(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/DE02/01711 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/DE02/01711 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: , WO02/ PCT Gazette nr 47/02 (51) Int.Cl. B21D 39/03 ( ) (54) Narzędzie do mechanicznego łączenia płyt, zwłaszcza blach oraz zastosowanie tego narzędzia (30) Pierwszeństwo: ,DE, (73) Uprawniony z patentu: TOX PRESSOTECHNIK GMBH & CO KG, Weingarten,DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 24/04 (72) Twórca(y) wynalazku: Eugen Rapp,Berg,DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/09 (74) Pełnomocnik: Kamiński Zbigniew, KANCELARIA PATENTOWA PL B1 (57) Narzędzie do mechanicznego łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wzajemne przetłaczanie, tworzące rodzaj rozszerzonego na wierzchołku dwu- lub wielowarstwowego czopa i złożone ze stempla, zaopatrzonego na swym końcu w trzpień roboczy o mniejszych wymiarach poprzecznych w stosunku do stempla oraz ze współpracującej z tym stemplem matrycy, zaopatrzonej w zagłębienie, w które wchodzi stempel przetłaczający złożone ze sobą blachy, które charakteryzuje się tym, że jego dwuczęściowa matryca (2), zamocowana w uchwycie (12), jest zaopatrzona w zagłębienie (5) w postaci nieprzelotowego otworu, w którym jest osadzony element roboczy (13) w postaci kowadełka, wykonany z materiału o większej twardości od twardości uchwytu (12), przy czym zarówno zagłębienie (5), jak i osadzony w nim element roboczy (13) mają w przekroju poprzecznym kształt zabezpieczający przed ich wzajemnym obrotem. Dwudzielny stempel (1) składa się w części prowadzącej (8), osadzonej przesuwnie w otworze (10) uchwytu (7) i wykonanej z materiału o większej twardości w porównaniu do uchwytu (7), i z utworzonego na końcu tej części prowadzącej (8) trzpienia roboczego (4), przy czym przekrój poprzeczny tej części prowadzącej (8) i odpowiadający mu przekrój poprzeczny otworu (17) mają kształt zabezpieczony przed ich wzajemnym obrotem. Zastosowanie narzędzia do mechanicznego łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wzajemne przetłaczanie, tworzące rodzaj rozszerzonego na wierzchołku dwu- lub wielowarstwowego czopa i złożone ze stempla, zaopatrzonego na swym końcu w trzpień roboczy o mniejszych wymiarach.....

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest narzędzie do mechanicznego łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wzajemne przetłaczanie, tworzące rodzaj rozszerzonego na wierzchołku dwu- lub wielowarstwowego czopa i złożone ze stempla, zaopatrzonego na swym końcu w trzpień roboczy o mniejszych wymiarach poprzecznych w stosunku do stempla oraz ze współpracującej z tym stemplem matrycy, zaopatrzonej w zagłębienie, w które wchodzi stempel przetłaczający złożone ze sobą blachy. Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie tego narzędzia. Z niemieckiego opisu patentowego nr DE PS znane jest narzędzie do łączenia blach przez ich przetłaczanie, złożone ze stempla, zaopatrzonego w trzpień roboczy o mniejszej średnicy, oraz ze współpracującej z nim matrycy, zaopatrzonej w zagłębienie, w które wchodzi ten stempel tworząc trwałe złącze blach w postaci czopa rozszerzonego w jego części wierzchołkowej. Z niemieckiego opisu patentowego nr DE OS znany jest sposób mocowania różnorodnych elementów konstrukcyjnych z blachą przez ich przetłaczanie. Z niemieckiego opisu patentowego nr DE OS znany jest sposób łączenia płyt z polimerów przez ich fugowanie za pomocą narzędzia złożonego ze stempla i matrycy, jak również łączenia z tymi polimerami innych elementów konstrukcyjnych, zwłaszcza metalowych, przy czym przedmiotem wynalazku jest oziębianie takiego wieloczęściowego narzędzia. Z niemieckiego opisu patentowego nr DE OS znany jest sposób mocowania stempla i matrycy w zacisku obrabiarki w celu zapewnienia dogodnej wymiany narzędzia. Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US znane jest urządzenie do szczelnego łączenia kilku płaskich części wykonanych z blachy metalowej lub z innego materiału przez ich wzajemne wytłaczanie. Najpierw materiał jest normalnie tłoczony stemplem, a następnie jest w swojej dolnej części poszerzany, co powoduje powstanie mocnego i szczelnego złącza. Matryca urządzenia składa się z dwóch usytuowanych pionowo szczęk, dociskanych do siebie wzajemnie za pomocą sprężyn. Przed dojściem stempla do jego końcowego położenia i zetknięcia się z kowadełkiem, szczęki 38 rozchylają się, a materiał rozszerzonych części poszerza się, tworząc szczelne wytłaczane złącze. Szczelność złącza jest zapewniona dzięki temu, że szczęki są na swym obwodzie zaokrąglone, umożliwiając uzyskanie podwójnie zaokrąglonego złącza. Urządzenie to nadaje się zwłaszcza do łączenia z blachą materiałów antykorozyjnych albo też do łączenia blach powlekanych, zwłaszcza w przemyśle motoryzacyjnym. Niedogodnością urządzenia jest jego stosunkowo skomplikowana budowa, jak również ograniczona żywotność jego części roboczych. Znane narzędzia do łączenia blach podlegają znacznym obciążeniom związanym z odkształceniem plastycznym dwóch lub wielu warstw blachy, co powoduje ograniczoną żywotność narzędzia. W celu zwiększenia tej żywotności stosuje się do wytwarzania narzędzi do obróbki plastycznej blach stosunkowo twarde materiały oraz odpowiednio duże wymiary narzędzia w kierunku poprzecznym względem ich ruchu roboczego. Jednakże tego rodzaju narzędzia mają tendencję do łamania się, pękania i wykruszania, przy czym złamanie się narzędzia powoduje katastrofalne następstwa, zwłaszcza w przypadku, gdy jest ono stosowane w warunkach produkcji wielkoseryjnej. Z tego powodu dąży się do konstruowania narzędzi do obróbki plastycznej blach o dużej żywotności i takiej twardości, która eliminuje możliwość ich łamania i pękania. Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiego narzędzia do łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wytłaczanie, które zapewni jego odpowiednio dużą żywotność przy stosunkowo prostej konstrukcji narzędzia. Cel ten realizuje narzędzie do łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wytłaczanie według wynalazku, które charakteryzuje się tym, że jego dwuczęściowa matryca, zamocowana w uchwycie, jest zaopatrzona w zagłębienie w postaci nieprzelotowego otworu, w którym jest osadzony element roboczy w postaci kowadełka, wykonany z materiału o większej twardości od twardości uchwytu, przy czym zarówno zagłębienie, jak i osadzony w nim element roboczy mają w przekroju poprzecznym kształt zabezpieczający przed ich wzajemnym obrotem. Wymiary poprzeczne zagłębienia w matrycy są korzystnie większe od odpowiadających im wymiarów poprzecznych trzpienia roboczego stempla. Kształtowy element roboczy jest korzystnie osadzony w zagłębieniu uchwytu z pasowaniem wtłaczanym.

3 PL B1 3 Dwudzielny stempel składa się w części prowadzącej, osadzonej przesuwnie w otworze uchwytu i wykonanej z materiału o większej twardości w porównaniu do uchwytu, i z utworzonego na końcu tej części prowadzącej trzpienia roboczego, przy czym przekrój poprzeczny tej części prowadzącej i odpowiadający mu przekrój poprzeczny otworu mają kształt zabezpieczony przed ich wzajemnym obrotem. W otworze uchwytu stempla korzystnie znajduje się wtłoczona, zamknięta tuleja, zaopatrzona w otwór, w którym jest osadzona przesuwnie część prowadząca stempla, przy czym przekrój poprzeczny otworu uchwytu oraz odpowiadający mu przekrój poprzeczny tej tulei mają kształt zabezpieczający przed ich wzajemnym obrotem. Celem wynalazku jest również opracowanie zastosowań narzędzia do mechanicznego łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wzajemne przetłaczanie, do innych operacji obróbczych. Cel ten zrealizowano w zastosowaniu narzędzia według wynalazku do łączenia różnych elementów konstrukcyjnych, zwłaszcza płytek, sworzni, nakrętek itp., pełniących funkcję elementów roboczych stempla - z blachą. Badania eksploatacyjne narzędzia według wynalazku wykazały, że jego trwałość jest od około 40% do 80% wyższa od trwałości analogicznie pracujących narzędzi według stanu techniki. Narzędzie do łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wytłaczanie według wynalazku jest uwidocznione na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia stempel, matrycę i uchwyty narzędzia w przekroju l-l na fig. 2, fig. 2 - to samo narzędzie w przekroju ll-ll na fig. 1. Narzędzie przedstawione na fig. 1 i 2 składa się ze stempla 1 oraz z matrycy 2, zamocowanych w zaciskach nieuwidocznionej na rysunku obrabiarki, na przykład prasy. Między stemplem 1 i matrycą 2 są umieszczone dwie łączone ze sobą przez wytłaczanie, blachy 3. W celu połączenia blach stempel 1 jest przemieszczany przez mechanizm napędowy obrabiarki w kierunku do dołu, powodując wciśnięcie trzpienia roboczego 4, znajdującego się na dolnym końcu stempla, w złożone ze sobą blachy 3. Stempel 1 składa się z dwóch części, a mianowicie: z uchwytu 7 oraz z właściwego stempla złożonego z części prowadzącej 8 oraz z trzpienia roboczego 4, który w trakcie ruchu roboczego wtłacza złożone ze sobą blachy 3 w zagłębienie 5 matrycy 2, powodując równocześnie ich rozgniatanie w kierunku do dołu i na boki i tworząc z rozgniecionych blach rodzaj czopa, łączącego ze sobą głęboko wytłoczone i ściśnięte blachy 3. Część prowadząca 8 właściwego stempla jest osadzona w otworze 10 w zamkniętej u góry tulei 9, wtłoczonej w otwór uchwytu 7. Uchwyt 7 jest połączony za pomocą oprawy 6 i cokołu 18 z mechanizmem napędowym obrabiarki, zwłaszcza prasy, nadającym mu ruch postępowo-zwrotny. Oprawa 6 opiera się na sprężynach 21, osłoniętych z zewnątrz za pomocą nakrętki kołpakowej 19 z osadzoną w jej dolnej części tuleją przesuwną 20, przy czym trzpień roboczy 4, w celu wytłoczenia blach 3, wysuwa się przez otwór czołowy tej tulei 20. Część prowadząca 8 właściwego stempla oraz otwór 10, w którym jest ona prowadzona, mają kształt zabezpieczony od wzajemnego obrotu. W przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym przedstawionym na rysunku jest to kształt koła ze spłaszczeniem 11. Kształtowy element roboczy 13 jest osadzony w zagłębieniu 5 uchwytu 12 z pasowaniem wtłaczanym. Matryca 2, której oprawa 6 jest osadzona w zacisku nie pokazanej na rysunku obrabiarki, zwłaszcza prasy, jest również dwuczęściowa i składa się z uchwytu 12, zakończonego u góry częścią roboczą 15, w której znajduje się cylindryczne zagłębienie 5. Wewnątrz zagłębienia 5 jest wciśnięta wkładka robocza 13, spełniająca rolę kowadełka, przy czym w celu łatwiejszego wsunięcia wkładki roboczej 13 w zagłębienie 5, są one zaopatrzone w sfazowania 11 i 16. Uchwyt 12 jest osadzony w otworze tulejowego zakończenia oprawy 6, zaś w swej górnej części utrzymywany w położeniu osiowym za pomocą kołnierzowej tulei 20. Między tuleją kołnierzową 20 a oprawą 6 znajdują się sprężyny 21, osłonięte z zewnątrz za pomocą nakrętki kołpakowej 19. Część wylotowa zagłębienia 5 stanowi otwór 17 matrycy 2 do głębokiego wytłaczania blach. W otworze uchwytu 7 stempla 1 znajduje się wtłoczona, zamknięta tuleja 9, zaopatrzona w otwór 10, w którym jest osadzona przesuwnie część prowadząca 8 stempla 1, przy czym przekrój poprzeczny otworu uchwytu 7 oraz odpowiadający mu przekrój poprzeczny tej tulei 9 mają kształt zabezpieczający przed ich wzajemnym obrotem. Dzięki zastosowaniu w matrycy 2 wkładki roboczej 13, wykonanej z materiału o większej twardości niż uchwyt 12, i możliwości wymiany tej wkładki uzyskuje się znaczące zwiększenie trwałości narzędzia.

4 4 PL B1 Opisane powyżej przykładowe rozwiązanie konstrukcyjne narzędzia do łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez wytłaczanie, nie ogranicza istoty wynalazku, która obejmuje także różne jego modyfikacje i odmiany konstrukcyjne. Według wynalazku przewiduje się również dodatkowe zastosowanie narzędzia do łączenia różnych elementów konstrukcyjnych, zwłaszcza płytek, sworzni, nakrętek itp., pełniących funkcję elementów roboczych stempla - z blachą. Zastrzeżenia patentowe 1. Narzędzie do mechanicznego łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wzajemne przetłaczanie, tworzące rodzaj rozszerzonego na wierzchołku dwu- lub wielowarstwowego czopa i złożone ze stempla, zaopatrzonego na swym końcu w trzpień roboczy o mniejszych wymiarach poprzecznych w stosunku do stempla oraz ze współpracującej z tym stemplem matrycy, zaopatrzonej w zagłębienie, w które wchodzi stempel przetłaczający złożone ze sobą blachy, znamienne tym, że jego dwuczęściowa matryca (2), zamocowana w uchwycie (12), jest zaopatrzona w zagłębienie (5) w postaci nieprzelotowego otworu, w którym jest osadzony element roboczy (13) w postaci kowadełka, wykonany z materiału o większej twardości od twardości uchwytu (12), przy czym zarówno zagłębienie (5), jak i osadzony w nim element roboczy (13) mają w przekroju poprzecznym kształt zabezpieczający przed ich wzajemnym obrotem. 2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że wymiary poprzeczne zagłębienia (5) w matrycy (2) są większe od odpowiadających im wymiarów poprzecznych trzpienia roboczego (4) stempla (1). 3. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że kształtowy element roboczy (13) jest korzystnie osadzony w zagłębieniu (5) uchwytu (12) z pasowaniem wtłaczanym. 4. Narzędzie do mechanicznego łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wzajemne przetłaczanie, tworzące rodzaj rozszerzonego na wierzchołku dwu- lub wielowarstwowego czopa i złożone ze stempla, zaopatrzonego na swym końcu w trzpień roboczy o mniejszych wymiarach poprzecznych w stosunku do stempla oraz ze współpracującej z tym stemplem matrycy, zaopatrzonej w zagłębienie, w które wchodzi stempel przetłaczający złożone ze sobą blachy, znamienne tym, że dwudzielny stempel (1) składa się w części prowadzącej (8), osadzonej przesuwnie w otworze (10) uchwytu (7) i wykonanej z materiału o większej twardości w porównaniu do uchwytu (7), i z utworzonego na końcu tej części prowadzącej (8) trzpienia roboczego (4), przy czym przekrój poprzeczny tej części prowadzącej (8) i odpowiadający mu przekrój poprzeczny otworu (17) mają kształt zabezpieczony przed ich wzajemnym obrotem. 5. Narzędzie według zastrz. 4, znamienne tym, że w otworze uchwytu (7) stempla (1) znajduje się wtłoczona, zamknięta tuleja (9), zaopatrzona w otwór (10), w którym jest osadzona przesuwnie część prowadząca (8) stempla (1), przy czym przekrój poprzeczny otworu uchwytu (7) oraz odpowiadający mu przekrój poprzeczny tej tulei (9) mają kształt zabezpieczający przed ich wzajemnym obrotem. 6. Zastosowanie narzędzia do mechanicznego łączenia płyt, zwłaszcza blach, przez ich wzajemne przetłaczanie, tworzące rodzaj rozszerzonego na wierzchołku dwu- lub wielowarstwowego czopa i złożone ze stempla, zaopatrzonego na swym końcu w trzpień roboczy o mniejszych wymiarach poprzecznych w stosunku do stempla oraz ze współpracującej z tym stemplem matrycy, zaopatrzonej w zagłębienie, w które wchodzi stempel przetłaczający złożone ze sobą blachy, do łączenia różnych elementów konstrukcyjnych, zwłaszcza płytek, sworzni, nakrętek itp., pełniących funkcję elementów roboczych stempla - z blachą.

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.