ЗАКЛЕПКА ПОД ПИСТОЛЕТ
RIVET FOR GUN

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к глухой (вытяжной) заклепке, выполненной в виде заклепки под пистолет, к устройству для ее установки и к способу ее установки.
Уровень техники
Глухие заклепки известны с давних пор. Они служат для соединения двух деталей при помощи процесса клепки, причем доступ к обратной стороне данных деталей не требуется. По этой причине глухие заклепки особенно подходят для тех случаев, когда невозможен доступ к обратной стороне двух соединяемых друг с другом деталей. Для обычных глухих заклепок требуется наличие в соединяемых деталях отверстий, через которые проводится тело заклепки. Затем с лицевой стороны заклепки вытягивается стержень заклепки, деформирующий заклепку на ее обратной стороне для образования головки заклепки.
Также известна возможность выполнения конца стержня, выступающего с передней (дальней) стороны заклепки, в виде рассверливающего острия, что позволяет при помощи специального инструмента осуществлять процесс сверления как единую операцию с процессом клепки.
С некоторых пор известна возможность выполнения глухой заклепки в виде заклепки под пистолет с возможностью ее выстреливания с помощью заклепочного пистолета в соединяемые элементы без предварительного сверления в них отверстий. Как и для других глухих заклепок, в случае заклепок под пистолет для произведения собственно клепки после установки необходимо вытянуть стержень заклепки, проходящий сквозь тело заклепки. Этот относительно длинный стержень, который захватывает вытягивающий его инструмент, впоследствии выбрасывается или бесконтрольно роняется в месте производства клепки.
Кроме того, известны заклепки под молоток, где в канал в теле заклепки вставляется стержень с остроконечной вершиной, другой тупой конец которого выступает из лицевой стороны бортика. Такие заклепки забиваются ударом молотка. При этом молоток бьет по выступающему концу стержня. Однако такой удар молотка не в состоянии произвести точное распределение сил, вызывая сначала исключительно усилие подачи и только затем усилие для развальцовки (документ US 3691924).
Раскрытие изобретения
В основе изобретения лежит задача усовершенствования возможностей установки вытяжных заклепок таким образом, чтобы после выполнения операции клепки не оставалось отходов, от которых нужно было бы дополнительно избавляться.
Для решения этой задачи изобретением предлагается заклепка под пистолет с признаками, изложенными в пункте 1 формулы изобретения. Дальнейшие варианты усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Конструкция предлагаемой согласно изобретению заклепки под пистолет аналогична известной, с тем отличием, что она не имеет стержня, который можно вытянуть с помощью инструмента. Вместо стержня в теле заклепки, например на противоположном бортику конце гильзы заклепки, имеется образование, которое позволяет осуществлять аналогичную деформацию. Такое образование может быть получено посредством выполнения мест предопределенного сгиба, продольных прорезей и т.п. В таком случае инструмент, предназначенный для установки заклепки, воздействует непосредственно на эту часть тела заклепки.
Например, в варианте усовершенствования изобретения возможно выполнение центральной рабочей точки в конце отверстия в теле заклепки. Для того чтобы ограничить деформацию той стороной соединяемых, например, двух стальных листов, которая противоположна бортику заклепки, целесообразно, чтобы отверстие в теле заклепки было выполнено в виде канала с такой глубиной, что оно заканчивается в области примерно между гильзой заклепки и вершиной заклепки.
В варианте усовершенствования изобретения предусматривается, что рабочая точка образована в сужении отверстия в теле заклепки. Такое сужение позволяет создать большую рабочую поверхность для вытягивающего инструмента.
В частности, предусматривается, что центральная рабочая точка выполнена с возможностью прочного на разрыв соединения с натяжным болтом. Это достигается, например, за счет того, что рабочая точка образует перпендикулярную продольной оси плоскость, к которой посредством сварки сопротивлением или холодной сварки приваривается натяжной болт.
Вершина заклепки, служащая для образования отверстий в соединяемых металлических листах, может выполняться, в частности, как одно целое с телом заклепки.
Однако в рамках изобретения возможен также вариант, в котором вершина заклепки является отдельной деталью, соединенной с телом заклепки. Так как при образовании головки заклепки вершина заклепки взаимодействует с телом заклепки, то при некоторых условиях не нужно предъявлять более жесткие требования к соединению, связывающему головку заклепки и тело заклепки, при условии что это позволит способ крепления натяжного болта в заклепке.
Если вершина заклепки является отдельной деталью, то она может, например, иметь на конце, обращенном к телу заклепки, кольцевую поверхность для прилегания к телу заклепки, в пределах которой на вершине заклепки образован центральный выступ, входящий в отверстие в теле заклепки и удерживаемый там, например, посредством прессовой посадки или фиксируемый за счет трения.
В частности, предусматривается возможность выполнения вершины заклепки из материала, отличного от материала тела заклепки, или из материала, который был обработан иначе, нежели чем материал, из которого изготовлено тело заклепки.
В зависимости от того каким образом натяжной болт крепится к заклепке под пистолет, может быть выгодным, если участок гильзы в теле заклепки имеет поперечное сечение, контур которого по форме отличается от круга. Возможно также наличие на плоской нижней стороне бортика тела заклепки зубцов или других выступов с острыми краями, которые препятствуют проворачиванию тела заклепки относительно металлических листов, которые она соединяет.
Изобретением предлагается также способ установки глухих заклепок. В этом способе заклепку, имеющую вершину заклепки, вставляют ударом, например выстреливают в деталь до упора нижней стороны бортика заклепки в верхнюю поверхность детали. В это же время или после этого в углубление в теле заклепки, имеющее форму канала, вводят натяжной болт до тех пор, пока он не войдет в контакт с телом заклепки, в частности в области конца углубления. Там натяжной болт соединяют с телом заклепки. Затем натяжной болт вытягивают из углубления, что приводит к тому, что передняя часть тела заклепки деформируется, при этом ее диаметр увеличивается. Если передняя часть выступает с противоположной стороны детали, то указанная часть деформируется с образованием головки заклепки. Когда деформирование завершено, т.е. головка заклепки образована, натяжной болт отделяется от тела заклепки. Натяжной болт далее можно использовать для установки следующей заклепки под пистолет.
Натяжной болт является частью инструмента, который используется для установки заклепок под пистолет.
Соединение между натяжным болтом и заклепкой под пистолет может быть выполнено, например, с помощью холодной сварки. Для этой цели натяжной болт приводится во вращение при контакте с рабочей точкой тела заклепки, что приводит к выполнению холодной сварки.
Другая возможность соединения состоит в том, что тело заклепки и вытяжной штифт сваривают посредством сварки сопротивлением или конденсаторной сварки. Для этого в установочном инструменте помещается источник тока. В этом случае целесообразно изолировать натяжной болт относительно заклепки под пистолет в области его наружной поверхности и только торцевую поверхность оставить доступной.
Еще одна возможность соединения состоит в том, что натяжной болт в области своего переднего конца имеет рассверливающее острие и ввинчивается в дальний конец отверстия в теле заклепки. Для этой цели натяжной болт приводят во вращение, которое после завершения вытягивания производится в противоположную сторону, чтобы вывинтить рассверливающее острие из тела заклепки.
Целесообразно, если вытягивающее движение натяжного болта производится с опорой на бортик тела заклепки. Это позволяет исключить воздействие тяговой силы на соединение между телом заклепки и металлическим листом. Это достигается, например, благодаря тому, что тяговая сила создается в инструменте и действует между сопряженным элементом и натяжным болтом.
Изобретением предлагается также устройство для установки заклепок под пистолет, в котором имеется держатель для удерживания заклепки под пистолет и толкатель, имеющий трубчатую форму по меньшей мере в своей передней части, который может ударно подаваться посредством привода. Эта подача «выстреливает» заклепку под пистолет в два металлических листа. В состав устройства входит также натяжной болт, который может при помощи привода подаваться в углубление в заклепке под пистолет до соприкосновения с расположенной там сопряженной поверхностью. Не требуется, чтобы эта подача была ударной. Кроме того, предусмотрены средства соединения для прикрепления передней торцевой поверхности натяжного болта к концу углубления в теле заклепки. Привод для натяжного болта выполнен так, что после прикрепления натяжного болта с большой силой вытягивает этот болт, причем данная сила прикладывается к толкателю, который упирается в верхнюю поверхность бортика.
Далее, устройство включает в себя средства разделения натяжного болта от тела заклепки после вытягивания болта. Это производится, например, благодаря выбору соответствующего размера передней торцевой поверхности натяжного болта. Если эта поверхность достаточно мала, то соединение может быть достаточно прочным для выполнения деформации заклепки под пистолет, но недостаточно прочным для сопротивления дальнейшему вытягиванию. Тогда соединение просто разрывается.
Другая возможность разрыва соединения состоит во вращении натяжного болта. Это приводит к разъединению соединения посредством сдвига.
В качестве средств соединения могут быть предусмотрены холодная сварка, сварка сопротивлением или ввинчивание при помощи рассверливающего острия.
Краткое описание чертежей
Дальнейшие признаки, детали и преимущества изобретения следуют из формулы изобретения и реферата, сформулированных со ссылками на содержание описания, и из нижеприведенной характеристики предпочтительного варианта исполнения изобретения, а также на основании чертежей, которые представляют собой:
фиг.1 - продольный разрез заклепки под пистолет согласно изобретению;
фиг.2 - схематичное изображение положения в начале установки;
фиг.3 - положение после установки тела заклепки перед образованием головки заклепки;
фиг.4 - введение натяжного болта;
фиг.5 - положение после образования головки заклепки в результате вытягивания;
фиг.6 - вид сбоку результата процесса клепки;
фиг.7 - изображение, соответствующее изображению на фиг.4, для измененного варианта исполнения;
фиг.8 - схематичное изображение устройства для установки заклепок под пистолет согласно изобретению;
фиг.9 - продольный разрез заклепки под пистолет с наружной резьбой на бортике;
фиг.10 - продольный разрез заклепки под пистолет с внутренней резьбой во внутреннем отверстии;
фиг.11 - вид заклепки под пистолет со стороны ее вершины.
Осуществление изобретения
На фиг.1 изображен продольный разрез заклепки под пистолет согласно изобретению. Заклепка под пистолет включает в себя тело 1 заклепки, которое в своей средней части имеет вид гильзы 2 заклепки. На одном конце тела 1 заклепки образован бортик 3, на нижней стороне 4 которого имеется плоская ограничительная поверхность. Нижняя сторона 4 является той стороной, которая обращена в направлении вершины 6 заклепки. На верхней поверхности 5 бортика, противоположной нижней стороне 4 и также выполненной плоской или почти плоской, образована рабочая поверхность для установочного инструмента.
На конце, противоположном бортику 3, образована вершина 6 заклепки посредством постепенного уменьшения площади сечения тела заклепки до тех пор, пока оно не становится настоящим острием 6а. В теле заклепки образовано углубление 7, имеющее форму высверленного канала, то есть с цилиндрическим поперечным сечением. Углубление 7 заканчивается дном 8, которое отделено от стенки 10 углубления 7 пазом 9, проходящим по окружности вдоль стенки.
Установка такой заклепки происходит так: заклепку под пистолет помещают в держатель инструмента. Взаимное расположение части установочного инструмента 11 и тела 1 заклепки показано на фиг.2. Заклепку под пистолет располагают так, что острие 6а на вершине 6 заклепки упирается в верхнюю поверхность 12 наложенных друг на друга металлических листов 13, 14. Оба этих металлических листа 13, 14 предстоит соединить друг с другом при помощи заклепки под пистолет. Часть установочного инструмента 11 накладывается на верхнюю, обращенную от гильзы 2 заклепки, сторону бортика 3. Рассматриваемая часть представляет собой толкатель 15, который в этой области имеет трубчатую форму, то есть имеет коаксиальное отверстие по центральной линии. Этим толкателем 15 при помощи ударного прерывистого привода производится удар по верхней части тела 1 заклепки, и заклепка под действием этого удара проходит острием 6а и вершиной 6 сквозь оба металлических листа 13, 14. В результате нижняя сторона 4 бортика 3 прилегает к верхней поверхности 12 двух металлических листов 13, 14. При этом нижний лист 14 в области по периметру тела заклепки несколько деформируется. Результат этой начальной установки, при которой происходит только проникновение тела заклепки сквозь металлические листы 13, 14, изображен на фиг.3. Установочная гильза, окружающая толкатель (см. фиг.4), доходит до верхней поверхности металлических листов и упирается в нее. Таким образом, излишек энергии передается от толкателя установочной гильзе, чтобы бортик 3, когда он уже прочно установлен, воспринимал только небольшую часть этой энергии.
Теперь на следующем рабочем шаге сквозь отверстие 16 в толкателе 15 вводят натяжной болт 17, имеющий диаметр, несколько меньший, чем отверстие 16. Натяжной болт 17 продвигают вперед до тех пор, пока он не упрется в дно 8 углубления 7 в теле 1 заклепки. Там создается соединение 18, например, при помощи сварки сопротивлением. Для этой цели натяжной болт 17 изолирован по всей своей внешней поверхности, при этом свободна только его торцевая поверхность. Один вывод источника напряжения соединен, например, через толкатель 15 с металлическим телом 1 заклепки, а второй вывод источника напряжения соединен с натяжным болтом 17. Как только натяжной болт 17 касается дна 7 углубления 8, в результате сваривания возникает соединение 18.
После этого натяжной болт вытягивают наружу через толкатель 15, как это показано стрелкой 19 на фиг.5. При этом процессе вытягивания вершина 6 заклепки подтягивается к обеим металлическим листам 13, 14, причем гильза 2 заклепки в области между дном 8 и обратной стороной 20 металлических листов деформируется так же, как это имело бы место в обычной глухой заклепке. В результате этого на задней стороне обеих листов образуется головка 21 заклепки, сходная с показанной в нижней части фиг.5.
Теперь требуется отделить натяжной болт 19 от дна 8 углубления 7. Это делают, например, прилагая дополнительную тяговую силу, достаточную для того, чтобы разорвать соединение 18. Эта сила должна быть, конечно, меньшей, чем та сила, которая в состоянии разрушить головку 21 заклепки. Еще одна возможность разрыва соединения состоит в том, чтобы в этом положении повернуть натяжной болт 17. В результате этого возникает сила сдвига, которая разрывает соединение 18. В этом случае для предотвращения одновременного поворота тела заклепки целесообразна отличающаяся от круглой форма сечения тела 1 заклепки в области гильзы 2 заклепки или же наличие выступов, зубцов или аналогичных элементов на нижней стороне 4 бортика 3.
В результате получается заклепочное соединение двух металлических листов 13, 14, в котором на одной стороне 12 двух металлических листов находится бортик 3, а на противоположной стороне 20 находится головка 21 заклепки. При рассмотрении с верхней стороны бортика 3 будет видно центрированное отверстие в заклепочном соединении.
В описанном варианте исполнения тело 1 заклепки представляет собой монолитную деталь, в которой вершина 6 заклепки является продолжением гильзы 2 заклепки. На фиг.7 показан следующий возможный вариант конструкции тела заклепки. Здесь гильза 22 заклепки действительно представляет собой гильзу, в которой имеется сквозное отверстие. В конец гильзы 22 заклепки, противоположный бортику 3, вставлена вершина 25 заклепки, которая выполнена в виде отдельной детали. Вершина 25 заклепки имеет плоскую кольцевую ограничительную поверхность 26 на конце, противоположном ее острию 6а, соответствующую кольцевому концу гильзы 22 заклепки. В центре вершины образован выступ 27, внешний диаметр которого немного больше внутреннего диаметра гильзы 22 заклепки. Таким образом, вершина 25 заклепки соединяется с гильзой 22 заклепки. Тем самым достигнута фиксация. Соединение между натяжным болтом 17 и выступом 27 вершины 25 заклепки выполняется тем же способом, как и в варианте исполнения, изображенном на фиг.1-6. Выступ 27 может проходить и глубже внутрь гильзы, даже до рабочей поверхности 5 заклепки под пистолет, если это необходимо. В этом случае целесообразно, чтобы выступ не касался стенки гильзы заклепки или касался ее с минимальным усилием, так как при вытягивании он должен перемещаться относительно гильзы заклепки.
На фиг.8 показано устройство для установки заклепки под пистолет описанным здесь способом. Устройство включает в себя корпус 30, сконструированный и выглядящий аналогично обычному установочному инструменту для дюбелей. В корпусе помещен с возможностью движения в продольном направлении толкатель 15, выполненный так, как изображено на фиг.4. Толкатель 15 имеет привод 31, который выполнен так, что толкатель 15 ударными движениями выдвигается вперед относительно корпуса 30, чтобы забить заклепку под пистолет в оба металлических листа. Этот привод 31 может приводиться, например, взрывным образом, для чего в корпусе 30 помещается газовый патрон 32. Крепление натяжного болта 17 (не показано) устанавливается коаксиально с толкателем 15, так что оно также может перемещаться в продольном направлении. Натяжной болт 17 не требуется подавать ударно, так как ему достаточно только коснуться рабочей точки на дне углубления 7. Однако натяжной болт 7 должен иметь привод, который обеспечивает обратное возвращение болта с приложением большой силы, поскольку этой силы должно хватить для деформации части тела заклепки, выходящей за два металлических листа. Такой привод может быть реализован, например, при помощи винтового вращательного движения.
Сбоку в передней части корпуса 30 расположен магазин 31, в котором помещено большое число заклепок под пистолет, перемещаемых при помощи пружины в держатель, расположенный непосредственно перед рабочим концом толкателя 15.
На фиг.9 изображен продольный разрез другого варианта исполнения, в котором бортик на стороне, противоположной его плоской нижней стороне 4, имеет выступ 51, который значительно утолщает весь бортик 3 в целом. На этом участке 51 выполнена наружная резьба 52. Поэтому рабочая поверхность для установочного инструмента отстоит дальше от плоской нижней стороны 4. Внешний контур области 50 бортика, не имеющей наружной резьбы, может быть, например, шестигранным, так что здесь возможно применение гаечного ключа. Наружный диаметр снабженного резьбой участка 51 больше наружного диаметра того участка 50 бортика 3, который примыкает непосредственно к нижней стороне 4 бортика.
На этой нижней стороне 4 для предотвращения проворачивания заклепки при вращении натяжного болта имеются зубцы, ребра и т.п., которые при установке заклепки под пистолет врезаются в материал.
Фиг.10 изображает вариант исполнения, в котором бортик в целом также значительно утолщен в сравнении с вариантами исполнения на фиг.1-7. Здесь также образуется область 50, непосредственно на нижней стороне 4, где может быть выполнена поверхность под ключ. Прилегающий участок 51 имеет гладкую наружную поверхность, т.е. без резьбы. Вместо этого внешняя поверхность внутреннего отверстия 7, т.е. участок, соседствующий с рабочей поверхностью 5, снабжен внутренней резьбой 53. Здесь можно после установки заклепки под пистолет привинтить какую-либо деталь к ней или же на наружную резьбу 52 с фиг.9.
Заклепка под пистолет согласно изобретению, в частности, в вариантах исполнения, изображенных на фиг.9 и 10, служит не только для соединения друг с другом двух деталей, например металлических листов. Именно в варианте исполнения по фиг.9 и 10 возможно использование заклепки под пистолет просто для ее закрепления, для дальнейшего крепления к заклепке другой детали при помощи предусмотренных для этого средств. Для этого может служить как наружная резьба 52, так и внутренняя резьба 53. Имеют смысл и другие возможности, например поперечные отверстия, проходящие сквозь выступ с резьбой, байонетные соединения и т.п.
Если заклепка под пистолет предназначается не для соединения двух металлических листов, а для крепления самой себя, то не требуется, чтобы расширение передней части осуществлялось на обратной стороне деталей, к которым должна крепиться заклепка под пистолет. Возможен и предусмотрен изобретением и такой вариант, в котором расширение происходит внутри отверстия или канала в самой детали, если деталь, к которой производится крепление, имеет достаточно большую толщину. Расширение передней части в наружном направлении может также происходить внутри отверстия, в том числе глухого отверстия.
В то время как обычно заклепки, в том числе заклепки под пистолет, имеют круглую форму сечения, в рамках изобретения возможен вариант, когда форма сечения заклепки под пистолет, по меньшей мере в области ее вершины или же по всей длине тела заклепки, отличается от круглой. Так, например, на фиг.11 показан вид со стороны вершины такой заклепки под пистолет, у которой как вершина 6 заклепки, так и бортик 50 выполнены имеющими шестиугольную форму. При этом передний участок вершины заклепки имеет три грани, которые облегчают проникновение заклепки под пистолет в металлический лист. Если вся вершина заклепки имеет шестиугольное сечение, это может являться средством защиты от проворачивания заклепки под пистолет.