СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕПЕЖНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ С ОГРАНИЧЕННЫМ КРУТЯЩИМ МОМЕНТОМ
METHOD OF MAKING FASTENING DEVICES WITH LIMITED TORQUE

Изобретение относится к способу изготовления крепежных приспособлений с ограниченным крутящим моментом, например разрывных гаек или разрывных винтов, которые имеют соответственно первый элемент головки со средствами для приложения силы для закрепляющего инструмента и второй элемент головки, который соединен с первым элементом головки сварным соединением, которое разрывается при заданном предельном крутящем моменте. В способе изготовления изготавливается большое количество первых элементов головки и вторых элементов головки с одинаковой геометрией, соответственно первый элемент головки и второй элемент головки свариваются в процессе сварки при изготовлении сварного соединения.
Известны разрывные гайки или разрывные винты с двумя элементами головки, которые соединены друг с другом с помощью сварного соединения. При установке этих гаек, соответственно винтов с помощью закрепляющего инструмента к первому элементу головки прикладывается крутящий момент, причем крутящий момент в начале процесса закрепления через сварное соединение передается на второй элемент головки. Если в конце процесса закрепления достигается заданный предельный крутящий момент, то первый элемент головки по сварному соединению срезается со второго элемента головки. Вследствие этого срезания ограничивается крутящий момент, максимально действующий на второй элемент головки.
Такая разрывная гайка известна, например, из патентной заявки США US 2002/076295 А1. В этом документе предусмотрено, что оба элемента головки соединены друг с другом с помощью лазерной сварки.
Задачей изобретения является предложение способа изготовления крепежных приспособлений с ограниченным крутящим моментом, который предоставляет возможность, в частности, экономически выгодного изготовления крепежных приспособлений с большим количеством различных предельных крутящих моментов.
Задача решается с помощью признаков независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты усовершенствования изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предложенный в соответствии с изобретением способ отличается тем, что осуществляются по меньшей мере два процесса сварки при применении по меньшей мере одного различного параметра сварки, так что при одинаковой геометрии конструктивных элементов получаются различные предельные крутящие моменты.
Основная идея изобретения может усматриваться в том, что регулирование предельного крутящего момента осуществляется не с помощью вариации геометрии конструктивных элементов, в частности, не с помощью вариации формы и размеров элементов головки или числа сварных точек. Напротив, согласно изобретению различные предельные крутящие моменты получаются вследствие того, что варьируется по меньшей мере один параметр сварки. Так как параметры сварки определяют поведение при разрушении места сварки, направленное изменение по меньшей мере одного параметра сварки позволяет направленную регулировку максимального крутящего момента, при котором оба элемента головки сдвигаются друг относительно друга. Таким образом, изобретение позволяет приспосабливать предельные крутящие моменты конструктивных элементов к соответствующим потребностям, без необходимости изменять геометрию полупродуктов, т.е. элементов головки. Поэтому требующее затрат приспособление инструментов для изготовления различной геометрии может отпасть. Одновременно могут уменьшаться расходы, связанные с хранением на складе, так как в запасе должен иметься только один тип элементов головки.
Поскольку в качестве способа сварки применяется контактная сварка, особенно предпочтительным является осуществление по меньшей мере двух процессов сварки при применении различного сварочного напряжения, так что при одинаковой геометрии конструктивных элементов получаются различные предельные крутящие моменты. Сварочное напряжение может, в частности, варьироваться простым способом. Согласно этой форме осуществления по меньшей мере одним различным параметром сварки является сварочное напряжение. Но различными могут быть также другие параметры сварки.
Поскольку в качестве способа сварки применяется контактная сварка, в качестве альтернативы или дополнительно целесообразно, что осуществляются по меньшей мере два процесса сварки при применении различной силы сварочного тока, так что при одинаковой геометрии конструктивных элементов получаются различные предельные крутящие моменты. Вариация силы сварочного тока способствуют особенно хорошему контролю процесса. Согласно этой форме осуществления по меньшей мере одним различным параметром сварки является сила сварочного тока. Но различными могут быть также другие параметры сварки.
Далее может быть целесообразным, что осуществляются по меньшей мере два процесса сварки при применении различной температуры процесса, так что при одинаковой геометрии конструктивных элементов получаются различные предельные крутящие моменты. Согласно этой форме осуществления по меньшей мере один различный параметр сварки представлен температурой процесса. Но различными могут быть также другие параметры сварки. Температура процесса может также привлекаться в качестве определяющего параметра в том случае, когда применяется неэлектрический способ сварки.
Другая предпочтительная форма осуществления заключается в том, что осуществляются по меньшей мере два процесса сварки при применении различного предварительного натяжения между элементами головки, так что при одинаковой геометрии конструктивных элементов получаются различные предельные крутящие моменты. Согласно этой форме осуществления по меньшей мере один различный параметр сварки представлен предварительным натяжением, которое при приваривании преобладает между соответственно подлежащими соединению элементами головки. Но различными могут быть также другие параметры сварки. Вариация предварительного натяжения между подлежащими свариванию элементами головки предоставляет возможность получения конструктивных элементов с особо широким диапазоном предельных крутящих моментов.
Например, может быть предусмотрено, что крепежные приспособления с ограниченным крутящим моментом представлены разрывными гайками. В частности, в этом случае может быть целесообразным, что первый элемент головки имеет наружный многогранник и/или что второй элемент головки имеет внутреннюю резьбу. Но крепежные приспособления могут быть также представлены, к примеру, разрывными винтами. В этом случае может быть целесообразным, что первый элемент головки имеет наружный многогранник и/или что второй элемент головки имеет элемент стержня с наружной резьбой. Наружный многогранник, в частности, может быть шестигранником.
Если предложенные в соответствии с изобретением крепежные элементы применяются в анкерах, в частности в закладных деталях, то возможна проверка корректной посадки анкера без применения ключа для измерения крутящего момента, так как корректный момент затяжки может быть обнаружен по срезанию сварного соединения. Остатки от приваривания, которые остаются после срезания на втором элементе головки, допускают при этом дополнительную идентификацию крепежных приспособлений с ограниченным крутящим моментом. Эти остатки дают возможность контроля, был ли приложен необходимый крутящий момент, а именно также спустя время после того как крепежный элемент или анкер был установлен, что полезно в рамках инспекции.
Соответственно изобретение включает также применение крепежного приспособления с ограниченным крутящим моментом, который имеет первый элемент головки со средствами для приложения силы для закрепляющего инструмента и второй элемент головки, который соединен с первым элементом головки с помощью сварного соединения, которое разрывается при заданном предельном крутящем моменте, в частности, изготовленного предложенным в соответствии с изобретением способом, для установки анкера, в частности закладной детали.
Изобретение ниже более подробно поясняется с помощью предпочтительных примеров осуществления. Где схематически показано:
фиг.1: пример осуществления крепежного приспособления при предложенном в соответствии с изобретением процессом сварки;
фиг.2: предложенное в соответствии с изобретением крепежное приспособление; и
фиг.3: крепежное приспособление на фиг.2 после достижения предельного крутящего момента.
На фигуре 1 схематически представлено изготовление предложенного в соответствии с изобретением крепежного приспособления с ограниченным крутящим моментом, выполненного в виде разрывной гайки. Изображенная разрывная гайка имеет первый элемент 11 головки, на наружной стороне которого расположен выполненный в виде шестигранника наружный многогранник 31 под установку вращающего инструмента. Далее разрывная гайка имеет второй элемент 12 головки со сквозным отверстием 32, в котором выполнена внутренняя резьба. Первый элемент 11 головки имеет точно также сквозное отверстие 34, внутренний диаметр которого однако больше, чем диаметр внутренней резьбы 33 второго элемента 12 головки, чтобы корреспондирующий с внутренней резьбой 33 второго элемента 12 головки резьбовой стержень мог свободно проходить через сквозное отверстие 34 в первом элементе 11 головки. Первый элемент 11 головки имеет с торцевой стороны опорные элементы 38, которые выступают с торцевой стороны первого элемента 11 головки и которые служат для изготовления сварного соединения со вторым элементом 12 головки. В примере осуществления на фигуре 1 предусмотрены три опорных элемента 38, которые соответственно имеют форму треугольной призмы.
Как изображено на фигуре 1, оба элемента 11 и 12 головки при изготовлении крепежного приспособления с находящимися на одной прямой сквозными отверстиями 32 соответственно 34 располагаются таким образом, чтобы опорные элементы 38 первого элемента 11 головки стояли на втором элементе 12 головки. Оба элемента 11 и 12 головки соединяются для контактной сварки с противоположными полюсами источника напряжения 40 и к ним подводится электрический ток. При этом между обоими элементами 11 и 12 головки на опорных элементах 38 образуется сварное соединение.
Согласно изобретению постоянно применяются элементы 11 и 12 той же самой геометрии. Чтобы, однако, получить крепежные приспособления с различными предельными крутящими моментами на сварном соединении, при сваривании выбираются различные параметры процесса. Так, например, может варьироваться подаваемое от источника напряжения 40 напряжение и/или проходящий через элементы 11 и 12 при сваривании электрический ток. В качестве альтернативы или дополнительно может также варьироваться преобладающая в месте сварки температура процесса Т. Дальше в качестве альтернативы или дополнительно может также варьироваться предварительное натяжение, т.е. сила прижима F, с которой при процессе сварки элементы 11 и 12 прижимаются друг к другу.
На фигурах 2 и 3 показано применение изготовленного согласно изобретению крепежного приспособления со сваренными элементами 11 и 12 головки в анкере 50. Как показывает фигура 2, элементы 11 и 12 головки соединены перед установкой. Если, как показано на фигуре 3, достигается предельный крутящий момент, то первый элемент 11 головки, к которому прикладывается крутящий момент, срезается со второго элемента 12 головки, так что второй элемент 12 головки дальше не завинчивается.