ПРИВАРНОЙ ЭЛЕМЕНТ С ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЧАСТЬЮ НА ГОЛОВКЕ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к приварному элементу, имеющему привариваемый конец и расположенную на некотором расстоянии от него функциональную часть.
Уровень техники
Приварные элементы могут быть приварены встык на сопряженные детали, например, на стальные листы, например, с помощью так называемой электродуговой сварки, таким образом, чтобы их функциональная часть выступала за сопряженные детали и, тем самым, могла удерживать различные конструктивные элементы или компоненты. Например, в автомобилестроении приварные элементы могут быть размещены привариваемым концом заподлицо со стальным листом кузова или подобным ему элементом и свариваться с ним, имея при этом функциональную часть с возможностью удержания различными способами разнообразных конструктивных элементов или компонентов. Функциональная часть каждого приварного элемента может при этом варьироваться, то есть конструироваться соответственно удерживаемому компоненту. Например, на функциональной части могут удерживаться кабельные жгуты, отдельные кабели, проводка, рукава или подобные элементы, при этом она также может использоваться для удержания обшивки. В этом отношении функциональная часть может иметь множество вариантов выполнения.
В качестве электродуговой сварки может применяться так называемая сварка вытянутой дугой, как это, например, описано в документе DE 19925628 А1.
Также известна технология сварки WELDFAST, в которой приварные элементы, то есть так называемые фиксаторы WELDFAST, сваривают с листом стали с помощью электродуговой сварки. Фиксаторы WELDFAST также имеют привариваемый конеци функциональную часть. Однако недостатком фиксаторов WELDFAST является то, что они имеют продолговатые приварные концы, вследствие чего фактически образуется длинный сварной шов.
В качестве ближайшего аналога может быть выбрана конструкция приварного элемента, известная из публикации WO 2008/119365 от 9.10.2008. В данном документе раскрыт держатель для приварного элемента в сварочном аппарате, где приварной элемент имеет функциональную часть и плоскую ножку с привариваемым концом.
Чтобы приварить описанные элементы к стальному листу, требуется специальный сварочный аппарат, который может создавать надежные продолговатые сварные швы.
Возможно приваривать приварной элемент с дефектами сварки, не обеспечивая при этом выполнения обязательных требований к прочности, но при этом приварные элементы уже при проведении необходимых испытаний не выдержат тестовых условий. Также очевидно, что требуемые параметры режима сварки из-за продолговатой сварной кромки существенно меняются, что снижает экономичность изготовления, поскольку эти параметры необходимо постоянно заново устанавливать и проверять. Использование защитного газа, предназначенного для защиты области, окружающей место сварки от окисления, также увеличивает расходы. Для этого в сварочном аппарате, работающем по технологии WELDFAST, предусмотрена газовая пробка, ограничивающая свободное пространство.
Для преодоления вышеуказанных недостатков необходимо разработать приварной элемент с функциональной частью, который всегда может быть надежно приварен, который проще использовать, и который экономичен в отношении параметров режима сварки.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является уменьшение эффективной сваривающей поверхности по сравнению с удлиненным продолговатым сварным швом, который иногда может иметь изгибы.
Данный эффект достигается с помощью приварного элемента, который имеет функциональную часть и ножку с привариваемым концом, выполненную в виде привариваемого стержня. Таким образом, функциональная часть расположена на некотором расстоянии от привариваемого конца, между которыми расположена ножка.
Предпочтительно, чтобы привариваемый стержень был выполнен в форме ножки из сваривающегося материала, лучше из сваривающегося металла, которая на привариваемом конце может иметь фланцеобразное расширение, которое радиально выступает за корпус стержня, причем напротив привариваемого конца стержня расположена головка. На головке стержня расположена функциональная часть.
В предпочтительном варианте выполнения ножка, то есть привариваемый стержень, должна быть выполнена в виде цельной детали, которая своим привариваемым концом может быть приварена к сопрягаемой детали, например, к стальному листу кузова, причем такое сварное соединение должно быть более прочным, чем сварка встык. Также приемлемо выполнение ножки, то есть привариваемого стержня, в виде полой детали, закрытой со стороны привариваемого конца.
Также ножка, то есть привариваемый стержень, может иметь плоский приварной конец. В другом варианте выполнения привариваемый конец может быть выполнен в виде запального конца. Предпочтительно, чтобы привариваемый конец ножки, то есть привариваемого стержня, в сечении имел грибовидную форму, при этом привариваемый конец в сечении должен быть выполнен в виде кругового участка, вследствие чего эффективная сваривающая поверхность относительно сваривания встык уменьшается. Тем самым обеспечивается, что на основной материал, то есть сопрягаемую деталь, к которой приваривается приварной элемент, воздействует только такое количество тепла, при котором при достаточном проваре можно избежать опасного проплавления, например, сварного шва, через относительно тонкий основной материал (стальной лист). Преимуществом также является возможность отказаться от использования защитного газа, что было проверено на сваривании образцов, когда полученные сварные соединения соответствовали как требованиям испытания, так и требованиям различных нормативных документов. В результате можно обойтись без защитного колокола газосборника, увеличивающего необходимое для сварочного процесса свободное пространство. При отсутствии необходимости в колоколе газосборника конструктор имеет большую свободу при проектировании, поскольку уменьшается необходимое для сварочного процесса свободное пространство.
Предложенный приварной элемент является более легким в использовании его привариваемого конца по сравнению с удлиненным сварным швом, который может иметь изгибы и изменения направления, которые образовались в частности, из-за использования специального сварочного аппарата, который был приспособлен к специальному привариваемому элементу с удлиненным привариваемым концом.
В предпочтительном варианте функциональная часть расположена на головке. Кроме того, функциональная часть может соединяться с головкой или быть соединена с ней в виде отдельной детали. В качестве материала для функциональной части может использоваться, например, пластмасса. В предпочтительном варианте выполнения функциональная часть и ножка, то есть привариваемый стержень, могут быть выполнены в виде цельной детали, что устраняет необходимость в наличии особого соединения между функциональной частью и ножкой (привариваемым стержнем). В особенно предпочтительном варианте приварной элемент может быть изготовлен из основного свариваемого материала, например, наштампован из стальных полос, образуя при этом единую штампованную деталь, состоящую из привариваемого конца, привариваемого стержня и функциональной части. Для придания требуемой формы штампованная деталь может быть подвергнута дальнейшей обработке приварному стержню и функциональной части. Однако приварной элемент также может быть изготовлен из отдельных прутков или из пруткового материала, при этом ножка, то есть привариваемый стержень, как и функциональная часть, должен быть пригодным для обработки в приемлемую конфигурацию для достижения преимуществ данного решения.
Ножка, то есть привариваемый стержень, может иметь круглое или многоугольное поперечное сечение, например, четырехугольное, треугольное и т.п., при этом привариваемый конец может иметь, например, грибовидную форму. При данной форме привариваемый стержень выступает за предпочтительно плоскую функциональную часть. Можно сделать так, чтобы привариваемый стержень сужался по толщине по направлению от привариваемого конца к функциональной части. Привариваемый стержень может иметь участок, толщина которого примерно равна толщине функциональной части, при этом данный участок может проходить до привариваемого конца, выходящего за указанный участок своим фланцеобразным расширением, и, как уже было сказано, привариваемый конец может иметь грибовидную форму.
При этом функциональная часть может иметь круглый или многоугольный периметр, без ограничения перечисленным, при этом функциональная часть должна иметь конструкцию, подходящую для самого различного применения. Например, функциональная часть приварного элемента может иметь отверстие с внутренней резьбой для удержания на кузове других компонентов с помощью болтовых соединений. Также функциональная часть может быть выполнена пригодной для удержания кабелей, рукавов, проводов и т.п., без ограничения перечисленным. Более того, функциональная часть по своей форме должна подходить для всевозможных целесообразных вариантов удержания или крепления.
Предпочтительно, чтобы привариваемый стержень был значительно толще функциональной части. В предпочтительном варианте выполнения функциональная часть должна быть пригодна к обработке и иметь подходящую толщину стенки, которая может быть изменена в зависимости от задачи. Другими словами, толщина материала для функциональной части может быть выбрана в зависимости от цели применения. Также желательно, чтобы привариваемый стержень мог быть изготовлен отдельно от функциональной части, при могут быть выбраны формы, удобные для сварки. Например, сваривающая поверхность привариваемого конца привариваемого стержня может быть увеличена для облегчения процесса сварки.
Особенно предпочтительно также, чтобы приварной элемент мог быть приварен к тонкой стали или аналогичному тонкому материалу без опасности проплавления, как это можно наблюдать, например, на удлиненных сварных швах на плоском материале. Под тонким материалом в рамках настоящего раскрытия понимается материал толщиной до 0,75 мм или немногим более. С помощью предложенного приварного элемента может быть значительно улучшено качество сварки и его воспроизводимость по сравнению со свариванием удлиненных сварных швов на плоском материале.
Краткое описание чертежей
Другие предпочтительные детали и свойства предложенного решения далее более подробно рассмотрены со ссылкой на сопроводительные чертежи.
На Фиг.1 приведен вид в перспективе примера приварного элемента,
На Фиг.2 показан второй вариант выполнения приварного элемента и его изготовление из полос стали,
На Фиг.3 показан еще один вариант выполнения приварного элемента и его изготовление из пруткового материала,
На Фиг.4 приведен вид сбоку увеличенного изображения привариваемого конца;
На Фиг.5 показан еще один вариант выполнения приварного элемента с различных сторон.
На разных фигурах одинаковые детали обозначены одинаковыми условными обозначениями, поэтому они описываются только один раз.
Осуществление полезной модели
На Фиг.1 показан приварной элемент 1, который имеет привариваемый конец 2 и расположенную на расстоянии от него функциональную часть 3. Между привариваемым концом 2 и функциональной частью 3 находится ножка 4, выполненная в виде привариваемого стержня 4.
Приварной элемент 1 может быть приварен к сопряженной детали, например, к стальному листу кузова, при помощи электродуговой сварки при этом на функциональной части 3 могут удерживаться самые различные компоненты.
На показанном на Фиг.1 примере выполнения ножка 4 имеет четырехугольную форму. Естественно, можно также использовать ножку 4 круглой или треугольной формы (без ограничения перечисленным). Как можно видеть на Фиг.1, привариваемый стержень 4 имеет одинаковую толщину с функциональной частью 3. Привариваемый конец 2 имеет дискообразную форму, при этом на Фиг.1 изображен грибовидный привариваемый конец 2, который более подробно показан на Фиг.4.
Функциональная часть 3 на показанном на Фиг.1 примере выполнения имеет многоугольную основную часть 6 с отверстием 7 с резьбой 8 посередине. Отверстие 7 с внутренней резьбой 8 может использоваться для прикручивания различных деталей. Функциональная часть 3 может иметь различные другие формы, подходящие для удержания самых различных элементов. Функциональная часть 3 должна быть выполнена таким образом, чтобы непосредственно удерживать или соединять самые различные компоненты без промежуточного использования вспомогательных элементов.
Функциональная часть 3 на Фиг.1 проходит в плоскости ножки 4, то есть привариваемого стержня 4. Также возможно угловое расположение функциональной части 3 по отношению к приварному стержню 4.
Предпочтительно, чтобы приварной элемент 1 был выполнен в виде цельной детали. На Фиг.2 показано, как приварной элемент 1 может штамповаться из прямоугольной стальной ленты (на Фиг.2 снизу). При этом ножка 4, то есть привариваемый стержень 4, основную часть сначала выполняют в многоугольной или четырехугольной форме, которая затем при формовке переделывают в круглую. Функциональную часть 3 также сначала выполняют в многоугольной или четырехугольной форме, имеющей описанное выше отверстие 7.
На показанном на Фиг.3 примере выполнения приварной элемент 1 изготавливают из круглого пруткового материала. Функциональная часть 3 после обработки имеет круглую основную часть с отверстием 7. На Фиг.3 показано, что функциональная часть 3 расположена под углом к приварному стержню 4. Ножка 4 или привариваемый стержень 4 имеет закругленный привариваемый конец 2, при этом привариваемый стержень 4 клинообразно сужается по направлению к функциональной части 3. Вместо представленного на Фиг.3 многоугольного клина, разумеется, может использоваться круглая форма.
На Фиг.4 показан предпочтительный вариант выполнения привариваемого конца 2 в увеличенном виде. На этом изображении видно фланцеобразное расширение 9, к которому примыкает округлая форма, образуя тем самым грибовидный привариваемый конец 2, выгнутый в направлении от привариваемого стержня 4. Разумеется, привариваемый конец 2, как это показано на Фиг.2, может быть выполнен ровным и/или иметь запальный конец (не показан), но и конфигурация, напоминающая круговой сегмент, может иметь закругленный запальный конец.
На Фиг.5 показан вариант приварного элемента 1, аналогичный варианту на Фиг.3, в частности, в отношении привариваемого стержня 4. Привариваемый стержень 4 на Фиг.5 имеет овальный привариваемый конец 2, при этом привариваемый стержень сужается по направлению к функциональной части 3. Разумеется, привариваемый стержень не должен выходить за толщину функциональной части 3. Можно также сделать так, чтобы кромки привариваемого стержня 4 выходили за пределы плоскости поверхности функциональной части 3. Показанное на Фиг.5 углубление в функциональной части имеет исключительно иллюстративный характер и предназначено для иллюстрации возможности других вариантов выполнения функциональной части 3, например, с целью уменьшения веса.
Цель заключается в том, чтобы сделать привариваемый конец 2 толще функциональной части 3, как это показано на среднем изображении на Фиг.5.
В целом, разработка приварного элемента 1 никак не ограничена в отношении вариантов выполнения, даже если на Фиг.1-5 описаны и показаны только несколько отдельных вариантов. Ножка 4, то есть привариваемый стержень 4, может быть сконструирован отдельно от функциональной части 3, например, с учетом статических требований и/или сварочно-технических требований. Поэтому предпочтительно изготавливать функциональную часть 3 отдельно в зависимости от конкретных целей применения.
Благодаря расположению привариваемого стержня 4 между привариваемым концом 2 и функциональной частью 3, приварной элемент 1 может быть приварен с помощью простой технологии к соответствующей сопряженной детали, то есть, например, к кузову автомобиля, при этом в процессе сварки нет необходимости использовать защитный колокол газосборника, занимающий много места, или сам защитный газ, что было доказано на пробных испытаниях. Функциональная часть 3 при этом может иметь различные варианты выполнения в зависимости от типа задачи.
В результате получен легко изготавливаемый с помощью технологии приварки стержней приварной элемент 1, который может быть приварен простым и экономичным способом.