую форму и расположены наклонно, так что они имеют свое самое глубокое положение рядом с кольцевым пазом и прерывают поднутренную кольцевую форму радиально внешней боковой стенки кольцевого паза,

s) проходящие в форме дуги возвышения или углубления на поверхности основания кольцевого паза или в ней,

причем в случае дискретных средств защиты от проворачивания на радиально внутренней стороне кольцевого паза, т.е. на наружной цилиндрической поверхности расклепываемого участка, на поверхности основания кольцевого паза или на радиально внешней стороне кольцевого паза, или на кольцевой поверхности прилегания, они расположены коаксиально радиально относительно друг друга или смещены относительно друг друга под углом относительно центральной продольной оси, или, в случае двух или более названных возможностей, частично расположены коаксиально друг с другом в радиальном направлении или частично смещены относительно друг друга под углом относительно центральной продольной оси.

Эта свобода при выборе средств защиты от проворачивания делает также возможным осуществлять некоторый вид «тонкой подгонки», чтобы объем кольцевого углубления в листовой детали для различных толщин листа еще лучше определять соответственно объему отбортованного расклепываемого участка, т.е. заклепочной отбортованной кромки.

Благоприятно, если глубина по оси кольцевого паза соответствует приблизительно толщине радиально цилиндрического расклепываемого участка.

Благодаря изобретению и лишь этому мероприятию удается также без применения способа зажимания расклепываемого участка в отверстии обеспечить, чтобы кольцевой паз U-образной формы хорошо заполнялся листовой деталью, а также отбортованной кромкой расклепываемого участка, так чтобы листовая деталь осаживалась во время образования отбортованной кромки заклепки и благодаря этому производилось перманентное напряжение сжатия в листовой детали в области вокруг основания расклепываемого участка, т.е. в области, где расклепываемый участок переходит в корпусную часть заклепочной гайки, так чтобы здесь возникал предпочтительный захват с закручиванием, а именно без деформации листовой детали в области кольцевой поверхности прилегания к листу заклепочной гайки.

В случае практических вариантов выполнения заклепочной гайки проходящие радиально в основании кольцевого паза ребра для защиты от проворачивания имеют высоту в осевом направлении 0,2-0,6 мм, предпочтительно же, начиная от максимум 0,7-кратного значения предусмотренной толщины листа.

Это правило выбора размеров обеспечивает, что ребра для защиты от проворачивания не прорежут листовую деталь, что, все же, тем не менее, возникает целесообразное соединение с геометрическим замыканием, которое постоянно поддерживается в зацеплении с геометрическим замыканием посредством расклепываемого участка с отбортованной кромкой, чтобы таким образом создать достаточное сопротивление вращению.

При этом благоприятно, если предусмотрено от 4 до 24 ребер для защиты от проворачивания. Ребра для защиты от проворачивания расположены предпочтительно равномерно вокруг центральной продольной оси заклепочной гайки.

Особенно предпочтительно, если поверхность основания кольцевого паза U-образной формы лежит в радиальной плоскости, которая проходит перпендикулярно центральной продольной оси заклепочной гайки. При этом варианте выполнения ребра для защиты от проворачивания своей стороной, противоположной поверхности основания паза U-образной формы, могут проходить радиально, т.е. лежат в радиальной плоскости, которая проходит перпендикулярно центральной продольной оси заклепочной гайки.

Заклепочные гайки согласно настоящему изобретению, как правило, на виде сверху имеют круглую форму, они могут также иметь другую форму, например, они могут быть многоугольными, в частности прямоугольными или квадратными. В случае прямоугольной или квадратной формы заклепочные гайки могут изготавливаться способом, описанным в немецкой патентной заявке DE 102005024220.0 или в международной патентной заявке PCT/EP2006/004977 с номером публикации WO 2006/125634.

Внутренний диаметр цилиндрического расклепываемого участка несколько больше, чем наружный диаметр цилиндра с резьбой, и переходит в него через входной виток резьбы.

Чтобы достичь небольшой конструктивно высоты монтажного элемента, состоящего из листовой детали и заклепочной гайки, благоприятно, если противоположная расклепываемому участку торцевая сторона заклепочной гайки, по меньшей мере, по существу лежит в плоскости, расположенной перпендикулярно центральной продольной оси заклепочной гайки.

В случае ребер для защиты от проворачивания, проходящих, возвышаясь, вдоль цилиндрического расклепываемого участка, они заканчиваются предпочтительно перед закруглением наружной стороны свободного конца расклепываемого участка.

Комбинация заклепочной гайки согласно настоящему изобретению с листовой деталью отличается тем, что листовая деталь в области расклепываемого участка снабжена возвышением, которое, по меньшей мере, по существу соответствует форме паза U-образной формы, и на своей противоположной U-образному пазу стороне имеет подобное форме паза кольцевое углубление, которое, однако, примерно на толщину листа меньше, чем U-образный паз, причем расклепываемый участок с отбортованной кромкой полностью расположен внутри углубления без выступания над противоположной цилиндру с резьбой стороной листовой детали. Комбинация заклепочного болта согласно настоящему изобретению с листовой деталью охарактеризована в п. 25 формулы изобретения.

Объем кольцевого углубления соответствует, по меньшей мере, по существу объему соответствующего расклепываемого участка с отбортованной кромкой.

При этом ребра для защиты от проворачивания входят с геометрическим замыканием в листовой материал, но не прорезают его.

Особенно благоприятным является то, что установка заклепочной гайки или заклепочного болта на листовую деталь заклепочной матрицей в настоящем выполнении заклепочной гайки или заклепочного болта приводит к тому, что край листовой детали в области отверстия, через которое проходит расклепываемый участок, выполнен утолщенным или в виде наплыва, и заклепочная отбортованная кромка снабжена соответствующим, воспринимающим утолщенный край кольцевым углублением на обращенной к цилиндру с резьбой стороне.

Этот вариант выполнения приводит к усилению защиты от проворачивания, а также к повышению сопротивления выдавливанию.

Изобретение поясняется далее более подробно на основе примера выполнения со ссылкой на фигуры, в которых показывают:

Фиг.1A - изображение в перспективе заклепочной гайки согласно изобретению,

Фиг.1B - вид сверху заклепочной гайки согласно фиг.1 соответственно направлению стрелки IB,

Фиг.1C - изображение в частичном разрезе и на виде сбоку заклепочной гайки из фиг. 1A и 1B соответственно плоскости IC-IC из фиг. 1B,

Фиг.1D - детализированное изображение области Z согласно фиг. 1C,

Фиг.2A - показанное в частичном разрезе и частично на виде сбоку изображение заклепочной гайки из фиг. 1A-1D соответственно плоскости 2A-2A фиг. 1B,

Фиг.2B - вид в разрезе листовой детали для применения с заклепочной гайкой согласно фиг. 2A,

Фиг.2C - вид сбоку матрицы для применения с листовой деталью из фиг. 2B и заклепочной гайкой из фиг. 2A для образования заклепочной отбортованной кромки,

Фиг.2D - изображение монтажного элемента, который получается путем склепывания заклепочной гайки согласно фиг. 2A с листовой деталью согласно фиг.2B при использовании матрицы по фиг. 2C, причем изображение на фиг. 2D показано частично в разрезе и частично на виде сбоку,

Фиг.2E,2F - два различных, увеличенных изображения элемента Z, а именно одно (фиг. 2E) в месте, в котором не предусмотрено никаких ребер для защиты от проворачивания, и одно (фиг.2F) в месте, где плоскость сечения проложена через ребро для защиты от проворачивания,

Фиг.3A-3D - изображения согласно фиг. 1A-1D, но с другой заклепочной гайкой согласно изобретению,

Фиг.4A - схематическое изображение для пояснения расчета прямоугольного в поперечном сечении паза для цели настоящего изобретения,

Фиг.4B - таблицу используемых при расчетах сокращений,

Фиг.4C - выполненное в виде таблицы сопоставление результата расчета для четырех размеров резьбы М6, М8, М10, М12,

Фиг.5A-5M - различные возможные формы поперечного сечения кольцевого паза элемента согласно изобретению,

Фиг.6A,6B-16A,16B - положения монтажа для форм паза согласно фиг. 5A-5M для соответственно тонкого листа и листа большей толщины, т.е. положение, в котором заклепочная гайка или заклепочный элемент склепан с соответствующей листовой деталью,

Фиг.17A-17D до 41A-41D - различные примеры возможных средств защиты от проворачивания, которые могут применяться с заклепочной гайкой согласно изобретению или с заклепочным болтом согласно изобретению,

Фиг.42A-42E - применение настоящего изобретения с самопробивающей заклепочной гайкой,

Фиг.43A-43G - применение настоящего изобретения с двумя различными заклепочными болтами.

Все указанные выше фигуры показаны в масштабе, но с увеличением, причем представлен только один вырез из листовой детали и матрицы. В общем, речь идет об изображении элементов (заклепочной гайки или заклепочного болта) с резьбой М8. Исключение представляет заклепочная гайка из фиг. 42A-42E, которая имеет резьбу М6. Из этих данных при необходимости можно вывести другие размеры.

На фиг. 1A-1D показана заклепочная гайка 10 с корпусом 12 и выполненным в форме цилиндра расклепываемым участком 14, причем корпус имеет расположенный по центру цилиндр 16 с резьбой, кольцевую поверхность 18 прилегания, которая расположена коаксиально цилиндру с резьбой в плоскости 20, перпендикулярной продольной оси 22 цилиндра с резьбой (одновременно центральной продольной оси заклепочной гайки), и расположенный радиально внутри кольцевой поверхности 18 прилегания и радиально снаружи цилиндрического расклепываемого участка 14, ориентированный по оси кольцевой паз 24. Кольцевой паз 24 на радиально внутренней стороне переходит в наружную поверхность цилиндрического расклепываемого участка, а в области кольцевого паза 24 предусмотрены ребра 42 для защиты от проворачивания.

Как, в частности, видно из фиг. 1C и 1D, кольцевой паз 24 имеет, если смотреть в осевой плоскости 1C сечения, поперечное сечение U-образной формы с радиально внешней боковой стенкой 30, которая выполнена относительно круто и в самом крутом месте 33 имеет наклон α (фиг. 1D) относительно центральной продольной оси заклепочной гайки в диапазоне от около 45° до около -20°, предпочтительно от около 30° до около 0°, в данном случае α=15°. Самое крутое место 33 может быть образовано точкой или областью изгиба, которая, как в этом примере, образована двумя входящими друг в друга радиусами 34, 35 на входе в кольцевой паз 24 и у перехода от радиально внешней стороны 30 кольцевого паза в его поверхность 36 основания. Поверхность 36 основания кольцевого паза U-образной формы лежит предпочтительно в радиальной плоскости, которая расположена перпендикулярно центральной продольной оси 22 заклепочной гайки параллельно плоскости 20. Обозначение «точка изгиба» (“Inflexionspunkt”) относится, естественно, к плоскости сечения, которая видна на фиг. 1C или 1D. Так как вокруг центральной продольной оси 22 имеется бесконечное число возможных плоскостей сечения, то они образуют бесконечное количество отдельных точек изгиба соответственно линии 38, которую можно четко распознать на фиг.1D. Поверхность 36 основания кольцевого паза 24 через другой радиус 40 переходит в наружную поверхность 26 расклепываемого участка 14 заклепки.

В этом примере имеются ребра 42 для защиты от проворачивания, которые проходят радиально через область 36 основания кольцевого паза 24 и имеют высоту в осевом направлении, которая составляет часть максимальной глубины кольцевого паза 24 в осевом направлении.

Глубина кольцевого паза 24 в осевом направлении соответствует приблизительно толщине цилиндрического расклепываемого участка радиально. Особенно благоприятно, если объем расклепываемого участка (14' на фиг. 1D) с отбортованной кромкой соответствует, в сущности, объему кольцевого углубления 80 (фиг.2D) вдавленной в кольцевой паз листовой детали, а именно, даже в том случае, если это приводит к тому, что толщина по оси расклепываемого участка 14 с отбортованной кромкой не соответствует глубине в осевом направлении кольцевого паза 24, т.е. расстоянию между поверхностью 36 основания паза и плоскостью 20 на фиг.1C или 2A.

Высота в осевом направлении ребер для защиты от проворачивания лежит в диапазоне 0,2-0,6 мм и не должна, однако, превышать примерно 85% предусмотренной толщины листа.

В этом примере имеется шесть ребер 42 для защиты от проворачивания; это, однако, не является обязательным, можно предусмотреть, например, без ограничений от 3 до 24 ребер 42 для защиты от проворачивания, которые предпочтительно располагаются равномерно вокруг центральной продольной оси 22 заклепочной гайки.

Ребра 42 для защиты от проворачивания своей противоположной поверхности основания паза U-образной формы стороной проходят радиально, т.е. в радиальной плоскости, которая расположена перпендикулярно центральной продольной оси 22 заклепочной гайки.

Внутренний диаметр D₁ цилиндрического расклепываемого участка (фиг.1С) несколько больше наружного диаметра D₂ цилиндра с резьбой и переходит в него через входной виток 44 резьбы.

Противоположная расклепываемому участку 14 торцевая сторона 46 заклепочной гайки лежит, по меньшей мере, по существу в плоскости 48, которая расположена перпендикулярно центральной продольной оси 22 заклепочной гайки 10.

Из фигур, в частности из фиг. 1C, четко видно, что окружная поверхность 50 заклепочной гайки 10 через две закругленные поверхности 52 и 54 переходит в кольцевую поверхность 18 прилегания листа или торцевую поверхность 46. Речь идет в этом случае не об определенных радиусах, а о поверхностях, которые возникают при изготовлении элемента способом холодной клепки.

Если элемент, как это также является возможным, изготовляется с помощью штампа последовательного действия для разнородных переходов в соответствии с упомянутой выше заявкой PCT/EP 2006/125634, то вместо круглой формы согласно приложенным фигурам он имеет прямоугольную форму, причем меньшие радиусы в этом случае имеются только у двух противоположных сторон элемента, а именно в переходе от этой стороны в соответствующую поверхность прилегания листа и в соответствующую торцевую сторону. В случае прямоугольного, или квадратного, или многоугольного элемента поверхность 18 прилегания листа следует обозначить также как кольцевую, она имеет внутреннее ограничение круглой формы и внешнее, скорее квадратное или многоугольное ограничение.

Наконец, фиг. 1C показывает, что расклепываемый участок 14 на своем свободном торцевом конце снаружи имеет закругление 56, а внутри конусообразную или также закругленную поверхность 58. Эта внутренняя конусообразная или закругленная поверхность при процессе склепывания имеет преимущество, которое далее более подробно описывается в связи с фиг. 2A-2F.

На фиг.2A снова видна заклепочная гайка 10 согласно фиг. 1A-1D, однако в этом случае в частичном разрезе и на виде сбоку соответственно плоскости IIA-IIA из фиг. 1B. Непосредственно под нею и, таким образом, направленно находится листовая деталь 60 с имеющим на виде сверху круглую форму гофром 62, который пробит с целью образования отверстия 64 круглой формы с краем 66 отверстия. Расположенное по центру отверстие 64 имеет центральную продольную ось, которая совпадает с центральной продольной осью 22 заклепочной гайки 10. Внешняя форма гофра 62, по меньшей мере, по существу соответствует внутренней форме кольцевого паза 24. Диаметр отверстия 64 имеет такие размеры, что он, по меньшей мере, по существу, соответствует наружному диаметру цилиндрического расклепываемого участка 14 или, возможно, несколько меньше или больше его. Если отверстие 64 выбрано в диаметре несколько меньше, чем диаметр расклепываемого участка 14, то закругленная поверхность 56 на свободном торцевом конце расклепываемого участка 14 приводит к тому, что отверстие слегка вытягивается или калибрируется, когда заклепочная гайка продвигается через отверстие, что требуется, чтобы провести процесс клепки. Под листовой деталью 60 на фиг. 2C находится матрица 70 с центральным выступом 72, который через вогнутый радиус или плечо 74 переходит в поверхность 76 круглой формы, которая незначительно, например, на немного меньше, чем 0,2 мм, находится выше свободной торцевой поверхности 78 матрицы. Центральный заформованный выступ 72 матрицы 70 выполнен в размерах таким, что он взаимодействует с конусообразной поверхностью или закругленной поверхностью 58 свободного конца торца расклепываемого участка, чтобы при