NL8000250A - Bevestigingsmiddel. - Google Patents

Description

* % 0002 -1-Bevestigingsmiddel

Plastics worden in steeds grotere mate toegepast als gevolg van het lage gewicht, en de gunstige sterkte-eigenschappen. Behalve deze voordelen bestaan er ook bepaalde problemen. Als gevolg van de neiging van het koud vloeien van plastic materiaal 5 onder belasting is het op gebruikelijke wijze vastzetten van plastic voortbrengselen ónmogelijk. Schroeven en bouten zijn afhankelijk van de druk, welke door de verbinding zelf wordt geleverd om teruglopen en loswerken van de verbinding te voorkomen. Wanneer plastic in koude toestand gaan vloeien, loopt de druk van de 10 verbinding terug en kan het bevestigingsmiddel vrij uit de verbinding los trillen.

Een ander probleem bestaat wanneer plastic voortbrengselen bevestigd moeten worden op een uit betrekkelijk dun plaatmateriaal bestaande ondersteuning. Daardoor zijn er slechts weinig schroef-15 gangen waarmede de bevestiging van het werkstuk kan plaatsvinden.

De losbaarheidskracht, d.w.z. het koppel, dat nodig is om schroefdraad uit het werkstuk te trekken, is betrekkelijk klein. Hoe groter de koppel, des te groter is de weerstand tegen teruglopen.

Het probleem bij het vastzetten van voortbrengselen uit plastic 20 materiaal, is zeer groot wanneer dit op dun metaalplaat dient te geschieden.

De kleine dikte van het metaal, dat de ondersteuning vormt betekent een derde probleem. Het drijvende koppel, d.w.z. de rotatiekracht, welke nodig is om een schroef in te draaien, hangt 25 van verschillende parameters af, namelijk de plaatselijke hardheid van het plaatmetaal, de hardheid van de schroefdraad van het bevestigingsmiddel en de invoeghoek.

Op een daartoe geschikte sleutel moet een koppel worden gekozen, waarmede het bevestigingsmiddel in de ondersteuning kan 30 worden gedraaid, zonder dat een overbelasting plaatsvindt of een ongewenst terugdraaien. Als gevolg van de kleine terugdraaikracht ' «> in dun metaal, zijn de keuzen in het koppel beperkt ingeval aan w beide vereisten moet worden voldaan.

8000250 y 3c - -2-

Het doel van de uitvinding is een bevestigingsmiddel te verschaffen om plastic materiaal aan dun metaalplaat te bevestigen welke bevestiging een groot terugdraaikoppel vereist, ongeacht de eigenschappen van het plastic materiaal en het plaatmetaal.

5 Daarbij wordt de keuze van het koppel vergemakkelijkt, omdat de mogelijkheden groter worden om het bevestigingsmiddel doelmatig . te kunnen indrijven.

Een bevesti gingsmiddëü volgens de uitvinding bestaat uit een zelf tappende schroef, met het afstandsorgaan, welke daar een 10 eenheid mee vormt. Het afstandsorgaan is een cylindrische kraag met een voorafbepaalde lengte, welke in overeenstemming is met de dikte van het plastic materiaal, waarbij de binnendiameter niet groter is dan de buitendiameter van de schroefdraad, vermeerderd met ongeveer tweemaal de dikte van het plaatmetalen werkstuk.' 15 Het afstandsorgaan maakt hèt mogelijk, dat het bovenvlak van het plastic materiaal enigszins wordt aangedrukt door daartoe geschikte middelen, welke kunnen bestaan uit de onderzijde van de kop van de schroef of de flens van het afstandsorgaan.

Een gedeelte van de rand van de opening in het werkstuk, dat 20 de schacht van de schroef omgeeft, kan extruderen in de spleet, welke zich bevindt tussen het afstandsorgaan en de schroefdraad, waardoor het terugdraaiende koppel aanzienlijk groter wordt.

Verdere bijzonderheden van de uitvinding worden onder verwijzing naar de tekening toegelicht. Daarin toont: 25 figuur 1 een dwarsdoorsnede van een verbindingsdeel volgens de uitvinding, waarmede een plastic deel bevestigd is aan een ondersteuning un dun plaatmetaal \ figuur 2 een zijaanzicht in gedeeltelijke doorsnede van een uitvoeringsvorm, waarbij het ondervlak van de kop van het beves-30 tigingsmiddel direkt op het plastic materiaal kan drukken;.

figuur 3 een zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede van een uitvoeringsvorm, waarbij het afstandsorgaan een geheel vormt met het bevestigingsmiddel; en figuur k een zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede van een 35 vierde uitvoeringsvorm, waarbij het bevestigingsmiddel een als 80 0 0 2 5 0 -3- > ' · % boor uitgevoerde punt heeft met een kegelvormige kop.

In figuur 1 is het bevestigingsmiddel als geheel door 10 aangeduid. Deze bestaat uit een zelftappende schroef 12 en een afstandsorgaan 1^. De schroef heeft een schacht met schroefdraad 5 16 en een dwarsgerichte kop 18 met sleutelvlakken 19. De schacht 16 heeft een ringvormige verbreding of rand 2Q nabij het boveneinde van de schroefdraad. Het afstandsorgaan heeft een axiaal zich uitstrekkend kraaggedeelte 22. Het bovenvlak van de kraag heeft tenminste èen naar binnen gericht uitsteeksel 2k, dat de vorm 10 heeft van een ring. De binnendiameter van het uitsteeksel is kleiner dan de buitenzijde van de rand 20, zodat het afstandsorgaan over de rand kan snappen, zodat afstandsorgaan en schroef tot een eenheid gekoppeld kunnen worden.

De eenheid heeft middelen 26, welke in het weergegeven geval 15 de vorm hebben van een dwars zich uitstrekkende flens. Deze flens kan zijn voorzien van uitstekende tanden 28. De tanden werken samen en dringen in het plastic materiaal 30, waardoor relatieve bewegingen tussen het plastic materiaal en het afstandsorgaan voorkomen worden.

20 De axiale lengte van de kraag 22 stemt ongeveer overeen met de dikte van het plastic orgaan 30. De kraag is opgenomen in een verbrede opening 32 in het orgaan 30 en het uiteinde van de kraag steunt op de metalen ondersteuning 3^·. Het steurrmiddel 26 drukt het plastic orgaan enigermate in, wanneer de schacht l6 schroef-25 draad tapt en in de boring 36 van de ondersteuning wordt gedraaid, waarbij koud vloeien op matige wijze wordt voorkomen.

De kraag 22 heeft een diameter, welke samenhangt met de diameter van de schroef, waarmede deze wordt gebruikt. De binnendiameter van de kraag is groter dan de buiténdiameter van de bui-30 tenschroefdraad over een afstand, welke ongeveer tweemaal de dikte van het plaatmetaal 3^· is, waarmede het verbindingsorgaan samenwerkt. Daardoor wordt een spleet of opening gerormd tussen de kraag en de buitendiameter van de schroef, welke spleet op de ··*»· schacht gelegen is. Het is van belang, dat de schroefdraad tot in -u 35 de kraag doorloopt, zoals nog nader zal worden toegelicht.

9000250 -i+-

Bij de montage -wordt de opening 32 in het plastic orgaan geplaatst hoven de opening 36 in het plaatmetaal en -wordt het bevestigingsorgaan 10 in de opening gezet. Eainiet weergegeven sleutel wordt op de vlakken 19 gezet, waarna de schroef in het 5 werkstuk wordt gedraaid. De aanvankelijk gemaakte schroefdraad, welke ingesneden kan zijn om het draadsnijden te vergemakkelijken, treedt in de ruimte 36 voor het vormen van de draad. Bij het verder indraaien van de schroef komt de kraag 22 van het afstands-orgaan in de opening 32 van het plastic materiaal tegen de onder-10 steuning 3¼ uit plaatmetaal.

Wanneer de schroef verder wordt ingedraaid en het punt wordt bereikt waar de schroefdraad in het werkstuk wordt getrokken, zal het uiteinde van het afstandsorgaan dienen als reaktievlak voor het ombuigen van de randen van de opening 36 binnen de 15 kraag.Het materiaal extrudeert in de spleet, waardoor de terug-draaikracht aanzienlijk wordt vergroot. In het geextrudeerde metaal wordt namelijk schroefdraad gesneden, waardoor een betere samenwerking wordt verkregen en aangezien het materiaal vastklemt tussen de schacht en de kraag, zal een grotere weerstand tegen 20 een verder verdraaien ontstaan.

De figuren 2-1+ tonen uitvoeringsvormen, waarbij dezelfde verwijzingscijfers voor dezelfde elementen zijn gebruikt als die volgens figuur 1 met de toevoegingen a, b en c.

In de uitvoeringsvorm volgens figuur 2 heeft het afstands-25 orgaan ll+a de vorm van een cilindrische kraag 22a. Het aandrufc-middel 26a wordt gevormd door het ondervlak van de kop 18a van de schroef 12a. Het afstandsorgaan is verenigd met de schroef door een rand 20a en een uitsteeksel 2l+a, zoals beschreven met betrekking tot de uitvoeringsvorm volgens figuur 1.

30 In de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 vormt het afstands orgaan ll+b van de bevestigingseenheid 10b een geheel met de schacht van die eenheid. De eenheid 1Qh kan zijn voorzien van een cylindrisch blokmateriaal onder de kop. Nadat op de schacht draad is gerold, kan de kraag 22b worden gevormd door een extru- ~r 35 deren van materiaal uit' het bedoelde blok, waarbij de van schroef- 8000250 -5- draad -voorziene schacht "bij een tweede rolhandeling de schacht kan omgeven. De afmetingen van het blok en de ruimte in het gereedschap bepalen de diameter en de axiale afmeting van de kraag.

Figuur 4 toont een vierde uitvoeringsvorm van de bevesti-5 gingseenheid 10c, waarvan de punt ^-0 aan de onderzijde van de van schroefdraad voorziene schacht 16c de vorm heeft van een boor U0. Het afstandsorgaan 1kc stemt overeen met dat volgens figuur 2, terwijl het steunvlak 26c hier wordt gevormd door een gedeelte van de kop van de bevestigingseenheid. Het kopgedeelte 18c heeft 10 een inwendig sleutel vlak 19c en is in hoofdzaak kegel vormig uitgevoerd. De kleinste diameter van de kop is ongeveer gelijk aan de buitendiameter van het afstandsorgaan 1^c, waarboven zich het naar buiten groter wordende gedeelte 26c van de kop bevindt.

De tapse kop 26c zal het plastic materiaal enigermate naar omlaag 15 en buitenwaarts wegdrukken. Het is duidelijk, dat wanneer de top is uitgevoerd als een boor ko, het voorboren in het steunor-gaan kan komen te vervallen.

Met een bevestigingseenheid volgens figuur 1 zijn verschillende proeven gedaan, dat voorzien is van een boorpunt in verge-20 lijking tot bevestigingsmiddelen, welke slechts waren voorzien van een vlakke ring boven het schroefdraadgedeelte. De materiaal-diktes voor het plastic materiaal waren resp. 2,5^ en 3,17 mm, terwijl de staalplaat een dikte had van 0,79 mm, maar onder toepassing van hetzelfde gereedschap. De resultaten zijn in onder-25 staande tabel I weergegeven.

* ^ T

8 0 0 0 2 5 0 -6-

TABEL· I

Materiaal Vlakke ring Afstandsorgaan dikte (mm) aantrekkoppel losdraai- aantrekkoppel losdraai-Ncm koppel Hem Ncm koppel ïïcm 5---- 2,5^ 92 173 69 278 63 190 69 26k 80 150 63 310 92 185 69 322

10 7^ 155 92 36U

3j17 69 212 80 358 69 208 80 368 69 ’ ïkk 80 328 80 190 92 390 15 Ik 212 7^ 322

Uit de tabel blijkt, dat er slechts een beperkte keuze is tussen 92 en 1UU Hem wanneer uitsluitend een vlakke ring wordt gebruikt. Deze keuze ligt echter anders wanneer een grotere een-20 heid wordt gebruikt, waarbij onder bepaalde omstandigheden het aantrekkingskoppel groter is dan het losdraaikoppel.

Door toepassing van de uitvinding wordt het'losdraaikoppel met meer dan S0% verhoogd voor beide materiaaldiktes, waardoor de verbinding ook een grotere houdkracht verkrijgt en dus terug-25 lopen of lostrillen van de verbinding kan worden voorkomen en betrekkelijk grote koppels worden uitgeoefend bij het maken van de verbinding.

·—> 8000250

Claims (5)

1. Bevestigingseenheid voor het vastzetten van plastic materiaal van een bepaalde, eerste dikte aan betrekkelijk dun plaatmetaal van een bepaalde, tveede dikte, welke eenheid bestaat 5 uit een zelftappende schroef met een schachtgedeelte, voorzien van schroefdraad, waarvan de toppen de buitendiameter bepalen en een dvarsgericht kopgedeelte met sleutelviakken in het bovenste gedeelte en een dvarsgericht vlak, dat kan samenverken met het buitenvlak van het plastic materiaal, een axiaal zich uitstrekken-10 de, in hoofdzaak cylindrisch afstandsorgaan met een lengte, welke in hoofdzaak gelijk is aan de eerstbedoelde dikte, welk:.orgaan in de verkzame stand een gedeelte van de van schroefdraad voorziene schacht omgeeft, en waarvan de binnendiameter in hoofdzaak gelijk is aan de buitendiameter van de draadtoppen, vermeerderd 15 met tweemaal de bedoelde tveede dikte, welk afstandsorgaan is opgenomen in een in het plastic materiaal aangebrachte opening, en daarbij op het plaatmetaal steunt, zodat het steunvlak van de kop het plastic materiaal vastklemt en bij het verder in het plaatmateriaal brengen van de schroef tenminste een gedeelte van 20 dat metaal, dat het schroefdraad omgeeft, naar boven toe extru-deert in de spleet tussen het afstandsorgaan en de toppen van de schroefdraad, waardoor het losdraaikoppel wordt verhoogd.

2. Bevestigingseenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de onderzijde van de kop .dienst doet als aandrukorgaan op 25 het plastic materiaal.

3. Bevestigingseenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de kop kegelvormig is uitgevoerd. k. Bevestigingseenheid volgens conclusie 1, mé;.het kenmerk, dat het afstandsorgaan voorzien is van een dvarsgericht flensge-30 deelte.

5. Bevestigingseenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afstandsorgaan een geheel vormt met de bevestigingseenheid.

6. Bevestigingseenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afstandsorgaan een gescheiden ring is, waarvan de binnen- 35 diameter tenminste een naar binnen gericht uitsteeksel heeft, dat 6000250 4' ....... ......-8- kan samenwerken met een ringvormige rand op de schacht van de hevestigingseenheid, door middel waarvan het afstandsorgaan wordt vastgehouden. 9000250 "