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

Формула изобретения

1. Заклепочная гайка (10), содержащая корпус (12) и цилиндрический расклепываемый участок (14), причем корпус имеет расположенный по центру цилиндр (16) с резьбой, кольцевую поверхность (18) прилегания, которая расположена коаксиально цилиндру с резьбой в плоскости, перпендикулярной продольной оси (22) цилиндра с резьбой, и расположенный, если смотреть в радиальном направлении, внутри кольцевой поверхности (18) прилегания, но вне цилиндрического расклепываемого участка (14), открытый вдоль оси (22) цилиндра кольцевой паз (24), причем радиально внутренняя стенка (32) кольцевого паза (24) переходит в наружную поверхность цилиндрического расклепываемого участка (14), и причем в области кольцевого паза (24) предусмотрены средства защиты от проворачивания,

отличающаяся тем, что кольцевой паз (24), если рассматривать в осевой плоскости сечения, имеет поперечное сечение по существу U-образной формы с радиально внешней боковой стенкой (30), которая в самом крутом месте (33) имеет наклон относительно центральной продольной оси заклепочной гайки в диапазоне от около 45° до около -20°, предпочтительно от около 30° до около 0°, причем объем кольцевого паза (24) выбран таким, что в диапазоне толщин листовой детали, выбираемых в соответствии с параметрами резьбы, отбортованная область расклепываемого участка всегда умещается внутри кольцевого углубления (80), образованного при заформовывании листовой детали (60) в кольцевой паз (24), не выступая за нижнюю сторону (82) заформованной листовой детали, противоположную кольцевой поверхности (18) прилегания.

2. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что согласованный с параметрами резьбы диапазон толщин листовой детали выбирается следующим образом:

для резьбы М6 или ¹/₄ UNF - диапазон толщин листовой детали составляет предпочтительно 0,5-2,5 мм, по меньшей мере, 0,6-1,5 мм,

для резьбы М8 или 5/16 UNF - диапазон толщин листовой детали составляет предпочтительно 0,5-2,5 мм, по меньшей мере, 0,6-1,5 мм,

для резьбы M10 или 3/8 UNF - диапазон толщин листовой детали составляет предпочтительно 1,0-3,0 мм, по меньшей мере, 1,0-2,5 мм,

для резьбы М12 или 7/16 UBF - диапазон толщин листовой детали составляет предпочтительно 1,0-3,5 мм, по меньшей мере, 1,0-2,5 мм.

3. Заклепочная гайка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что выполненный с поперечным сечением по существу U-образной формы кольцевой паз имеет одну из следующих форм поперечного сечения:

a) U-образную форму с областью (36а) основания в плоскости, перпендикулярной центральной продольной оси (22) заклепочной гайки, и с закругленными углами (90а, 92а) в области перехода области основания в боковые стенки (30а, 32а) кольцевого паза (24), 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-образную форму с областью (36b) основания в плоскости, перпендикулярной центральной продольной оси (22) заклепочной гайки и с закругленными углами (90b, 92b) в области перехода области основания в боковые стенки (30b, 32b) кольцевого паза (24), 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-образную форму с изогнутой областью (36с) основания, имеющей приблизительно форму дуги окружности, которая составляет менее 180°, например, в диапазоне между 180° и 150°, и которая либо непосредственно выходит в кольцевую поверхность прилегания (18с) через малый радиус (94), 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 (26с) расклепываемого участка (14с), либо через прямой участок и относительно малый радиус выходит в кольцевую поверхность прилегания и более или менее плавно переходит в цилиндрическую наружную поверхность,

4) U-образную форму 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 (18d) прилегания через небольшой радиус (94d), 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 (26d) расклепываемого участка (14d), либо через прямой участок и относительно малый радиус выходит в кольцевую поверхность прилегания и более или менее плавно переходит в цилиндрическую наружную поверхность,

e) форму поперечного сечения, близкую к V-образной форме с относительно малым или относительно большим радиусом (96) в области основания, который имеет, например, величину, меньше половины максимальной глубины кольцевого паза, причем радиально внешняя сторона (97) паза имеет более крутой угол, чем радиально внутренняя сторона (98),

f) U-образную форму с радиально внутренней стороной и радиально внешней стороной (30f, 32f), причем обе проходят, по меньшей мере, по существу параллельно центральной продольной оси (22) и проходят по длине в осевом направлении в области между одной десятой и двумя третями максимальной глубины кольцевого паза в осевом направлении, и с областью (96f) основания с формой (97f, 98f) поперечного сечения, близкой к V-образной форме, с относительно малым или относительно большим радиусом в области основания, который, например, имеет величину меньше одной трети максимальной глубины кольцевого паза, причем

f1) либо радиально внешняя сторона (97f) паза (24f) имеет более крутой угол, чем его радиально внутренняя сторона (98f) или

f2) либо радиально внутренняя сторона (98f) паза (24f) имеет более крутой угол, чем его радиально внешняя сторона (97f), или

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

g) U-образную форму согласно признакам f), f1), f2) или f3), причем, однако, только одна из сторон, радиально внутренняя сторона (32j) или радиально внешняя сторона (30j), проходит, по меньшей мере, по существу параллельно центральной продольной оси, а другая (98j, 97j) 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 (18i) прилегания или в цилиндрическую наружную поверхность (26j) расклепываемого участка (14i или 14j),

h) U-образную форму согласно признакам а) или b), причем, однако, по меньшей мере, одна из сторон, радиально внутренняя сторона (321, 32m) или радиально внешняя сторона (30k, 30m) U-образной формы, образует поднутрение (99k, 991, 99m).

4. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что самое крутое место (33) образовано точкой или областью перехода друг в друга округлений (34, 35) радиально внешней боковой стенки (30) на входе в кольцевой паз (24) или на переходе от радиально внешней стороны (30) кольцевого паза в его поверхность (36) основания.

5. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой паз (фиг.33А, 34А) на виде сверху имеет волнистую форму, по меньшей мере, с радиально внешней стороны.

6. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что средства защиты от проворачивания имеют один из следующих вариантов выполнения или их комбинацию:

a) ребра (42) для защиты от проворачивания, проходящие радиально через область (36) основания кольцевого паза (24) и имеющие высоту в осевом направлении, которая составляет часть максимальной глубины в осевом направлении кольцевого паза (24),

b) ребра (42) для защиты от проворачивания, которые на своей стороне, противоположной поверхности основания кольцевого паза U-образной формы, проходят радиально, то есть лежат в радиальной плоскости, которая расположена перпендикулярно центральной продольной оси (22) заклепочной гайки,

c) ребра (42а, 42b) для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка (14),

d) ребра (42а) для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка (14) и приблизительно до высоты в осевом направлении кольцевой поверхности прилегания,

e) ребра (42b) для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка (14) и выше высоты в осевом направлении кольцевой поверхности (18) прилегания,

f) ребра (42b) для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка (14) и выше высоты в осевом направлении кольцевой поверхности прилегания и выходят непосредственно перед закруглением (56) на свободном конце расклепываемого участка (14),

g) ребра (42с) для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль радиально внешней стороны кольцевого паза (24),

h) ребра (42d) для защиты от проворачивания, которые проходят в области основания кольцевого паза (24) радиально и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, по существу треугольную форму и в области расклепываемого участка (14) имеют большую высоту, чем в области радиально внешней стороны (30) кольцевого паза,

i) ребра (42е) для защиты от проворачивания, которые проходят в области основания кольцевого паза (24) радиально и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, по существу треугольную форму, и в области радиально внешней стороны (30) кольцевого паза (24) имеют большую высоту, чем в области расклепываемого участка (14),

j) ребра (42f) для защиты от проворачивания, которые проходят в области основания кольцевого паза (24) 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 (14) сторона которой имеет большую высоту, чем ее сторона, расположенная в области радиально внешней стороны (30) кольцевого паза (24),

k) ребра (42g) для защиты от проворачивания, которые проходят в области основания кольцевого паза (24) 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 (30) кольцевого паза (24) сторона которой имеет большую высоту, чем ее радиально внутренняя сторона, расположенная на стороне расклепываемого участка (14),

1) возвышения для защиты от проворачивания в области основания кольцевого паза, которые на виде сверху имеют форму приблизительно в виде звезды с внутренним отверстием (100), которое примыкает к цилиндрическому расклепываемому участку, причем вершины (102) выполненной в виде звезды формы расположены на радиально внешней стороне (30) кольцевого паза (24),

m) углубления (106) для защиты от проворачивания в области основания кольцевого паза, которые на виде сверху имеют форму приблизительно в виде звезды с внутренним отверстием (100), которое примыкает к цилиндрическому расклепываемому участку, причем вершины (102а) выполненной в виде звезды формы расположены на радиально внешней стороне (30) кольцевого паза (24),

n) снабженную буртиком наружную сторону расклепываемого участка (42h),

о) поверхность основания кольцевого паза в варианте (42i) выполнения в соответствии с торцевой зубчатой нарезкой,

р) волнистый контур радиально внешней стороны кольцевого паза, плавно закругленные вершины (112) и впадины (114) которого обеспечивают защиту от проворачивания,

q) проходящие радиально углубления (116) в кольцевой поверхности (18) 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 (118) с поднутрениями (120),

r) проходящие радиально углубления (116а) в кольцевой поверхности прилегания, которые имеют форму части цилиндра и расположены наклонно, так что они имеют свое самое глубокое положение рядом с кольцевым пазом и прерывают поднутренную кольцевую форму (122) радиально внешней боковой стенки (30) кольцевого паза (24),

s) проходящие в форме дуги возвышения (124) и/или углубления (126) на поверхности (36) основания кольцевого паза (24) или в ней, причем в случае дискретных средств защиты от проворачивания на радиально внутренней стороне кольцевого паза, то есть 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, расположены друг с другом частично коаксиально радиально или частично смещены относительно друг друга под углом относительно центральной продольной оси.

7. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что средства защиты от проворачивания в области основания кольцевого паза имеют высоту в осевом направлении в диапазоне 0,2-0,6 мм, однако максимально соответствующую 0,7-кратному значению предусмотренной толщины листа.

8. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрено от 3 до 24 средств защиты от проворачивания.

9. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что средства защиты от проворачивания расположены равномерно вокруг центральной продольной оси (22) заклепочной гайки.

10. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что глубина в осевом направлении кольцевого паза соответствует приблизительно толщине радиально цилиндрического расклепываемого участка.

11. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что она на виде сверху является круглой или многоугольной, в частности прямоугольной или квадратной.

12. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что внутренний диаметр (D₁) цилиндрического расклепываемого участка несколько больше, чем наружный диаметр (D₂) цилиндра с резьбой, и переходит в него через входной виток (44) резьбы.

13. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что противоположная расклепываемому участку (14) торцевая сторона (46) заклепочной гайки, по меньшей мере, по существу лежит в плоскости (48), расположенной перпендикулярно центральной продольной оси (22) заклепочной гайки.

14. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что корпус имеет ступенчатую форму, причем его прямоугольный или цилиндрический участок, имеющий кольцевую поверхность прилегания, посредством проходящего радиально кольцевого плеча, которое служит в качестве прижимного плеча при установке заклепочной гайки, переходит в цилиндрический участок меньшего, по сравнению с упомянутым прямоугольным или цилиндрическим участком, поперечного сечения.

15. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что заклепочная гайка (10") выполнена самопробивающей.

16. Заклепочная гайка по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью комбинации с листовой деталью (60), причем листовая деталь (60) в области расклепываемого участка снабжена возвышением (62), которое, по меньшей мере, по существу соответствует форме U-образного паза (24) и на своей противоположной U-образному пазу (24) стороне имеет углубление (80), подобное форме (62) паза, причем расклепываемый участок (14) с отбортованной кромкой расположен полностью внутри углубления (80) без выступания за противоположную цилиндру (16) с резьбой сторону листовой детали, предпочтительно расположен с нею заподлицо или смещен назад максимально на 0,2 мм.

17. Заклепочная гайка по п.16, отличающаяся тем, что объем U-образного паза в осевом направлении внутри кольцевого углубления (80) поверхности прилегания, по меньшей мере, по существу соответствует объему расклепываемого участка (14") с отбортованными кромками.

18. Заклепочная гайка по п.16, отличающаяся тем, что край (66') листовой детали в области отверстия (64), через которое проходит расклепываемый участок (14), выполнен утолщенным или в виде наплыва, и заклепочная отбортованная кромка (14') на обращенной к цилиндру (16) с резьбой стороне снабжена соответствующим кольцевым углублением (90), воспринимающим утолщенный край и отбортованную кромку.

19. Заклепочная гайка по п.16, отличающаяся тем, что средства защиты от проворачивания входят с геометрическим замыканием в листовой материал, но не прорезают его.

20. Заклепочная гайка по п.16, отличающаяся тем, что у заклепочной гайки ребра (42") для защиты от проворачивания, возвышаясь, проходят на цилиндрическом расклепываемом участке и входят с геометрическим замыканием в обращенную к заклепочной отбортованной кромке (14') сторону листовой детали.

21. Заклепочная гайка по п.15, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью комбинации с листовой деталью (60), причем листовая деталь (60) в области расклепываемого участка снабжена возвышением (62), которое, по меньшей мере, по существу соответствует форме U-образного паза (24) и на своей обращенной от V-образного паза стороне имеет подобное форме (62) паза углубление (80), которое, однако, меньше, чем U-образный паз, причем расклепываемый участок (14) с отбортованной кромкой расположен полностью внутри углубления (80) без выступания над противоположной цилиндру (16) с резьбой стороной листовой детали, предпочтительно расположен с нею заподлицо или со смещением назад максимально на 0,2 мм.

22. Заклепочный болт (210"), содержащий корпус (212"), хвостовую часть (332), имеющую цилиндр (216") с резьбой, и выполненный в форме цилиндра расклепываемый участок (214"), причем корпус имеет кольцевую поверхность (218) прилегания, которая расположена коаксиально цилиндру с резьбой в плоскости (220"), перпендикулярной продольной оси (222") цилиндра с резьбой, и расположенный радиально внутри кольцевой поверхности (218") прилегания и радиально вне цилиндрического расклепываемого участка (214"), открытый вдоль оси кольцевой паз (224"), который на радиально внутренней стороне (232") переходит в наружную поверхность цилиндрического расклепываемого участка (214"), и причем в области кольцевого паза (224") предусмотрены средства (242") защиты от проворачивания,

отличающийся тем, что кольцевой паз (224"), если смотреть в направлении осевой плоскости сечения, имеет по существу U-образную форму поперечного сечения с радиально внешней боковой стенкой (230"), которая в самом крутом месте (233") имеет наклон относительно центральной продольной оси заклепочного болта в диапазоне от около 45° до около -20°, предпочтительно от около 30° до около 0°, причем самое крутое место (233") образовано точкой или областью перехода от внешнего округления во внутреннее округление радиально внешней боковой стенки на входе в кольцевой паз (244") и на переходе от радиально внешней стороны (30) в его поверхность (236") основания, причем средства (242") защиты от проворачивания проходят радиально через область (236") основания кольцевого паза (224") и имеют высоту в осевом направлении, которая составляет часть максимальной глубины в осевом направлении кольцевого паза (224") и/или, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка (214"), причем объем кольцевого паза выбран таким, что в диапазоне толщин листовой детали, выбираемых в соответствии с параметрами резьбы, отбортованная область (214") расклепываемого участка всегда умещается внутри кольцевого углубления (280"), образованного при заформовывании листовой детали (260а или 260b) в кольцевой паз (224"), не выступая за нижнюю сторону (282') заформованной листовой детали, противоположную кольцевой поверхности прилегания.

23. Заклепочный болт по п.22, отличающийся тем, что расклепываемый участок (214") огибает хвостовую часть (332) с зазором в радиальном направлении или огибает хвостовую часть (332) с прилеганием.

24. Заклепочный болт по п.22, отличающийся тем, что хвостовая часть (332а) расположена на противоположной стороне корпуса (212"а) от цилиндрического расклепываемого участка (214").

25. Заклепочный болт по п.22, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью комбинации с листовой деталью (260а, 260b), причем листовая деталь (260а, 260b) в области расклепываемого участка (214") снабжена возвышением (262), которое, по меньшей мере, по существу соответствует U-образной форме паза (224"), и на его противоположной U-образному пазу (224") стороне имеет подобное форме паза углубление (280"), которое, однако, меньше, чем U-образный паз (224"), и расклепываемый участок (214") с отбортованной кромкой расположен полностью внутри углубления (280") без выступания над противоположной кольцевой поверхности (218) прилегания стороной листовой детали.

Описание изобретения к патенту

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 (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 =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 процессе клепки расклепываемый участок закатать или отогнуть радиально наружу, чтобы образовать отбортованную кромку 14' заклепки согласно фиг. 2D. Этот процесс клепки может осуществляться известным по себе способом в прессе, С-образной станине или роботом.

Заклепанное состояние заклепочной гайки четко видно из дальнейших фиг. 2D-2F. В заклепанном состоянии листовая деталь 60 в области расклепываемого участка снабжена возвышением 62', которое, по меньшей мере, по существу соответствует форме U-образного паза 24. На своей, противоположной U-образному пазу стороне листовая деталь 60' имеет подобное форме паза кольцевое углубление 80, которое, однако, меньше, чем U-образный кольцевой паз 24. Расклепываемый участок 14 с отбортованной кромкой полностью лежит внутри кольцевого углубления 80 без выступания за противоположную цилиндру 16 с резьбой сторону листовой детали. Верхняя сторона листовой детали лежит в плоскости 20 вне заклепочной гайки, которую следует понимать в качестве продолжения плоскости кольцевой поверхности прилегания листа. Далее в стороне от заклепочной гайки 10 листовая деталь может без проблем иметь особую форму, которая отклоняется от плоскости 20. Важно лишь то, что в граничной области радиально вне заклепочной гайки листовая деталь лежит в плоскости 20.

С одним вариантом выполнения заклепочной гайки можно использовать листы различной толщины, например, так, что толщина листа находится в пределах между 0,6 мм и 2,5 мм, предпочтительно 0,6-1,5 мм.

Объем кольцевого углубления 80 U-образной формы листовой детали, по меньшей мере, по существу соответствует объему расклепываемого участка с отбортованной кромкой.

Из фиг. 2E и 2F видно, что ребра 42 для защиты от проворачивания входят сверху в листовой материал с геометрическим замыканием, но не прорезают его.

Далее, из фиг. 2E и 2F видно, что край 66' листовой детали 60 в области отверстия 64, через которое проходит расклепываемый участок 14 заклепки, выполнен утолщенным или в виде наплыва, и отбортованная кромка 14' на обращенной к цилиндру 16 с резьбой стороне снабжена соответствующим утолщенным краем и принимающим его кольцевым углублением 82.

Фиг.3A-3D показывают другую заклепочную гайку 10 согласно изобретению, которая очень похожа на заклепочную гайку из фиг. 1A-1D или фиг. 2A-2F. По этой причине признаки заклепочной гайки согласно фиг. 3A-3D, которые соответствуют таковым из предыдущих фигур или имеют одинаковые функции, снабжены одинаковыми обозначениями, и подразумевается, что приведенное до этого описание действительно также для этих признаков и не должно отдельно повторяться.

Существенная разница между выполнением согласно фиг. 3A-3В и приведенным ранее выполнением состоит в том, что ребра 42 для защиты от проворачивания имеются не только в области поверхности 36 основания кольцевого паза 24, но также, возвышаясь, проходят по цилиндрическому расклепываемому участку, как показано позицией 42 . В этом примере ребра 42 для защиты от проворачивания проходят непосредственно к закруглению 56 на внешней стороне свободного торцевого конца расклепываемого участка 14.

Однако также можно выполнить ребра 42 для защиты от проворачивания согласно неопубликованной немецкой заявке DE 102006000918.5 от 5 января 2007 г., раскрытие которой сделано частью раскрытия настоящей заявки.

Далее, область ребер 42 для защиты от проворачивания, которая предусмотрена на поверхности 36 основания кольцевого паза 24, можно опустить, так чтобы ребра 42 для защиты от проворачивания были предусмотрены только на расклепываемом участке 14.

На фиг. 4A и 4B в математической записи показано, как можно рассчитать поперечное сечение паза прямоугольной, U-образной формы, чтобы выполнить требование о том, что кольцевое углубление 80 для области толщин листа всегда имеет объем, который может принять в себя объем расклепываемого участка с отбортованной кромкой, причем с увеличением толщины листа уменьшается объем расклепываемого участка с отбортованной кромкой.

Фиг.4A показывает в схематической форме формирование элемента в области кольцевого паза, а таблица согласно фиг.4B содержит определение размеров элемента, которые имеют значение при расчете параметров прямоугольного паза.

Ход расчета следующий:

Из заданных геометрических условий получается:

Ширина поверхности прилегания рассчитывается из максимально оказываемого этой поверхностью усилия прижатия поверхности в зависимости от максимального усилия болта, которое установлено в соответствии с нормами DIN:

Из геометрических соображений можно также записать:

Из (2) и (3) можно вывести максимально допустимое значение для наружного диаметра Ø_Nmax1 паза:

Минимально допустимый внутренний диаметр Ø_Nmin равен наружному диаметру (паза?):

Независимо от толщины листа паз должен принять расклепываемый участок с отбортованной кромкой. В первом приближении можно, таким образом, объем расклепываемого участка приравнять к объему паза:

Таким образом, глубина паза будет:

Контрольная проверка осуществляется для ходовых толщин листа на основе фактических данностей после склепывания.

Таблица на фиг. 4С показывает, затем, соответствие между объемом кольцевого углубления «остаточный паз» и расчетным объемом отбортованной части расклепываемого участка «остаточной заклепки» для различных толщин листа. Из последних трех колонок фиг.4C можно видеть, что удается для различных диаметров резьбы (левая колонка фиг. 4C) соответственно подогнать объем остаточной заклепки к объему остаточного паза. К таблице на фиг. 4C можно также указать на то, что колонка «усилие болта макс.» дает значения согласно DIN для резьбовых пальцев с метрической резьбой 6 мм, 8 мм, 10 мм и 12 мм. Из соседней колонки «усилие прижатия поверхности» видно, что усилие прижатия поверхности лежит в обычной области. При этом все размеры даны в мм, а объем в мм³, усилие болта в ньютонах, а усилие прижатия поверхности в ньютонах/мм².

Таблица согласно фиг. 4C в отношении приведенных значений говорит сама за себя и не нуждается в дополнительных пояснениях.

Этот расчет не принимает во внимание объем предусмотренных средств защиты от проворачивания. Они могут войти в более тонкий расчет и могут частично выбираться таким образом, чтобы провести более точную подгонку объема остаточной заклепки к объему остаточного паза для большого числа толщин листа.

Поясненный выше расчет действителен, разумеется, только для кольцевого паза 24 со строго прямоугольным поперечным сечением. Его можно, однако, сделать без дальнейших коррекций для возможно имеющихся радиусов или форм поперечного сечения кольцевого паза, отклоняющихся от прямоугольного поперечного сечения.

Выше уже нашло выражение, что имеющий, в общем, поперечное сечение U-образной формы кольцевой паз 24 допускает различной степени свободу при выборе точной формы поперечного сечения. Фиг. 5A-5M представляют примеры для конкретного выбора U-образной формы.

В описании фиг. 5A-5M и других фигур до 41A-41D используются одинаковые обозначения, как и в связи с предыдущими фигурами, однако частично для различия обозначения снабжаются малыми буквами. Подразумевается, что предыдущее описание действительно также для деталей или признаков с одинаковыми обозначениями с или без обозначений, разве что говорится что-то противоположное. Новые признаки снабжаются новыми обозначениями.

Фиг.5A показывает элемент 10a, который очень подобен элементу согласно фиг. 1A, но имеет ступенчатую форму корпуса 12a. В конкретном варианте выполнения элемента согласно фиг.5A корпус 12a имеет обладающий кольцевой поверхностью 18a прилегания цилиндрический участок 84, который через проходящее радиально кольцевое плечо 86, служащее в качестве прижимного плеча при установке заклепочной гайки, (проходит) в цилиндрической части 88 меньшего поперечного размера по сравнению с указанным цилиндрическим участком 84. При этом цилиндр 16a с резьбой находится частично в выделенном цилиндрическом участке 88 меньшего поперечного размера и частично в корпусе 12a элемента, однако, по существу, не выходит за поверхность 36a паза 24a U-образной формы (что также действительно для элементов фиг. 1-3). Форма поперечного сечения прямоугольного паза 24a согласно фиг.5A показана на фиг. 5B в большом масштабе. Можно видеть, что здесь кольцевой паз 24a имеет U-образную форму и что имеются закругленные углы 90a, 92a с относительно малым радиусом, например, меньше одной десятой части осевой глубины (t_N , фиг.4) кольцевого паза 24a.

В этом случае, таким образом, имеет место форма поперечного сечения, для которой, в принципе, действителен расчет, поясненный в связи с фиг. 4A-4C.

Альтернатива этому показана на фиг. 5C. Здесь кольцевой паз 24b имеет U-образную форму с областью основания в плоскости, перпендикулярной центральной продольной оси 22 заклепочной гайки, и с закругленными углами 90b, 92b в области перехода основания 36b в боковые стенки кольцевого паза 24b, причем закругленные углы 90b, 92b имеют относительно большой радиус, например, в диапазоне между одной третьей и одной пятой частью глубины в осевом направлении (t_N , фиг.4) кольцевого паза 24b.

Благодаря тому, что закругленные углы 90b, 92b имеют большие радиусы по сравнению с фиг. 5B, область между радиально внутренней стенкой 32b и радиально внешней стенкой 30b, которые расположены параллельно центральной продольной оси 22 элемента, т.е. на самом крутом месте, имеет наклон относительно центральной продольной оси заклепочной гайки 0º, (является) значительно короче, чем в варианте выполнения согласно фиг. 5B.

Другая альтернативная форма поперечного сечения показана на фиг.5D. Здесь кольцевой паз 24c имеет U-образную форму с изогнутой областью 36c основания приблизительно круглой формы, которая проходит, однако меньше, чем на 180º, например, в диапазоне между 180º и 150º, которая выходит в кольцевую поверхность 18c прилегания либо непосредственно через малый радиус 94, например, в области между пятой частью и десятой частью максимальной глубины в осевом направлении кольцевого паза, и более или менее плавно переходит в цилиндрическую наружную поверхность 26c расклепываемого участка 14c заклепки, либо выходит в кольцевую поверхность прилегания через прямой участок (не показано) и относительно малый радиус и более или менее плавно переходит в цилиндрическую наружную поверхность. Так как угол меньше 180º, то радиально внешняя боковая стенка имеет угол относительно центральной продольной оси заклепочной гайки с положительным знаком.

В качестве альтернативы этому кольцевой паз 24d может иметь U-образную форму, как показывает фиг.5H, с изогнутой областью 36d основания приблизительно круглой формы, которая, однако, проходит на 180º или более, например, в диапазоне между 180º и 210º, которая выходит в кольцевую поверхность прилегания либо непосредственно через малый радиус 94d, например, в области между одной пятой частью и одной десятой частью максимальной глубины в осевом направлении кольцевого паза, и более или менее плавно переходит в цилиндрическую наружную поверхность расклепываемого участка, или - как показано - выходит в кольцевую поверхность прилегания через прямой участок 95 и относительно малый радиус и более или менее плавно переходит в наружную цилиндрическую поверхность 26d. Так как угол больше 180º, то радиально внешняя боковая стенка имеет угол относительно центральной продольной оси заклепочной гайки с отрицательным знаком.

В качестве другой альтернативы речь идет о форме согласно фиг.5E, где кольцевой паз имеет форму, близкую к V-образной форме поперечного сечения с относительно малым или относительно большим радиусом 96 в области основания, которая имеет величину, например, меньше половины максимальной глубины (t_N , фиг.4) кольцевого паза 24e, причем радиально внешняя сторона 97 паза 24e имеет более крутой угол, чем его радиально внутренняя сторона 98.

Существует также возможность форму паза в соответствии с фиг. 5E, так сказать, комбинировать с прямоугольным пазом, благодаря чему получается форма паза согласно фиг. 5F. В этом случае кольцевой паз имеет U-образную форму, причем радиально внешняя сторона 97f паза имеет более крутой угол, чем его радиально внутренняя сторона 96f.

В качестве других возможных модификаций (не показано) радиально внутренняя сторона паза могла бы иметь более крутой угол, чем радиально внешняя сторона, или обе стороны могли бы, по меньшей мере, по существу иметь одинаковый наклон. Также поверхность основания паза, как показано на фиг. 5G, вместо простого закругления может иметь поверхность 36g, которая проходит в плоскости, перпендикулярной центральной продольной оси 22 элемента.

Другие альтернативы состоят в том, как показано на фиг. 5I и 5J, чтобы кольцевому пазу 24i или 24j придать форму, подобную U-образной форме согласно фиг. 5F или 5G, причем, однако, радиально внутренняя сторона 98J и радиально внешняя сторона 97J U-образной формы непосредственно (исключая радиус, как 94i или 94j) переходит в кольцевую поверхность 18k прилегания или в цилиндрическую поверхность 26j расклепываемого участка 14j.

Далее, существует возможность, как показано на фиг.5K, 5L и 5M, кольцевому пазу 24k, 24l или 24m придать U-образную форму согласно фиг. 5B или 5C, причем, однако, по меньшей мере, одна из внутренних радиально сторон 32l или 32m и одна из внешних радиально сторон 30k или 30m U-образной формы образует поднутрение 99k, 99l или 99m. На фиг. 5K и 5M соответствующая радиально внешняя стенка 30k или 30m в самом крутом месте, т.е по всей прямой части радиально внешней стенки, имеет угол относительно центральной продольной оси заклепочной гайки с отрицательным знаком, в данном случае угол, равный приблизительно -15º.

Следующие далее фиг. 6A, 6B до 16A, 16B включительно показывают теперь для тонкого листа 60a и для толстого листа 60b, каким образом соединение заклепочная гайка/лист представляется для каждого варианта выполнения соответственно фиг. 5C-5M. Эти фигуры соответствуют масштабу 1:4, так что речь идет везде об элементе М8. Форма кольцевого паза согласно фиг. 5A и 5B почти идентична форме кольцевого паза на фиг.4A, почему соответствующее изображение для этого варианта выполнения не показано.

Из фиг. 6A, 6B до 16A, 16B видно, что как для тонких, так и для толстых листов постоянно удается осуществлять склепывание таким образом, что заклепочная отбортованная кромка 14b'-14v' расположена, по меньшей мере, по существу заподлицо с нижней стороной 82 листовой детали 60a, 60b в области, имеющей кольцевую форму поверхности прилегания, или под этой поверхностью листа слегка смещена назад, причем допускается расстояние d примерно 0,2 мм, так как в положении привинчивания такое расстояние между монтажным элементом (как показано) и привинченным элементом (не показано) не является помехой, ведь оно является полезным для непосредственного зажатия в области поверхности прилегания кольцевой формы.

Далее, из этих примеров видно, что желательное непосредственное зажатие может быть всегда достигнуто и что заклепочная отбортованная кромка всегда в состоянии зажатую в U-образном пазе соответствующего элемента листовую деталь жестко удерживать в состоянии прилегания к соответствующим, возможно предусмотренным там элементам для защиты от проворачивания (не показано).

В этих фигурах оказано соответствие фиг. 5C до 5M:

Фиг.6A, 6B	Фиг.5C
Фиг.7A, 7B	Фиг.5D
Фиг.8A, 8B	Фиг.5E
Фиг.9A, 9B	Фиг.5F
Фиг.10A, 10B	Фиг.5G
Фиг.11A, 11B	Фиг.5H
Фиг.12A, 12B	Фиг.5I
Фиг.13A, 13B	Фиг.5J
Фиг.14A, 14B	Фиг.5K
Фиг.15A, 15B	Фиг.5L
Фиг.16A, 16B	Фиг.5M

Используемые средства защиты от проворачивания могут быть реализованы различным способом. Примеры средств защиты от проворачивания можно позаимствовать из других фиг. 17A, 17B, 17C, 17D до 41A, 41B, 41C и 41D. При этом для каждого номера фигуры изображение A показывает вид сверху заклепочной гайки, если смотреть в направлении расклепываемого участка 14 и кольцевого паза 24, изображение B с правой стороны центральной продольной оси 22 показывает заклепочную гайку 10 на виде сбоку, а с левой стороны центральной продольной оси 22 - осевой разрез заклепочной гайки, изображение C показывает изображение в перспективе заклепочной гайки на виде с правой стороны на цилиндрический расклепываемый участок, а изображение D - увеличенный вид области кольцевого паза соответственно представленной с прямоугольной рамой области изображения B.

Фиг. 17A до 17D показывают элемент с ребрами 42 для защиты от проворачивания, которые проходят радиально по области 36 основания кольцевого паза 24 и имеют высоту по оси, которая составляет часть максимальной глубины в осевом направлении кольцевого паза 24.

Фиг.18A до 18D показывают элемент, аналогичный фиг. 17A до 17D, с ребрами 42 для защиты от проворачивания, которые на своей, противоположной поверхности 36 основания кольцевого паза U-образной формы стороне проходят радиально и лежат в радиальной плоскости, расположенной перпендикулярно центральной продольной оси 22 заклепочной гайки. В дополнение к этому предусмотрены расположенные со смещением под углом относительно ребер 42 вокруг продольной оси 22 ребра 42a для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка 14, а именно почти вплоть до высоты в осевом направлении кольцевой поверхности 18 прилегания. Ребра 42 для защиты от проворачивания можно, однако, также опустить, как показано на фиг. 20A до 20D, так чтобы были в наличии лишь ребра 42a.

В варианте выполнения согласно фиг. 37A до 37D предусмотрены ребра 42b для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка 14 и выше высоты в осевом направлении кольцевой поверхности 18 прилегания. В этом случае в области поверхности 36 основания предусмотрены также расположенные с угловым смещением ребра 42 для защиты от проворачивания.

Фиг. 41A-41D показывают расположение ребер 42,42a, аналогичных ребрам по фиг. 37A-37D, но с той разницей, что ребра 42a для защиты от проворачивания с ребрами 42 для защиты от проворачивания в этом случае направлены с угловым разделением вокруг продольной оси 22 и выполнены за одно целое с ними. Они проходят также по всей длине расклепываемого участка 14 вплоть до закругления на свободном торцевом конце расклепываемого участка 14. Ребра 42, 42b для защиты от проворачивания на виде сбоку имеют прямоугольную форму.

Также вариант выполнения согласно фиг.36A-36D имеет ребра 42b для защиты от проворачивания, которые, возвышаясь, проходят вдоль цилиндрического расклепываемого участка 14 и выше высоты в осевом направлении поверхности прилегания кольцевой формы и непосредственно перед закруглением 56 выходят у свободного конца расклепываемого участка 14. Здесь, однако, не предусмотрено никаких ребер для защиты от проворачивания в области поверхности 36 основания.

Далее, существует возможность, как показано на фиг. 21A-21D, создания ребер 42c для защиты от проворачивания, которые проходят, возвышаясь, вдоль радиально внешней стороны кольцевого паза 24, а именно без ребер для защиты от проворачивания в области поверхности 36 основания. Было бы также возможным, как показано на фиг. 19A-19D, такие ребра 42c для защиты от проворачивания согласно фиг. 21A-21D дополнить ребрами 42 для защиты от проворачивания, которые предусмотрены на поверхности 36 основания и расположены вокруг продольной оси 22 со смещением на некоторый угол относительно ребер 42c.

Кроме того, как показано на фиг.22A-2C, ребра 42c для защиты от проворачивания могли бы быть ориентированы под углом с ребрами 42 для защиты от проворачивания и переходить друг в друга, например, таким образом, что отдельные ребра 42, 42c для защиты от проворачивания в целом на виде сбоку имеют форму прямого угла.

Другая прямоугольная форма ребер для защиты от проворачивания показана на фиг. 23A-23D. В этом случае ребра 42 для защиты от проворачивания в области поверхности 36 основания кольцевого паза комбинируются с ориентированными к ним под углом ребрами 42a для защиты от проворачивания, которые находятся на расклепываемом участке 14, чтобы ребра для защиты от проворачивания образовать в прямоугольной форме.

Фиг.25A-25В показывают ребра 42d, которые проходят радиально в области 36 основания кольцевого паза 24 и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, по существу треугольную форму. В области расклепываемого участка 14 они выше, чем в области радиально внешней стороны 30 кольцевого паза 24.

Также возможно обратное расположение, а именно, как показано на фиг. 26A-26B, с ребрами 42e, которые проходят радиально в области 36 основания кольцевого паза 24 и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, по существу, треугольную форму, и в области радиально внешней стороны 30 кольцевого паза они выше, чем в области расклепываемого участка 14.

Другая модификация ребер 42d для защиты от проворачивания согласно фиг. 25A-25D также возможна, а именно, как показывает фиг. 27A-27B, с ребрами 42f для защиты от проворачивания, которые проходят радиально в области основания кольцевого паза и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, по существу форму четырехгранника, противоположная поверхности 36 основания сторона которого проходит наклонно, и радиально внутренняя, расположенная у расклепываемого участка 14 сторона которого имеет большую высоту, чем его сторона, расположенная в области радиально внешней стороны 30 кольцевого паза 24.

Также эта компоновка может быть преобразована, как показано на фиг. 28A-28D. В этом случае предусмотрены ребра 42g, которые проходят радиально в области 36 основания кольцевого паза 24 и на виде сбоку имеют, по меньшей мере, в сущности, четырехгранную форму, противоположная поверхности 36 основания сторона которой проходит наклонно и расположенная в области радиально внешней стороны 30 кольцевого паза сторона которой имеет большую высоту, чем ее радиально внутренняя, расположенная на стороне расклепываемого участка сторона.

Защиту от проворачивания можно осуществить, однако, также и так, как показано на фиг. 29A-29D, а именно в форме возвышения 42h для защиты от проворачивания в области основания кольцевого паза 2, которое на виде сверху имеет приблизительно форму звезды с внутренним отверстием 100, которое примыкает к цилиндрическому расклепываемому участку 14, причем вершины 102 формы, выполненной в виде звезды, расположены на радиально внешней стороне 30 кольцевого паза 24. Образуются углубления или карманы 104 в области 36a поверхности основания между вершинами 102. Листовой материал, который вдавливается в карманы 104, упирается в боковые стенки карманов и препятствует, таким образом, вращению заклепочной гайки относительно листовой детали.

Углубление 106 для защиты от проворачивания, как показано на фиг. 30A-30D, могло бы быть предусмотрено в области 36 основания кольцевого паза 24, которое на виде сверху имеет приблизительно форму звезды с внутренним отверстием 100a, которое примыкает к цилиндрическому расклепываемому участку, причем вершины 102a формы, выполненной в виде звезды, расположены на радиально внешней стороне 30 кольцевого паза 24. В этом случае возвышения 108 имеются между вершинами 102a, боковые стенки которых, как и в варианте выполнения согласно фиг. 29A-29D, препятствуют вращению заклепочной гайки относительно листовой детали.

Далее, соответственно фиг. 31A-31D защита от проворачивания может быть предусмотрена в форме имеющей отбортовку наружной стороны 42h расклепываемого участка 14.

В качестве альтернативы или дополнения к этому согласно фиг. 32A-32D поверхность 36 основания кольцевого паза 24 может снабжаться образованием 42i, соответствующим торцевой зубчатой нарезке.

Речь могла бы идти также о волнистом контуре 110 радиально внешней стороны кольцевого паза 24, как показано на фиг. 33A-33D, плавно закругленные пики 112 и впадины 114 которого образуют защиту от проворачивания. Эту форму можно в случае необходимости дополнить другими средствами защиты от проворачивания, как, например, ребрами 42a для защиты от проворачивания. Такие ребра 42a для защиты от проворачивания можно опустить, вследствие чего получается вариант выполнения согласно фиг. 34A-34D.

В варианте выполнения согласно фиг. 35A-35D защита от проворачивания обеспечена проходящими радиально углублениями 116 в кольцевой поверхности 18 прилегания, которые предпочтительно проходят не по полной ее ширине и свое самое глубокое положение имеют по соседству с кольцевым пазом 24, и на радиально внешней боковой стенке кольцевого паза 24 образуют выступы 118 с поднутрениями 120.

В качестве альтернативы этому могут быть предусмотрены соответственно фиг. 38A-38D проходящие радиально углубления 116a в кольцевой поверхности 18 прилегания, которые имеют поперечное сечение в форме части цилиндра и расположены наклонно, так что они свое самое глубокое положение имеют по соседству с кольцевым пазом 24 и прерывают поднутренную кольцевую форму 122 радиально внешней боковой стенки 30 кольцевого паза 24. Эти средства защиты от проворачивания могут быть дополнены ребрами 42 для защиты от проворачивания согласно фиг. 38A-38D, или осевыми ребрами 42b согласно фиг. 39A-39B, или согласно фиг. 40A-40D ребрами 42 и 42b для защиты от проворачивания.

Также можно было бы иметь в виду согласно фиг. 24A-24D проходящие в форме дуги, сменяя друг друга, возвышения 124 и углубления 126 на поверхности 36 основания кольцевого паза 24 или в ней. Однако можно предусмотреть также только дугообразные возвышения 124 или дугообразные углубления 126.

В случае дискретных средств защиты от проворачивания, как, например, 42a, 42b, 42, 124, 126, 42c, 116a, на радиально внутренней стороне 32 кольцевого паза 24, т.е. на цилиндрической наружной поверхности расклепываемого участка 14, на поверхности 36 основания кольцевого паза 24, или на радиально внешней стороне 30 кольцевого паза, или на радиально внешней поверхности 18 прилегания они могут располагаться друг с другом коаксиально или быть смещенными относительно друг друга под углом относительно центральной продольной оси или в случае двух или более из указанных возможностей быть частично коаксиальными друг с другом радиально и смещены относительно друг друга под углом относительно центральной продольной оси. Примеры этого можно видеть на фиг. 18A-18D, 19A-19D, 37A-37D, 38A-38D, 39A-39D и 40A-40D.

Само собой разумеется, можно рассмотреть также другие средства защиты от проворачивания или комбинации приведенных средств защиты от проворачивания друг с другом или с другими средствами защиты от проворачивания.

Фиг.42A-42E показывают, что настоящее изобретение можно также применять с заклепочной гайкой в форме так называемого юбочного элемента 10 , в случае которого расклепываемый участок 14 выполнен в виде юбки вокруг расположенного в центре штампованного участка 130. Принцип таких юбочных гаек описан, например, в заявке PCT/EP2003/007436, которая опубликована как WO 2004|034520. Там, разумеется, в комбинации с элементом с конусообразной поверхностью прилегания, а не в комбинации с элементом с кольцевым пазом, как предложено здесь. Принцип отбортовки кромки выполненного в форме юбки расклепываемого участка 14 такой же, только с той разницей, что в данном варианте выполнения отбортованной кромки 14 , которая изготовлена из имеющего форму юбки расклепываемого участка 14 , в данном случае располагается в кольцевом углублении 80 листовой детали 60a или 60b (фиг.42D или 42E), так что достигается совершенно плоская нижняя сторона в области заклепочной отбортованной кромки, т.е. свободная поверхность заклепочной отбортованной кромки расположена заподлицо с нижней стороной 82 листовой детали или, возможно, до 0,2 мм смещена назад относительно этой свободной поверхности. Хотя штампованный участок 130 проходит через листовую деталь, это может иметь преимущества, например, если элемент должен иметь функцию центрирования. Важно, что при выполнении соответствующего отверстия в другой детали, которая установлена на монтажном элементе согласно фиг. 42D или 42E, осуществляется непосредственное зажимание между другой деталью и кольцевой поверхностью 18 прилегания заклепочной гайки, и что благодаря соответствию объема кольцевого углубления 80 в листовой детали и расположенного вокруг объема кольцевой заклепки возникает напряжение сжатия в листовой детали, как во всех других вариантах выполнения, что приводит к значительному захвату закручиванием между листовой деталью и элементом.

Специальная форма гофра в листовой детали, которая, по меньшей мере, по существу заполняет кольцевой паз 24 , может осуществляться при самопробивающей установке элемента, исходя из того, что матрица рассчитана таким образом, что достигается положение сборки согласно фиг. 42D или 42E. Однако не требуется непременно элемент согласно фиг. 42A-42C вводить в листовую деталь с помощью самопробивания, а лист мог бы быть, как в прежних вариантах выполнения, предварительно снабжен гофром или отверстием.

В этом примере выполнения, в остальном, не обязательно требуется, чтобы имелся в наличии цилиндр 16 с резьбой. Вместо него можно было бы элемент снабдить сквозным отверстием, которое затем могло бы служить для приема резьбы формирующего или режущего винта или в качестве втулки для вращаемого вала. В таком варианте плоская нижняя сторона в области отбортованной кромки заклепки имела бы особые преимущества, например, если вал или ось была бы частью системы подъема стекла легкового автомобиля.

По поводу подробностей в отношении того, каким образом элемент технологически соединяется с листовой деталью, ссылаемся на упомянутую выше заявку PCT/EP 2003/007436. Другая заклепочная гайка этого типа описана в заявке PCT/EP02/03187 с номером публикации WO02/077468. Содержание этих обеих заявок становится тем самым с помощью ссылки частью раскрытия настоящей заявки. В этом месте следует подчеркнуть, что признаки фиг. 42A-42E, которые снабжены обозначениями, соответствующими таковым в приведенных выше фигурах, следует понимать точно так же, даже в том случае, если для различия вариантов выполнения обозначения снабжены одним штрихом или несколькими штрихами. Т.е. приведенное выше описание действительно также для этих признаков, даже, если они снабжены одним или несколькими штрихами. Другими словами, описание всех признаков с одинаковыми основными обозначениями действительно также для варианта выполнения согласно фиг. 42A-42E.

То же действительно для дальнейших фиг. 43A-43G, причем применяемые там обозначения были увеличены на 200, чтобы показать четкое различие. Т.е., если число 200 вычитают от соответствующего обозначения, то приведенное до этого описание соответствующих признаков действительно также здесь, если только не сказано что-то другое.

На фиг. 43A-43G показан болт 210 , который очень схож с элементом 10 , однако хвостовая часть 332 имеет цилиндр 216 с резьбой вместо внутреннего цилиндра 16 с резьбой.

Элемент такого типа описан в европейском патенте ЕР 539 743. В европейском патенте ЕР 539 743 кольцевое углубление кольцевого паза имеется в нижней стороне головки болта или корпуса 212, а именно на стороне, из которой выступает хвостовая часть. Кольцевой паз в европейском патенте 539 743, однако, не рассчитан таким образом, чтобы он мог бы решать поставленную здесь задачу. С другой стороны, не имеется никаких оснований, почему кольцевой паз в этом европейском патенте не должен был проектироваться так, как предлагается здесь.

Заклепочный болт 210 снабжен корпусом 212 , имеющей цилиндр 216 с резьбой хвостовой частью 332 и выполненным в форме цилиндра расклепываемым участком 214 . Корпус 212 имеет кольцевую поверхность 218 прилегания, которая расположена коаксиально относительно цилиндра с резьбой в плоскости 220 , перпендикулярно продольной оси 222 цилиндра с резьбой, и расположенный радиально внутри поверхности 218" прилегания и радиально вне цилиндрического расклепываемого участка 214", ориентированный по оси кольцевой паз 224". Кольцевой паз 224" на радиально внутренней стороне 232" переходит в наружную поверхность цилиндрического расклепываемого участка 214", причем в области кольцевого паза 224" предусмотрены ребра 242" для защиты от проворачивания. Заклепочный болт отличается тем, что кольцевой паз 224", если рассматривать в осевой плоскости сечения, имеет поперечное сечение U-образной формы с радиально внешней боковой стенкой 230", которая выполнена относительно крутой и в самом крутом месте имеет наклон относительно центральной продольной оси заклепочного болта в диапазоне от около 45° до приблизительно -20°, предпочтительно от около 30° до около 0°, причем самое крутое место 233" может быть образовано точкой или областью изгиба, которая получается с помощью двух переходящих друг в друга скруглений на входе в кольцевой паз 224" и у перехода от радиально внешней стороны 30 кольцевого паза в его поверхность 236" основания. Далее, заклепочный болт отличается тем, что ребра 242" для защиты от проворачивания проходят радиально по поверхности 236" основания кольцевого паза 224" и имеют высоту в осевом направлении, которая составляет часть максимальной глубины в осевом направлении кольцевого паза 224" и/или проходят, возвышаясь, вдоль цилиндрического расклепываемого участка 214". Далее, объем кольцевого паза выбран таким, что внутри области толщин листа, которая подогнана к соответствующему размеру резьбы, объем соответственно отбортованной области (214") расклепываемого участка имеет место внутри кольцевого углубления 280 , образованного формированием листовой детали 260a или 260b в кольцевом пазе 224 элемента, без выступания над противоположной кольцевой поверхности прилегания стороной 282 заформованного листа.

Как можно видеть из сравнения фиг. 43D и 43E, также в случае болта расклепываемый участок 214 с отбортованной кромкой удается полностью разместить внутри образованного в гофре листовой детали кольцевого углубления 218 , так что нижняя сторона заклепочной отбортованной кромки 214 на фиг. 43D и 43E лежит в одной плоскости с нижней стороной 282 листовой детали и, таким образом, создает плоскую поверхность привинчивания.

Разумеется, также можно преобразовать болт согласно фиг. 43A-43E, а именно таким образом, как показано на фиг. 43F или G. В этом случае хвостовая часть 332a выступает от торцевой стороны корпуса 212 a, которая противоположна листовой детали 260a или 260b, а не стороне расклепываемого участка корпуса 212, как в варианте выполнения согласно фиг. 43A-43E. Т.е. хвостовая часть 332a расположена на противоположной цилиндрическому расклепываемому участку 214 стороне корпуса 212 . Этот вариант выполнения имеет то преимущество, что сторона отбортованной заклепочной кромки элемента расположена заподлицо с нижней стороной 282 листовой детали 260a или 260b и это может быть преимуществом для многих случаев применения. Возможные небольшие неровности, которые остаются в области отбортованной заклепочной кромки, можно без проблем заполнить наполнителем перед лакированием листовой детали, если в этом случае речь идет о видимой стороне. Привинчиваемая деталь в этом случае помещается на противоположную листовой детали торцевую сторону корпуса 212 a и посредством гайки (не показана) навинчивается на цилиндр 216 a с резьбой, закрепленный на поверхности 400 прилегания.

Наконец, следует указать на то, что во всех вариантах выполнения в качестве примера материала профиля и изготовленных из него функциональных элементов можно назвать все материалы, которые в рамках холодной деформации достигают значений прочности 8 класса согласно стандарту ISO, например, сплав 35B2 согласно DIN 1654. Образованные таким образом крепежные элементы пригодны среди прочего для всех торговых марок сталей для способных к вытягиванию листовых деталей, как также и для алюминия или его сплавов. Для профилей или функциональных элементов могут также использоваться алюминиевые сплавы, в частности сплавы с высокой прочностью, например, AlMg5. Также могут использоваться профили или функциональные элементы из высокопрочных магниевых сплавов, как, например, AM50.

Другими словами, в основе настоящего изобретения лежит концепция, состоящая в том, что форма и объем осевого кольцевого паза в крепежном элементе и длина и толщина радиально цилиндрического расклепываемого участка согласованы друг с другом таким образом, что не важно, какую толщину имеет листовая деталь внутри широкого диапазона (как, например, приведено в п.2 формулы изобретения для различных размеров резьбы), при, по меньшей мере, по существу полном прилегании листовой детали к кольцевой поверхности прилегания элемента, к радиально внешней боковой стенке осевого кольцевого паза элемента и к поверхности основания осевого кольцевого паза элемента, объем кольцевого углубления в листовой детали на стороне листовой детали, противоположной кольцевой поверхности прилегания, в которую заформовывается заклепочная отбортованная кромка и которая с увеличивающейся толщиной листа уменьшается, в значительной степени соответствует или несколько больше этого объема, который также уменьшается с уменьшающейся толщиной листовой детали, так как ширина кольцевого углубления радиально и имеющаяся в распоряжении длина отгибаемой области расклепываемого участка уменьшается с увеличивающейся толщиной листа.

Это означает, что отбортовываемый объем расклепываемого участка всегда может входить в объем осевого кольцевого углубления в листовой детали, т.е. осевого кольцевого углубления на стороне листовой детали, противоположной кольцевой поверхности прилегания, нижняя сторона на фигурах, чтобы соответствующая нижняя сторона заклепочной отбортованной кромки была коаксиальна с нижней стороной листовой детали в области кольцевой поверхности прилегания крепежного элемента, т.е. лежала в одной плоскости, или была смещена назад относительно нижней стороны листовой детали, а именно максимально на приблизительно 0,2 мм.

Толщина листовой детали в области крепежного элемента, т.е. предпочтительно в области кольцевой поверхности прилегания элемента, радиально внешней стороны осевого кольцевого паза элемента и поверхности основания этого осевого кольцевого паза, предпочтительно, по меньшей мере, по существу соответствует толщине листовой детали непосредственно радиально вне крепежного элемента, т.е., в общем, толщине исходной листовой детали. Здесь, по меньшей мере, по существу отклонение толщины листовой детали радиально вне крепежного элемента означает максимально на +/-15% толщины, предпочтительно на +/-10% и особенно предпочтительно меньше, чем на +/-5% толщины. При этом граница отверстия в гофре листовой детали, т.е. его краевая область, проходит предпочтительно непосредственно до цилиндрического расклепываемого участка, не становясь здесь значительно более тонким или более толстым, причем допустима некоторая подгонка к форме перехода области основания осевого кольцевого паза к его радиально внутренней боковой стенке.

Разумеется, не обязательно требуется, чтобы толщина листовой детали в области радиально внешней боковой стенки осевого кольцевого паза и/или в области основания этого кольцевого паза оставалась постоянной, более того можно было бы совершенно представить, что одна или другая область при образовании гофра в листовой детали становится толще или тоньше. Это могло бы представлять другую возможность: подогнать объем кольцевого углубления в нижней стороне листовой детали к объему отбортовываемой области расклепываемого участка, чтобы для широкой области толщин листа выполнялось требование, состоящее в том, чтобы нижняя сторона заклепочной отбортованной кромки лежала в той же плоскости, что и нижняя сторона листовой детали в области кольцевой поверхности прилегания или была слегка смещена назад относительно нее.

Соответствующий угол радиально внешней боковой стенки осевого кольцевого паза по отношению к центральной продольной оси крепежного элемента выбирается предпочтительно внутри указанной области, чтобы возможно имеющееся, открытое вниз кольцевое углубление в листовой детали радиально вне заклепочной отбортованной кромки было как можно меньшим, благодаря чему также радиальный размер крепежного элемента и поэтому его вес и стоимость изготовления элемента можно выдержать минимальными. Изогнутая поверхность на радиально внутренней стороне заклепочной отбортованной кромки в области ее нижней стороны является, в общем, допустимой, поскольку заклепочная отбортованная кромка в этом месте не ослабляется недопустимым образом.

Перечень обозначений

10 заклепочная гайка

12 корпус

14 расклепываемый участок

14' расклепываемый участок с отбортованной кромкой

16 цилиндр с резьбой

18 кольцевая поверхность прилегания

20 плоскость

22 продольная ось резьбы

24 осевой кольцевой паз

26 наружная поверхность расклепываемого участка

30 внешняя боковая стенка

32 внутренняя боковая стенка

33 самое крутое место

34 скругление

35 скругление

36 поверхность основания

38 линия

40 радиус

42 ребра для защиты от проворачивания

46 противоположная расклепываемому участку торцевая сторона заклепочной гайки

48 плоскость

D1 внутренний диаметр расклепываемого участка

D2 наружный диаметр цилиндра с резьбой

52 закругленная поверхность

54 закругленная поверхность

56 закругление на конце

58 конусообразная или закругленная поверхность

60 листовая деталь

62 гофр

62' возвышение листовой детали

64 отверстие

66 край отверстия

66' край отверстия

70 матрица

72 выступ на матрице

74 плечо матрицы

76 поверхность в форме круга

78 свободная торцевая поверхность матрицы

80 кольцевое углубление

81 верхняя сторона листовой детали

82 нижняя сторона листовой детали

83 кольцевое углубление отбортованной кромки

84 цилиндрический участок корпуса

86 кольцевое плечо/положение прижатия

88 цилиндрический участок

90 закругленный угол

92 закругленный угол

94 радиус

95 прямая часть

96 радиус

97 радиально внешняя сторона кольцевого паза

98 радиально внутренняя сторона кольцевого паза

99 поднутрение

100 внутреннее отверстие устройства для защиты от проворачивания в форме звезды

102 вершины устройства для защиты от проворачивания в форме звезды

104 углубления или карманы

106 углубления в форме звезды

108 возвышения

110 волнистый контур кольцевого паза

112 подъемы

114 впадины

116 углубления

118 выступ

120 поднутрение

122 форма кольца с поднутрением

124 дугообразные углубления

126 дугообразные углубления

130 отштампованный участок

210 заклепочный болт

332 хвостовая часть

400 поверхность прилегания