CZ286451B6 - Device for fastening attachment bolt in thin-walled supporting part - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro upevnění upevňovacího šroubu v tenkostěnném nosném dílu, zejména v dílu karoserie, obsahujícího úložné těleso pro upevňovací šroub, uložitelné do upevňovacího otvoru nosného dílu, mající tvarově tuhý vnitřní díl, tvořený úložným tělesem pro upevňovací šroub, a vnější díl, který je alespoň ve vybraných oblastech pružně tvárný, je opatřen dorazovým okrajem a je upraven pro uložení vnitřního dílu, přičemž vnitřní díl je společně s vnějším dílem zajištěn ve své relativní poloze vůči nosnému dílu zajišťovacími prvky proti natočení a zaskakovacími upevňovacími prvky.

Dosavadní stav techniky

Upevňovací zařízení tohoto druhu jsou známa ze stavu techniky například pod názvem „duté hmoždinky“. Tyto upevňovací prvky umožňují vytvářet zatížitelné šroubové spoje také v případech, kdy nosný materiál nemá dostatečnou tloušťku pro spolehlivé uchycení upevňovacího šroubu. Známá upevňovací zařízení mají nevýhodu zejména vtom, že zajišťují spolehlivé uchycení zašroubovaného upevňovacího šroubu jen při jeho prvním použití.

Tato známá upevňovací zařízení proto nejsou vhodná pro uchycení upevňovacích šroubů, kterými mají být upevňovány častěji montované a demontované konstrukční díly. To se týká zejména motorových vozidel, u kterých je třeba řadu konstrukčních a doplňkových dílů upevňovat pomocí upevňovacích šroubů na díly karoserie motorového vozidla. Příkladem toho je upevnění vnitřního obložení dveří nebo upevnění tabulek se státní poznávací značkou, popřípadě podpěrných destiček pro státní poznávací značky na plech karoserie motorových vozidel.

Na upevňovací zařízení, upravené pro uchycení upevňovacích šroubů pro upevnění tabulek se státními poznávacími značkami, je kladena řada různých požadavků. V prvé řadě musí tato upevňovací zařízení umožňovat opakované zašroubování a vyšroubovávání upevňovacích šroubů, aby bylo možno několikrát vyměnit různé úchytky na karoserii motorového vozidla. Za druhé představuje upevňovací otvor v plechu karoserie přímé spojení mezi vnitřním prostorem karoserie a okolím motorového vozidla. Z toho vyplývají zvláštní požadavky na zajištění vodotěsnosti oblasti upevňovacího otvoru a upevňovacího zařízení. Kromě toho usnadňují upevňovací otvory v plechu karoserie odcizení motorového vozidla jednoduchými nástroji, například drátem, kterým je možno se dostat těmito otvory z vnější strany do uzamykacího mechanismu zámku zavazadlového prostoru a manipulovat s ním.

Z FR-A-2 670 253 je známo upevňovací zařízení vytvořené ze dvou dílů a sestávající z vnitřního dílu a vnějšího dílu, které slouží pro uložení a upevnění upevňovacího šroubu v tenkostěnném nosném prvku. Toto známé upevňovací zařízení obsahuje tvarově tuhý vnitřní díl a naproti tomu alespoň v jedné části pružně a deformovatelně vytvořený vnější díl, sloužící pro vložení vnitřního dílu a opatřený dorazovým okrajem. Vnitřní díl je upevněn ve své relativní poloze k vnějšímu dílu a vnější díl je zase upevněn ve své relativní poloze k nosnému dílu zajištěním proti otáčení a zaskakovacím zablokováním.

Vnější díl tohoto známého upevňovacího zařízení sestává z pouzdra otevřeného na obou koncích, které je na jednom svém konci opatřeno dorazovým okrajem. Na základně pouzdrového vytvoření však má vnější díl jen omezenou tvarovou pružnost a deformovatelnost.

- 1 CZ 286451 B6

Úkolem vynálezu je proto vyřešit konstrukci dvoudílného upevňovacího zařízení majícího vnitřní díl a vnější díl, jehož vnější díl by měl zvýšenou tvarovou pružnost při současné dostatečné stabilitě neotočného uložení vnitřního dílu.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen upevňovacím zařízením uvedeného druhu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vnější díl má vkládací oblast vytvořenou ve tvaru U a opatřenou dvěma protilehlými stěnovými stranami, vytvořenými ve formě bočních ramen, a základnovou stranou, přičemž konce bočních ramen jsou spolu spojeny dorazovým okrajem a zaskakovací ústrojí ve formě zaskakovacích výstupků je tvořeno klínovými úseky, vybíhajícími z bočních ramen do koncových zaskakovacích hran.

Upevňovací zařízení je opatřeno tvarově stálým vnitřním dílem, vytvořeným ve formě tělesa pro uložení šroubu a obsahuje vnější díl pro vložení vnitřního dílu, který je alespoň v jedné oblasti pružně deformovatelný a je opatřen dosedacím okrajem. Vnitřní díl je zajištěn ve své relativní poloze k vnějšímu dílu a vnější díl je zajištěn ve své relativní poloze vůči nosnému dílu zajišťovacími prvky proti natočení a zaskakovacím upevněním.

Vytvoření upevňovacího zařízení podle vynálezu z vnějšího dílu a vnitřního dílu umožňuje rozdělit funkce na jednotlivé části, což výrazně přispívá k možnosti opakovaného zašroubovávání a vyšroubovávání upevňovacích šroubů bez újmy na funkční bezpečnosti. Vnitřní díl, který tvoří vlastně těleso pro uložení upevňovacího šroubuje na rozdíl od vnějšího dílu vytvořen jako poměrně tuhý prvek, takže v podstatě nedochází k roztažení upevňovací díry v úložném tělese pro uložení upevňovacího šroubu, jak tomu bylo u dosud známých poměrně měkkých a pružně deformovatelných úložných těles, ani při opakovaném zašroubovávání a vyšroubovávání upevňovacího šroubu. Na vnitřní díl při tomto řešení připadá pouze funkce držení upevňovacího šroubu. Pro zachycení, popřípadě pro upevnění upevňovacího zařízení v nosném dílu, zejména v plechu karoserie, slouží u řešení podle vynálezu pouze vnější díl, který je alespoň v některých svých částech pružně deformovatelný a umožňuje tak vytvoření zaskakovacího spoje s nosným dílem. Tento zaskakovací spoj je zablokován proti uvolnění vložením vnitřního dílu do vnějšího dílu, takže vnitřní díl slouží jako zdánlivý uzamykací prvek pro vnější díl upevňovacího zařízení. V axiálním směru je zaskakovacím záběrem zakotven jak vnější díl vůči nosnému dílu, tak také vnitřní díl vůči vnějšímu dílu. Jak již bylo uvedeno v předchozím popisu, je možnost pružné změny tvaru, nezbytná pro vytvoření zaskakovacích spojů, vyhrazena jen pro vnější díl. Jak vnitřní díl, tak také vnější díl jsou zajištěny proti natočení vůči sobě a také vůči nosnému dílu.

Upevňovací zařízení je přitom ve svém uspořádání v upevňovacím otvoru nosného dílu uloženo nezávisle na kombinaci s upevňovacím šroubem a nemůže proto být po vyšroubování upevňovacího šroubu odstraněno tlakem působícím do jeho vnitřku, aby se dosáhlo neoprávněného přístupu upevňovacím otvorem do vnitřního prostoru motorového vozidla. Na základě tvarového záběru vnějšího dílu s vnitřním dílem a vnějšího dílu s nosným dílem je po vyšroubování upevňovacího šroubu přístup k upevňovacímu otvoru možný jen po zničení upevňovacího zařízení. Tímto řešením je přístup do vnitřního prostoru vozidla podstatně ztížen.

Upevňovací zařízení má vnější díl s vkládací oblastí tvaru U, která je tvořena dvěma bočními rameny, vytvořenými ve formě bočních stěn, a základnovou stranou. Konce bočních ramen jsou spolu spojeny dorazovým okrajem a zaskakovací ústrojí je tvořeno klínovými úseky, vybíhajícími z bočních ramen do koncových zaskakovacích hran. Toto tělesné vytvoření vnějšího dílu tvoří stabilní skříňový rámeček, který je ve vybraných oblastech, konkrétně v oblasti bočních ramen, snadno pružně deformovatelný. Proto mohou být stěnová ramena při svém klínovitém vytvoření ve vybraných úsecích použita přímo jako zaskakovací ústrojí, takže není nutno vytvářet samostatné zaskakovací jazýčky deformovatelné vzhledem k vnějšímu dílu. To vede ke

-2CZ 286451 B6 kompaktního a zvláště jednoduchému tělesnému vytvoření vnějšího dílu, který může být jednoduše vyroben v jediné výrobní operaci z plastu v příslušném odpovídajícím tvaru.

Jestliže je na vnitřních plochách dvou vzájemně protilehlých bočních stěn, které jsou tvořeny bočními rameny profilu U, vytvořen vždy nejméně jeden zaskakovací výstupek, který spolupůsobí s komplementárním zaskakovacím výstupkem na vnějších plochách vnitřního dílu, připadá na boční stěny dvojí funkce spočívající v tom, že kromě zaskakovacího záběru vnějšího dílu v nosném dílu slouží přídavně k zajištění zaskakovacího záběru vnitřního dílu ve vnějším dílu. Tímto vytvořením bočních stěn, které má integrované funkce, se dosáhlo zvláště kompaktního konstrukčního vytvoření vnějšího dílu.

V ještě jiném výhodném provedení upevňovacího zařízení podle vynálezu má vnitřní díl uzavřený průřez s vnějším obrysem přizpůsobeným tvaru vnějšího dílu a úložnou díru pro vložení upevňovacího šroubu a je opatřen na svých dvou vzájemně protilehlých vnějších plochách vždy nejméně jedním zaskakovacím výstupkem. Díky svému uzavřenému příčnému průřezu je vnitřní díl oproti vnějšímu dílu podstatně více odolný proti deformaci a přetvoření, takže i při častém zašroubovávání a vyšroubovávání upevňovacího šroubu do díry ve vnitřním dílu nedochází k roztažení průřezu tohoto upevňovacího otvoru a nemusí být proto počítáno se ztrátou zadržovací síly. Zaskakovací výstupky na vnějších plochách spolupůsobí s odpovídajícími zaskakovacími výstupky na vnitřních plochách vnějšího dílu a tím je postaráno o spolehlivé držení vnitřního dílu ve vnějším dílu.

Jestliže je vnitřní díl opatřen na svých vnějších plochách podélnou drážkou pro uložení komplementárně vytvořené podélné stojiny na vnitřní ploše vnějšího dílu, je i přesto, že vnější díl tvaru U je ze stran otevřen, dosaženo tuhosti tohoto dílu a odolnosti proti kroutícím momentům tuhým obvodovým spojením mezi vnitřním dílem a vnějším dílem.

Výhodné je také takové konkrétní provedení, u kterého je vnitřní díl opatřen na svém zaváděcím konci zaváděcím hrotem, aby se tak ještě více usnadnilo zavádění vnitřního dílu do vnějšího dílu při jejich montáži.

Vnitřní díl je opatřen opěrnou obrubou s rozměry upravenými pro překrytí dorazového okraje vnějšího dílu po vložení do vnějšího dílu a dosedající s předpětím na dorazový okraj a na nosný díl.

Tím se dosáhne dvojitého utěsnění mezi nosným dílem a upevňovacím zařízením, které spolehlivě zamezuje pronikání vlhkosti zvnějšku upevňovacím zařízením do vnitřního prostoru vozidla. „Vnější“ těsnění leží přitom v oblasti kontaktu obvodu dosedací obruby na nosný díl a „vnitřní“ těsnění je tvořeno dosednutím vnitřní plochy dosedací obruby na povrchovou plochu dorazového okraje.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 osový řez instalovaným příkladným provedením upevňovacího zařízení podle vynálezu se zašroubovaným upevňovacím šroubem, obr. 2 osový řez upevňovacím zařízením z obr. 1 bez zašroubovaného upevňovacího šroubu, obr. 3 osový řez vnějším dílem upevňovacího zařízení z obr. 2,

-3CZ 286451 B6 obr. 4 boční pohled na vnější díl upevňovacího zařízení, zobrazený na obr. 3, obr. 5 půdorysný pohled na vnější díl upevňovacího zařízení, zobrazený na obr. 3, obr. 6 pohled zdola na vnější díl upevňovacího zařízení, zobrazený na obr. 3, obr. 7 boční pohled na vnitřní díl upevňovacího zařízení, zobrazeného na obr. 2, obr. 8 boční pohled na vnitřní díl z obr. 7, vedený ve směru kolmém na směr předchozího pohledu, obr. 9 pohled zdola na vnitřní díl upevňovacího zařízení z obr. 7.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno upevňovací zařízení 10 tvořené vnějším dílem 11 a vnitřním dílem 12. Vnější díl U je vsazen do upevňovacího otvoru 13 v plechu 14 karoserie a vnitřní díl 12 je vsazen do vnějšího dílu 11 a je do něj zašroubován upevňovací šroub 15.

Příkladné provedení zobrazené na obr. 1 znázorňuje upevňovací zařízení 10 v poloze, ve které je například využíváno pro upevnění státních poznávacích značek motorových vozidel. V takovém případě je upevňovaným dílem 16 tabulka se státní poznávací značkou, která je upevněna na plechu karoserie motorového vozidla, konkrétně z vnější strany na zadní stěně zavazadlového prostoru.

Na obr. 2 je pro větší přehlednost znázorněno upevňovací zařízení 10 z obr. 1 bez upevňovacího šroubu 15 a upevňovaného dílu 16.

Vnější díl Uje znázorněn v různých pohledech na obr. 3 až 6. Jak je patrno z obr. 3, vnější díl Hje tvořen vkládací oblastí 17 tvaru U, sestávající ze základnové strany 18 a ze dvou bočních ramen 19, 20. vybíhajících ze základnové strany 18. Boční ramena 19, 20 jsou na svých horních koncových oblastech opatřena vždy jedním zaskakovacím výstupkem 23, 24, majícím klínové úseky 25. 26 vystupující klínovitě z tloušťky stěny směrem k dorazovému okraji 21 vnějšího dílu 11 a ukončené zaskakovacími hranami 27, 28. Mezi dorazovou plochou 29 dorazového okraje 21 vnějšího dílu 11 a zaskakovacími hranami 27, 28 je vytvořena vždy jedna zaskakovací drážka 30, 31.

Jak je patrno z obou zobrazení na obr. 3 a 4, jsou obě boční ramena 19, 20 opatřena na svých vnitřních plochách 32, 33 vždy jednou podélnou stojinou 34, 35, probíhající v podélném směru uprostřed šířky obou vnitřních ploch 32, 33. Po obou stranách podélné stojiny 34, 35 jsou vytvořeny zubovité zaskakovací výstupky 36, 37, přičemž první zaskakovací výstupek 36 je zakončen první zaskakovací hranou 38, která je rovnoběžná s druhou zaskakovací hranou 39 druhého zaskakovacího výstupku 37.

Na obr. 5 je zobrazen půdorysný pohled na vnější díl 11 upevňovací zařízení 10. u kterého je možno nahlédnout do uvolněného zaváděcího otvoru 40, obklopeného dorazovým okrajem 21, s pohledem na vnitřní plochu základnové strany 18, přičemž vlevo a vpravo od základnové strany 18 jsou patrny první zaskakovací výstupky 36 s prvními zaskakovacími hranami 38, vytvořené na vnitřních stranách bočních ramen 19, 20. Uprostřed zaskakovacích výstupků 36 a kolmo na rovinu výkresu u obr. 5 probíhají podélné stojiny 34, 35.

Zaváděcí otvor 40 je na své obvodové oblasti opatřen zaváděcím úsekem 41 a má čtvercový průřez.

-4CZ 286451 B6

Obr. 6 zobrazuje v pohledu zdola na vnější díl 11 upevňovacího zařízení 10 pravoúhelníkový tvar základnové strany 18 sjeho příčným rozměrem a a podélným rozměrem b. Na příčných okrajích 42, 43, ve kterých základnová strana 18 přechází do bočních ramen 19, 20, je vytvořen vždy jeden zaváděcí úsek 44, 45.

Na obr. 7 až 9 je zobrazen v různých pohledech vnitřní díl 12 upevňovacího zařízení 10 z obr. 2, který je upraven pro vložení do vnějšího dílu ]_1. Jak je to patrno z obr. 7, vnitřní díl 12 je opatřen vsazovací částí 46 s uzavřeným příčným průřezem, ve kterém je vytvořena úložná díra 47 pro uložení upevňovacího šroubu 15, zobrazeného na obr. 1. Tato úložná díra 47 může být vytvořena libovolným způsobem a v libovolném tvaru, nemusí být nutně vytvářena vrtáním. Zejména u znázorněného příkladného provedení jednotlivých dílů upevňovacího zařízení 10 z plastu se pochopitelně úložná díra 47 vytvoří v průběhu formovacího procesu.

Vsazovací část 46 vnitřního dílu 12 je opatřena na dvou vzájemně protilehlých vnějších plochách 48, 49 vždy dvěma zaskakovacími výstupky 50, 51, které jsou tvořeny vždy dvěma dílčími úseky 52, 53, vybíhajícími do koncových zaskakovacích hran 54, 55.

Jak je z obr. 7, 8 a 9 patrno, je na každé z vnějších ploch 48, 49 vnitřního dílu 12 vytvořena podélná drážka 56, 57, protínající uprostřed zaskakovacími výstupky 50, 51 a probíhající v podélném směru vnitřního dílu 12. Vnější volná koncová oblast vsazovací části 46 je vytvořena ve tvaru ze všech stran se zužujícího zaváděcího konce 58. Tvar tohoto zaváděcího konce 58 je zejména dobře patrný z pohledu na obr. 9, vedeném zdola na vnitřní díl 12.

Obr. 7 dále zobrazuje, že vsazovací část 46 přechází na svém horním konci do prstencovitě vytvořené opěrné obruby 59. Opěrná obruba 59 má talířový průřez a je opatřen talířovou okrajovou částí 60, která plynule stoupá směrem ke středové vsazovací části 46.

Při montáži upevňovací zařízení 10 z obr. 2 se nejprve zasune vnější díl 11 svou vkládací oblastí 17 do upevňovacího otvoru 13, který má rozměr svého průřezu přizpůsoben rozměrům základnové strany 18 vnějšího dílu H· Vkládací oblast 17 vnějšího dílu 11 se zasouvá po přivedení příčných okrajů upevňovacího otvoru 13 do kontaktu s klínovými úseky 25, 26 za současně se zvyšující deformace bočních ramen ]9, 20 do upevňovacího otvoru 13, až zaskakovací hrany 27, 28 zaskakovacích výstupků 23, 24 zaskočí za příčné hrany 61, 62 upevňovacího otvoru 13. V této poloze dosedne dorazový okraj 21 svou dorazovou plochou 29 na plech 14 karoserie a vnější díl 11 je díky tvaru svého příčného průřezu, který odpovídá tvarově pravoúhelníkovému průřezu vkládací oblasti 17 a průřezu upevňovacího otvoru 13, držen v tomto upevňovacím otvoru 13 neotočně.

V další pracovní operaci se vnitřní díl 12 zavede svým zaváděcím koncem 58 do zaváděcího otvoru 40 vnějšího dílu 11 a zatlačí se do něj, až zaskakovací výstupky 50, 51 vnitřního dílu 12 zapadnou za zaskakovací výstupky 36, 37 vnějšího dílu H. V této poloze je talířová okrajová část 60 opěrné obruby 59 vnitřního dílu 12 uložena s předpětím na plech 14 karoserie. Současně dolehne opěrná obruba 59 v důsledku svého talířového tělesného vytvoření a z toho vyplývajícího tvaru příčného průřezu svou vnitřní plochou 63 na dorazový okraj 21, který je opatřen vnější plochou 64 komplementární k vnitřní ploše 63 a vytvoří utěsněný spoj.

V sestaveném stavu upevňovacího zařízení j0, zobrazeném na obr. 2, jsou podélné stojiny 34, 35 vnějšího dílu 11 vsunuty do podélných drážek 56, 57 vnitřního dílu 12. Při tomto uspořádání může být upevňovací šroub 15, jak je to zobrazeno na obr. 1, zašroubován do úložné díry 47 vnitřního dílu 12, přičemž při tomto uložení se posouvací síly, vnášené na vnitřní díl 12, přenášejí prostřednictvím podélných stojin 34, 35 do bočních stěn podélných drážek 56, 57 vnějšího dílu 11. Vnější díl 11 tak slouží pro vyztužení vnitřního dílu 12 proti kroutícím silám.

CŽ 286451 B6

Aby se vnější díl 11 mohl jak při vsazování do upevňovacího otvoru }3, tak také při vsazování vnitřního dílu 12 do vnějšího dílu 11 elasticky deformovat, je vytvořen z vhodného materiálu, zejména z polyetylénu s vysokou hustotou (HDPE). Aby se zajistila možnost opakovaného vyšroubovávání a zašroubovávání upevňovacího šroubu 15 do vnitřního dílu 12 bez poškození, může být pro výrobu vnitřního dílu 12 použito polyoxymetylénu (POM) jako výrobního materiálu.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro upevnění upevňovacího šroubu (15) v tenkostěnném nosném dílu, zejména v plechu (14) karoserie, obsahující úložné těleso pro upevňovací šroub (15) uložitelné do upevňovacího otvoru (13) nosného dílu, mající tvarově tuhý vnitřní díl (12), tvořený úložným tělesem pro upevňovací šroub (15), a vnější díl (11), který je alespoň ve vybraných oblastech pružně tvárný, je opatřen dorazovým okrajem (21) a je upraven pro vloženi vnitřního dílu (12), přičemž vnitřní díl (12) je společně s vnějším dílem (11) zajištěn ve své relativní poloze vůči nosnému dílu (14) zajišťovacími prvky (13, 17, 34, 35, 56, 57) proti natočení a zaskakovacími upevňovacími prvky (23, 24, 61, 61, 36, 37, 50, 51), vyznačující se tím, ževnějšídíl (11) má vkládací oblast (17) vytvořenou ve tvaru U a opatřenou dvěma protilehlými stěnovými stranami, vytvořenými ve formě bočních ramen (19, 20), a základnovou stranu (18), přičemž konce bočních ramen (19, 20) jsou spolu spojeny dorazovým okrajem (21) a zaskakovací ústrojí ve formě zaskakovacích výstupků (23, 24) je tvořeno klínovými úseky (25, 26), vybíhajícími z bočních ramen (19, 20) do koncových zaskakovacích hran (27, 28).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dvě vzájemně protilehlá boční ramena (19, 20) vnějšího dílu (11) jsou na svých vnitřních plochách (32, 33) opatřena vždy nejméně jedním zaskakovacím výstupkem (36, 37), který spolupůsobí s komplementárním zaskakovacím výstupkem (50, 51) na vnějších plochách (48, 49) vnitřního dílu (12).
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vnitřní díl (12) má uzavřený průřez, přizpůsobený svým obrysem vnějšímu dílu (12), s úložnou dírou (47) pro vložení upevňovacího šroubu (15) a je opatřen na dvou vzájemně protilehlých vnějších plochách (48, 49) nejméně jedním zaskakovacím výstupkem (50, 51).
4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vnitřní díl (12) je opatřen na vnějších plochách (48, 49) podélnou drážkou (56, 57) pro vložení komplementárně vytvořené podélné stojiny (34, 35) na vnitřních plochách (32, 33) vnějšího dílu (11).
5. 5. Zařízení podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vnitřní díl (12) je na svém zaváděcím konci (58) opatřen zaváděcím hrotem.
6. 6. Zařízení podle nároků laž5, vyznačující se tím, že vnitřní díl (12) je opatřen opěrnou obrubou (59) s rozměry, při kterých je opěrnou obrubou (59) překryt při vsazeném vnitřním dílu (12) do vnějšího dílu (11) jeho dorazový okraj (21) a dosedá s předpětím na dorazový okraj (21) a na nosný díl (14).