RU2796312C2

RU2796312C2 - Bolt and attachment system

Info

Publication number: RU2796312C2
Application number: RU2020115551A
Authority: RU
Inventors: Уве ПОПП; Зимон ШТАЭЛЬ; Клаус БЕРТШ
Original assignee: Хильти Акциенгезельшафт
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2023-05-22

Abstract

FIELD: fastening means.

SUBSTANCE: invention can be used to fasten the attached element to the base with a bolt. The bolt for attaching the attached element to the base contains a rod that determines the direction of fastening, welded to the base, a sealing element designed to seal the contact zone between the bolt rod and the base, and a force-transmitting element designed to transfer the compression forces of the attached element to the base. The force-transmitting element has an abutment surface, which serves to abut the element being attached to it, a pressing surface, which serves to press the sealing element against the base, and a support surface, configured to support the force-transmitting element on the base.

EFFECT: invention provides reliable sealing of the area for fastening the bolt to the base.

11 cl, 4 dwg

Description

Изобретение, в общем смысле, относится к устройству и способу крепления болта к основе, а также к соответствующему болту.The invention, in a general sense, relates to a device and method for fastening a bolt to a base, as well as to a corresponding bolt.

Известно множество устройств и способов, посредством которых различные болты крепят к основе в разных сферах практического применения. Так, например, реализуют контакт болта с основой и подают электрический ток. Как только между болтом и основой потечет электрический ток, болт отводят от основы, в результате чего возникает электрическая дуга. Вследствие высвобождения энергии материал болта и основы частично расплавляется. Затем электрический ток отключают, и болт погружают в расплавленный материал, пока последний не остынет и не затвердеет. При этом болт неразъемно соединяется с основой.There are many devices and methods by which various bolts are attached to the base in various fields of practical application. So, for example, the bolt is in contact with the base and an electric current is applied. As soon as an electric current flows between the bolt and the base, the bolt is removed from the base, resulting in an electric arc. Due to the release of energy, the bolt and base material is partially melted. The electrical current is then turned off and the bolt is immersed in the molten material until the latter cools and hardens. In this case, the bolt is permanently connected to the base.

Известны устройства, которые обеспечивают энергию, необходимую для расплавления материала болта и основы, в течение достаточно короткого промежутка времени, причем подобные устройства генерируют электрический ток очень большой силы, подводимый к болту посредством электрического кабеля с надлежащими размерными параметрами. Известно также, что в место контакта болта с основой подают инертный газ, что позволяет избежать окисления расплавленного материала.Devices are known which provide the energy necessary to melt the material of the bolt and the base within a sufficiently short period of time, such devices generating a very high electric current supplied to the bolt by means of an electrical cable of appropriate dimensions. It is also known that an inert gas is supplied to the place of contact of the bolt with the base, which makes it possible to avoid the oxidation of the molten material.

Для решения некоторых технических задач, возникающих, например, при строительстве сооружений или в судостроении, используют болты различных размеров снабженные резьбой, на которую тот или иной объект навинчивают с целью его закрепления на основе. Пользователь устройства должен регулировать некоторые параметры технологии крепления, например, длительность воздействия электрического тока и его мощность, приводя их в соответствие с используемыми болтами. Посредством визуального контроля пользователь выполняет заключительную оценку качества соединения болта с основой. Таким образом, качество указанного соединения зависит также от опыта и профессионализма пользователя.To solve some technical problems that arise, for example, in the construction of structures or in shipbuilding, bolts of various sizes are used, equipped with threads, on which one or another object is screwed in order to fix it on the base. The user of the device must adjust some parameters of the fastening technology, for example, the duration of the electric current and its power, bringing them into line with the bolts used. By means of visual inspection, the user makes a final assessment of the quality of the connection between the bolt and the base. Thus, the quality of said connection also depends on the experience and professionalism of the user.

В случае болтов, снабженных уплотнительным кольцом, следует учитывать, что после крепления болта к основе уплотнительное кольцо довольно сильно сжато, что необходимо для обеспечения достаточного герметизирующего эффекта. С другой стороны, во избежание слишком сильного деформирования уплотнительное кольцо не должно быть сжато слишком сильно.In the case of bolts provided with a sealing ring, it should be taken into account that after the bolt is fixed to the base, the sealing ring is compressed quite strongly, which is necessary to ensure a sufficient sealing effect. On the other hand, in order to avoid too much deformation, the O-ring should not be compressed too much.

В основу настоящего изобретения была положена задача предложить устройство и/или способ, позволяющие улучшить крепление болта к основе. В частности, должна быть обеспечена надежная герметизация зоны крепления болта к основе.The present invention was based on the task of providing a device and/or a method to improve the fastening of the bolt to the base. In particular, reliable sealing of the area where the bolt is attached to the base must be ensured.

Указанная задача решается с помощью болта для крепления присоединяемого элемента к основе, который включает определяющий направление крепления стержень, приваренный к основе уплотнительный элемент, предназначенный для герметизации зоны контакта стержня с основой, и передающий усилие элемент, предназначенный для передачи усилий сжатия присоединяемого элемента к основе. Передающий усилие элемент в известных условиях передает соединяющее усилие, перпендикулярное направлению крепления боковое усилие, изгибающий момент вокруг оси, перпендикулярной направлению крепления, и/или крутящий момент вокруг оси, параллельной направлению крепления, к основе, благодаря чему исключается воздействие соответствующего усилия или соответствующего момента на уплотнительный элемент. Уплотнительный элемент предпочтительно выполнен из эластичного материала, в частности, из эластомера, например, резины или тройного сополимера на основе этилена, пропилена и диена. Передающий усилие элемент предпочтительно выполнен из жесткого материала, например, металла, сплава, керамики и так далее.This problem is solved with the help of a bolt for fastening the attached element to the base, which includes a rod that determines the direction of fastening, a sealing element welded to the base, designed to seal the contact zone of the rod with the base, and a force-transmitting element designed to transfer the compression forces of the attached element to the base. The force-transmitting element under known conditions transmits a connecting force perpendicular to the direction of attachment, a side force, a bending moment about an axis perpendicular to the direction of attachment, and/or a torque about an axis parallel to the direction of attachment, to the base, thereby eliminating the effect of a corresponding force or a corresponding moment on sealing element. The sealing element is preferably made of an elastic material, in particular an elastomer, for example rubber or an ethylene/propylene/diene terpolymer. The force transmitting element is preferably made of a rigid material, such as metal, alloy, ceramic, and so on.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что передающий усилие элемент имеет поверхность прилегания, которая служит для прилегания присоединяемого элемента к передающему усилие элементу, и опорную поверхность, которая служит для посадки передающего усилие элемента на основу. Расстояние между поверхностью прилегания и опорной поверхностью в направлении крепления предпочтительно точно соответствует или превышает толщину уплотнительного элемента в направлении крепления.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the force-transmitting element has a contact surface, which serves to abut the element to be attached to the force-transmitting element, and a support surface, which serves to seat the force-transmitting element on the base. The distance between the contact surface and the support surface in the fastening direction preferably exactly matches or exceeds the thickness of the sealing element in the fastening direction.

Кроме того, передающий усилие элемент предпочтительно имеет прижимную поверхность, служащую для прижима уплотнительного элемента к основе. Расстояние между прижимной поверхностью и опорной поверхностью в направлении крепления особенно предпочтительно меньше толщины уплотнительного элемента в направлении крепления. Расстояние между прижимной поверхностью и опорной поверхностью составляет от 50 до 90% от толщины уплотнительного элемента.In addition, the force-transmitting element preferably has a pressing surface for pressing the sealing element against the base. The distance between the pressure surface and the support surface in the fastening direction is particularly preferably less than the thickness of the sealing element in the fastening direction. The distance between the pressing surface and the supporting surface is 50 to 90% of the thickness of the sealing element.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что площадь перпендикулярного направлению крепления поперечного сечения уплотнительного элемента уменьшается в направлении крепления. В связи с этим по мере возрастания усилия прижима уплотнительного элемента к основе герметизирующая поверхность между уплотнительным элементом и основой увеличивается.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the cross-sectional area of the sealing element perpendicular to the direction of attachment is reduced in the direction of attachment. In this regard, as the pressing force of the sealing element against the base increases, the sealing surface between the sealing element and the base increases.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что болт является приварным болтом, установочным болтом или резьбовой шпилькой.The preferred embodiment of the invention is characterized in that the bolt is a weld bolt, a set bolt or a threaded stud.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что уплотнительный элемент обладает кольцеобразной формой и внутри прилегает к стержню и/или снаружи прилегает к передающему усилие элементу.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the sealing element has an annular shape and rests on the inside against the shaft and/or on the outside against the force-transmitting element.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что передающий усилие элемент обладает кольцеобразной формой.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the force-transmitting element has an annular shape.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что уплотнительный элемент и/или передающий усилие элемент обладает кольцеобразной формой.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the sealing element and/or the force-transmitting element has an annular shape.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что болт имеет резьбу для привинчивания присоединяемого элемента к болту.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the bolt has a thread for screwing the element to be attached to the bolt.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что болт используют в системе крепления, включающей основу и присоединяемый элемент. Передающий усилие элемент предпочтительно зажат между присоединяемым элементом и основой.The preferred embodiment of the invention is characterized in that the bolt is used in a fastening system comprising a base and an attached element. The force-transmitting element is preferably clamped between the element to be attached and the base.

ПримерыExamples

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:Below the invention is considered in more detail on the example of some embodiments of its implementation with reference to the drawings attached to the description, which show:

на фиг. 1 схематическое изображение сварочного приспособления,in fig. 1 schematic representation of the welding fixture,

на фиг. 2 продольное сечение приварного болта,in fig. 2 longitudinal section of the welded bolt,

на фиг. 3 продольное сечение приварного болта,in fig. 3 longitudinal section of the welded bolt,

на фиг. 4 продольное сечение приварного болта.in fig. 4 longitudinal section of the welded bolt.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение сварочного приспособления 10 для приваривания приварного болта 20 к основе 30. Материалом приварного болта 20 и материалом основы 30 является токопроводящий, прежде всего металлический материал. Сварочное приспособление 10 включает сварочный пистолет 40 с курковым выключателем 41 в виде кнопочного переключателя, сварочный аппарат 50, первый электрический кабель 61, второй электрический кабель 62 с контактным зажимом 63, кабель питания от электросети 64, например, в виде сетевого кабеля, электрический коммуникационный провод 65, газовый резервуар 70 в виде газового баллона, линия подачи газа 71 в виде шланга, а также газовый шланг 72.In FIG. 1 is a schematic representation of a welding fixture 10 for welding a weld bolt 20 to a base 30. The material of the weld bolt 20 and the material of the base 30 is a conductive, primarily metallic material. The welding fixture 10 includes a welding gun 40 with a trigger switch 41 in the form of a push button switch, a welding machine 50, a first electrical cable 61, a second electrical cable 62 with a terminal clamp 63, a mains power cable 64, for example in the form of a mains cable, an electrical communication wire 65, a gas tank 70 in the form of a gas cylinder, a gas supply line 71 in the form of a hose, and a gas hose 72.

Первый кабель 61 предназначен для снабжения приварного болта 20 электрическим током от сварочного аппарата 50. Второй кабель 62 предназначен для электрического соединения основы 30 со сварочным аппаратом 50 в случае, если контактный зажимной выступ 63 закреплен на основе 30. При контактировании приварного болта 20 с основой 30 происходит замыкание электрического контура, а, следовательно, от сварочного аппарата 50 к приварному болту 20 может поступать сварочный ток, например, в виде постоянного или переменного тока. Сварочный пистолет 40 включает не показанный на чертеже разъем для подключения сварочного тока. Для генерирования сварочного тока с необходимым напряжением и силой сварочный аппарат 50 включает не показанное на чертеже устройство для преобразования электрического тока, поступающего от электросети по кабелю питания 64, в сварочный ток, которое, в свою очередь, включает, например, электрический конденсатор, тиристор, биполярный транзистор с изолированным управляющим электродом или другие силовые электронные схемные элементы, а также соответствующий прибор управления с микропроцессором.The first cable 61 is designed to supply the weld bolt 20 with electric current from the welder 50. The second cable 62 is designed to electrically connect the base 30 to the welder 50 in case the contact clamp lug 63 is fixed on the base 30. When the weld bolt 20 is in contact with the base 30 the electric circuit is closed, and, therefore, welding current can be supplied from the welding machine 50 to the welded bolt 20, for example, in the form of direct or alternating current. The welding gun 40 includes a connector, not shown in the drawing, for connecting the welding current. To generate a welding current with the required voltage and strength, the welding machine 50 includes a device not shown in the drawing for converting the electric current coming from the mains through the power cable 64 into a welding current, which, in turn, includes, for example, an electric capacitor, a thyristor, a bipolar transistor with an insulated control electrode or other power electronic circuit elements, as well as an appropriate control device with a microprocessor.

Линия подачи газа 71 и газовый шланг 72 предназначены для подачи защитного газа из газового резервуара 70 в зону контакта приварного болта 20 с основой 30, что необходимо для защиты указанной зоны от окисления содержащимся в окружающей среде кислородом в процессе сварки. Для регулирования расхода газа, поступающего в зону контакта, газовый резервуар 70, линия подачи газа 71, сварочный аппарат 50, газовый шланг 72 или сварочный пистолет 40 включают не показанный на данном чертеже, в частности, регулируемый вентиль.The gas supply line 71 and the gas hose 72 are designed to supply shielding gas from the gas reservoir 70 to the contact zone of the weld bolt 20 with the base 30, which is necessary to protect this zone from oxidation by environmental oxygen during the welding process. To regulate the flow of gas entering the contact zone, the gas reservoir 70, the gas supply line 71, the welding machine 50, the gas hose 72 or the welding gun 40 include, not shown in this drawing, in particular, an adjustable valve.

Сварочный аппарат 50 снабжен устройством ввода данных 51 с органами управления 52, а также устройством вывода данных 53 с элементом визуальной индикации 54 и беспроводным передаточным блоком. Устройство ввода 51 данных предназначено для ввода пользователем сварочного приспособления 10 параметров реализуемого с помощью этого приспособления процесса сварки, например, электрического напряжения, силы, мощности и длительности сварочного тока, положения и скорости перемещения болта, а также других показателей. Устройство вывода 53 данных предназначено для вывода информации, например, параметров процесса сварки, регистрируемых выбросов в атмосферу или других показателей процесса сварки, информации относительно качества процесса сварки и мероприятий для его оптимизации, информации относительно контролируемых свойств приварного болта, а также информации, вытекающей из указанных выше показателей, и/или рекомендаций или инструкций по очистке и/или техническому обслуживанию сварочного приспособления 10, в частности, сварочного пистолета 40, пользователем.The welding machine 50 is provided with an input device 51 with controls 52, as well as an output device 53 with a visual indication element 54 and a wireless transmission unit. The data input device 51 is intended for input by the user of the welding fixture 10 of the parameters of the welding process implemented using this fixture, for example, electrical voltage, strength, power and duration of the welding current, the position and speed of the bolt, and other indicators. The data output device 53 is designed to output information, for example, welding process parameters, registered atmospheric emissions or other indicators of the welding process, information regarding the quality of the welding process and measures for its optimization, information regarding the controlled properties of the weld bolt, as well as information arising from these above indicators, and/or recommendations or instructions for cleaning and/or maintenance of the welding fixture 10, in particular the welding gun 40, by the user.

Коммуникационный провод 65 предназначен для обеспечения связи между сварочным пистолетом 40, в частности, не показанным на фиг. 1 управляющим устройством сварочного пистолета 40, и сварочным аппаратом 50, в частности, прибором управления, устройством ввода 51 данных и/или устройством вывода 53 данных. Благодаря подобной связи, например, осуществляется обмен информацией, относящейся к параметрам процесса сварки, что, например, позволяет обеспечивать или облегчать синхронизацию сварочного тока с перемещением приварного болта 20. Согласно не показанным примерам конструктивного исполнения сварочного приспособления между сварочным пистолетом и сварочным аппаратом существует беспроводная связь, радиосвязь или связь посредством первого электрического кабеля, проводящего сварочный ток.The communication wire 65 is intended to provide communication between the welding gun 40, in particular, not shown in FIG. 1 by the control device of the welding gun 40, and the welding machine 50, in particular the control device, the data input device 51 and/or the data output device 53. Thanks to such a connection, for example, the exchange of information related to the parameters of the welding process is carried out, which, for example, makes it possible to ensure or facilitate the synchronization of the welding current with the movement of the weld bolt 20. According to the not shown examples of the design of the welding fixture, a wireless connection exists between the welding gun and the welding machine. , radio communication or communication through the first electric cable conducting the welding current.

Сварочный пистолет 40 имеет снабженный выходным отверстием 46 корпус 42, из которого выступает рукоятка 43 с курковым выключателем 41. Кроме того, сварочный пистолет 40 имеет держатель болта 44, в котором в процессе сварки удерживается приварной болт 20. При этом держатель 44 включает, например, два, три, четыре или более не показанных в отдельности пружинящих рычага, между которыми вставляется и удерживается посредством зажимного выступа приварной болт 20. Сварочный пистолет 40 снабжен также разъемом, например, в виде одного или нескольких пружинящих рычагов, который предназначен для подвода сварочного тока к приварному болту 20 и встроен в держатель 44.The welding gun 40 has a housing 42 provided with an outlet 46 from which a handle 43 with a trigger switch 41 protrudes. two, three, four or more spring arms, not shown individually, between which a welding bolt 20 is inserted and held by means of a clamping lug. The welding gun 40 is also provided with a connector, for example in the form of one or more spring arms, which welded bolt 20 and built into the holder 44.

Кроме того, сварочный пистолет 40 имеет управляющее устройство 99, предназначенное для управления различными составными частями и устройствами сварочного пистолета и сварочного аппарата 50. Управляющее устройство 99 служит для управления одним или несколькими параметрами процесса сварки. Управляющее устройство 99 включает необходимые для этого электронные детали, например, один или несколько микропроцессоров, один или несколько запоминающих устройств для временного или долговременного хранения данных и так далее.In addition, the welding gun 40 has a control device 99 for controlling various parts and devices of the welding gun and the welding machine 50. The control device 99 is used to control one or more parameters of the welding process. The control device 99 includes the necessary electronic parts for this, for example, one or more microprocessors, one or more memory devices for temporary or long-term storage of data, and so on.

Сварочный пистолет 40 имеет также механизм подъема болта в виде первого подъемного электромагнита, причем в случае если механизм подъема болта активирован, он с определенным усилием отводит держатель 44 от выходного отверстия 46 (на фиг. 1 вверх). Посредством не показанного на чертеже сигнального провода управляющее устройство 99 связано с механизмом подъема болта, что позволяет управлять этим механизмом, в частности, активировать и деактивировать его.The welding gun 40 also has a bolt lifting mechanism in the form of a first lifting electromagnet, and if the bolt lifting mechanism is activated, it removes the holder 44 from the outlet 46 (in Fig. 1 upwards) with a certain force. The control device 99 is connected by means of a signal wire, not shown in the drawing, to the bolt lifting mechanism, which makes it possible to control this mechanism, in particular to activate and deactivate it.

Кроме того, сварочный пистолет 40 имеет механизм погружения болта, выполненный в виде пружинящего элемента или второго подъемного электромагнита, причем в случае если механизм погружения болта активирован, он с определенным усилием подводит держатель 44 к выходному отверстию 46 (на фиг. 1 вниз). Посредством не показанного на чертеже сигнального провода управляющее устройство 99 связано с механизмом погружения болта, что позволяет управлять этим механизмом, в частности, активировать и деактивировать его. В случае если механизм погружения болта выполнен в виде пружинящего элемента, подобный пружинящий элемент при перемещении держателя 44 в направлении от механизма подъема болта предпочтительно напряжен, а, следовательно, как только механизм подъема болта деактивируется, пружинящий элемент перемещает держатель 44 вперед.In addition, the welding gun 40 has a bolt immersion mechanism, made in the form of a spring element or a second lifting electromagnet, and if the bolt immersion mechanism is activated, it brings the holder 44 to the outlet 46 with a certain force (in Fig. 1 down). By means of a signal wire, not shown in the drawing, the control device 99 is connected to the bolt insertion mechanism, which makes it possible to control this mechanism, in particular to activate and deactivate it. In the case where the bolt plunger is in the form of a spring element, such spring element is preferably tensed when the holder 44 moves away from the bolt lifter, and therefore, once the bolt lift mechanism is deactivated, the spring element moves the holder 44 forward.

При осуществлении процесса сварки с использованием сварочного приспособления 10 сначала предоставляются в распоряжение основа 30 и болт 20. На следующей стадии пользователь посредством устройства ввода данных вводит информацию, например, необходимые параметры последующего процесса сварки. На следующей стадии к приварному болту 20 от сварочного аппарата 50 посредством первого кабеля 61 и второго кабеля 62 подают сварочный ток, проходящий между приварным болтом 20 и основой 30. На следующей стадии приварной болт 20 посредством механизма подъема отводят от основы при сохранении протекающего между приварным болтом 20 и основой 30 сварочного тока, причем между приварным болтом 20 и основой 30 возникает электрическая дуга. При этом прежде всего вследствие создаваемой электрической дугой высокой температуры происходит частичное расплавление материала приварного болта 20 и/или основы 30. На следующей стадии приварной болт 20 посредством механизма погружения погружается в расплавленный материал приварного болта 20, соответственно основы 30. После этого расплавленный материал приварного болта 20, соответственно основы 30, затвердевает, а, следовательно, приварной болт 20 неразъемно соединяется с основой 30.When carrying out the welding process using the welding fixture 10, the base 30 and the bolt 20 are first made available. In the next step, the user enters information via the input device, for example the required parameters for the subsequent welding process. In the next stage, the welded bolt 20 from the welding machine 50 is supplied with a welding current passing between the welded bolt 20 and the base 30 by means of the first cable 61 and the second cable 62. 20 and the base 30 of the welding current, and between the weld bolt 20 and the base 30 occurs an electric arc. In this case, first of all, due to the high temperature generated by the electric arc, a partial melting of the material of the weld bolt 20 and/or the base 30 occurs. 20, respectively of the base 30, hardens, and, consequently, the weld bolt 20 is permanently connected to the base 30.

На фиг. 2 представлено продольное сечение системы крепления 100, включающей присоединяемый элемент 150, основу 200 и болт 210, предназначенный для крепления присоединяемого элемента 150 к основе 200. Болт 210 включает определяющий направление крепления 220 стержень 230, уплотнительный элемент 240 для герметизации зоны контакта 250 стержня 230 с основой 200, а также передающий усилие элемент 260, предназначенный для передачи усилий сжатия присоединяемого элемента 150 к основе 200. Кольцеобразный уплотнительный элемент 240 внутри прилегает к стержню 230, а снаружи к передающему усилие элементу 260, который также обладает кольцеобразной формой.In FIG. 2 shows a longitudinal section of the fastening system 100, including the attached element 150, the base 200 and the bolt 210, designed to fasten the attached element 150 to the base 200. The bolt 210 includes a rod 230 determining the direction of fastening 220, a sealing element 240 for sealing the contact zone 250 of the rod 230 with base 200, as well as a force-transmitting element 260, designed to transmit compression forces of the attached element 150 to the base 200. The annular sealing element 240 is internally adjacent to the rod 230, and externally to the force-transmitting element 260, which also has an annular shape.

Болт 210 выполнен, например, в виде приварного болта, установочного болта или резьбовой шпильки, причем зона контакта 250 в этом случае выполнена в виде сварного шва, соединительного зазора или иного стыка и снабжена резьбой 211. Крепежный элемент в виде гайки 160 затянут на болте 210, в данном примере навинчен на резьбу 211, обеспечивая фиксирование присоединяемого элемента 150 на болте 210, а, следовательно, на основе 200.The bolt 210 is made, for example, in the form of a welded bolt, a set bolt or a threaded stud, and the contact zone 250 in this case is made in the form of a weld, a connecting gap or other joint and is provided with a thread 211. The fastener in the form of a nut 160 is tightened on the bolt 210 , in this example, is screwed onto the thread 211, ensuring that the attached element 150 is fixed on the bolt 210, and therefore on the base 200.

Передающий усилие элемент 260 имеет поверхность прилегания 261, которая служит для прилегания присоединяемого элемента 150 к передающему усилие элементу 260, а также опорную поверхность 262, которая служит для посадки передающего усилие элемента 260 на основу 200. Расстояние «а» между поверхностью прилегания 261 и опорной поверхности 262 в направлении крепления 220 точно соответствует толщине уплотнительного элемента 240 в направлении крепления 220. Благодаря этому передающий усилие элемент 260 передает соединяющее усилие от присоединяемого элемента 150 к основе без нагружения уплотнительного элемента 240 полным соединяющим усилием. При этом передающий усилие элемент 260 зажат между присоединяемым элементом 150 и основой 200.The force-transmitting element 260 has a contact surface 261 which serves to abut the attachment element 150 to the force-transmitting element 260, as well as a support surface 262 which serves to seat the force-transmitting element 260 on the base 200. Distance "a" between the abutment surface 261 and the support surface 262 in the attachment direction 220 exactly matches the thickness of the sealing element 240 in the attachment direction 220. By doing so, the force transmitting element 260 transmits the connecting force from the attachment element 150 to the base without loading the sealing element 240 with the full connecting force. In this case, the force-transmitting element 260 is clamped between the attached element 150 and the base 200.

Передающий усилие элемент 260 передает на уплотнительный элемент 240 усилие прижима лишь для того, чтобы прижать уплотнительный элемент 240 к основе 200. Передающий усилие элемент 260 имеет необходимую для этого прижимную поверхность 263, причем в случае если уплотнительный элемент 240 разгружен, расстояние «b» от прижимной поверхности 263 до опорной поверхности 262 в направлении крепления 220 меньше толщины уплотнительного элемента 240 в направлении крепления 220. Расстояние «b» составляет, например, 75% от толщины ненагруженного уплотнительного элемента. При этом уплотнительный элемент 240 для реализации его герметизирующего действия соответствующим образом сжимается. Герметизирующий эффект не зависит от соединяющего усилия, а, следовательно, также и от усилия затягивания крепежного элемента 160 на болте 210.The force-transmitting element 260 transmits a pressing force to the sealing element 240 only in order to press the sealing element 240 against the base 200. the pressure surface 263 to the bearing surface 262 in the attachment direction 220 is less than the thickness of the sealing element 240 in the attachment direction 220. The distance "b" is, for example, 75% of the thickness of the unloaded sealing element. At the same time, the sealing element 240 is suitably compressed to realize its sealing action. The sealing effect is independent of the connecting force and therefore also of the tightening force of the fastener 160 on the bolt 210.

На фиг. 3 представлено продольное сечение болта 310, предназначенного для крепления непоказанного присоединяемого элемента к непоказанной основе. Болт 310 имеет определяющий направление крепления стержень 330, приваренный к основе уплотнительный элемент 340, предназначенный для герметизации зоны контакта стержня 330 с основой, а также передающий усилие элемент 360, предназначенный для передачи усилий сжатия присоединяемого элемента к основе. Кольцеобразный уплотнительный элемент 340 внутри прилегает к стержню 330, а снаружи к передающему усилие элементу 360, который также обладает кольцеобразной формой.In FIG. 3 is a longitudinal section through a bolt 310 for attaching a not-shown attachment to a not-shown base. The bolt 310 has a directional pin 330, a sealing member 340 welded to the base to seal the contact area between the pin 330 and the base, and a force transmitting member 360 to transmit compressive forces of the attached member to the base. The annular sealing element 340 bears on the inside against the shaft 330 and on the outside against the force transmitting element 360, which also has an annular shape.

Передающий усилие элемент 360 имеет поверхность прилегания 361, которая служит для прилегания присоединяемого элемента к передающему усилие элементу 360, а также опорную поверхность 362, которая служит для посадки передающего усилие элемента 360 на основу. Обращенная в направлении крепления торцовая сторона 341 уплотнительного элемента 340 скошена таким образом, что площадь перпендикулярного направлению крепления поперечного сечения уплотнительного элемента 340 уменьшается в направлении крепления. В связи с этим по мере возрастания усилия прижима уплотнительного элемента 340 к основе герметизирующая поверхность между уплотнительным элементом и основой увеличивается.The force transmitting element 360 has an abutment surface 361 which serves to abut the element to be attached to the force transmitting element 360 and a bearing surface 362 which serves to seat the force transmitting element 360 on the base. The end face 341 of the sealing member 340 facing in the mounting direction is beveled so that the cross-sectional area of the sealing member 340 perpendicular to the mounting direction is reduced in the mounting direction. Therefore, as the pressing force of the sealing member 340 against the base increases, the sealing surface between the sealing member and the base increases.

На фиг. 4 представлено продольное сечение болта 410, предназначенного для крепления непоказанного присоединяемого элемента к непоказанной основе. Болт 410 имеет определяющий направление крепления стержень 430, приваренный к основе уплотнительный элемент 440, предназначенный для герметизации зоны контакта стержня 430 с основой, а также передающий усилие элемент 460, предназначенный для передачи усилий сжатия присоединяемого элемента к основе. Кольцеобразный уплотнительный элемент 440 внутри прилегает к стержню 430, а снаружи к передающему усилие элементу 460, который также обладает кольцеобразной формой.In FIG. 4 is a longitudinal section through a bolt 410 for attaching a not-shown attachment to a not-shown base. The bolt 410 has a direction-determining rod 430, a sealing element 440 welded to the base to seal the contact area between the rod 430 and the base, and a force transmitting element 460 to transfer the compression forces of the attached element to the base. The annular sealing element 440 bears on the inside against the shaft 430 and on the outside against the force transmitting element 460, which also has an annular shape.

Передающий усилие элемент 460 имеет поверхность прилегания 461, которая служит для прилегания присоединяемого элемента к передающему усилие элементу 460, а также опорную поверхность 462, которая служит для посадки передающего усилие элемента 460 на основу. Обращенная в направлении крепления торцовая сторона 441 уплотнительного элемента 440 снабжена двумя проходящими по периметру выемками 442, в частности, канавками, а, следовательно, площадь перпендикулярного направлению крепления поперечного сечения уплотнительного элемента 440 уменьшается в направлении крепления. В связи с этим по мере возрастания усилия прижима уплотнительного элемента 440 к основе герметизирующая поверхность между уплотнительным элементом и основой увеличивается.The force-transmitting element 460 has an abutment surface 461 which serves to abut the element to be attached to the force-transmitting element 460, as well as a support surface 462 which serves to seat the force-transmitting element 460 on the base. The end face 441 of the sealing element 440 facing in the direction of fastening is provided with two recesses 442 extending along the perimeter, in particular grooves, and, therefore, the cross-sectional area perpendicular to the direction of fastening of the sealing element 440 is reduced in the direction of fastening. Therefore, as the pressing force of the sealing member 440 against the base increases, the sealing surface between the sealing member and the base increases.

Уплотнительный элемент предпочтительно изготавливают посредством вырубки из листового материала, штампования, литьевого формования или иной подобной технологии. В частности, в случае литьевого формования предпочтительным является целенаправленное формообразование, позволяющее локально повышать контактное напряжение уплотнительного элемента и/или регулировать ход контактного напряжения вдоль пути прижима таким образом, чтобы уплотняющий эффект был обеспечен также при переменном пути прижима.The sealing element is preferably made by blanking, punching, injection molding or the like. In particular, in the case of injection molding, targeted shaping is preferred, which makes it possible to locally increase the contact stress of the sealing element and/or to adjust the course of the contact stress along the pressure path so that the sealing effect is also achieved with a variable pressure path.

Согласно не показанному на чертежах примеру осуществления изобретения для исключения повреждения при необходимости имеющегося на основе покрытия радиально-наружная зона уплотнительного элемента выступает между передающим усилие элементом и основой. Согласно другим не показанным на чертежах примерам осуществления изобретения уплотнительный элемент и передающий усилие элемент образуют монолитное изделие, выполненное из одного и того же материала. В этом случае, например, благодаря приданию уплотнитель ному элементу пригодной формы (в частности, с показанными на фиг. 4 канавками) в начале пути прижима достигается упругое поведение, а позже имеет место значительное повышение жесткости.According to an exemplary embodiment of the invention, which is not shown in the drawings, in order to prevent damage to the coating base, if necessary, the radially outer zone of the sealing element protrudes between the force-transmitting element and the base. According to other embodiments of the invention not shown in the drawings, the sealing element and the force-transmitting element form a monolithic product made of the same material. In this case, for example, by shaping the sealing element in a suitable shape (in particular with the grooves shown in Fig. 4), an elastic behavior is achieved at the beginning of the pressing path, and later a significant increase in rigidity takes place.

Изобретение рассмотрено на примерах устройства для крепления первого объекта ко второму объекту, а также технологии изготовления подобного устройства. При этом возможны любые комбинации отличительных признаков устройства, соответственно технологии его изготовления согласно описанным выше вариантам. Следует отметить, что предлагаемое в изобретении устройство и предлагаемый в изобретении способ пригодны также для иных целей.The invention is considered on the examples of a device for attaching the first object to the second object, as well as the manufacturing technology of such a device. In this case, any combination of the distinguishing features of the device is possible, according to the technology of its manufacture according to the options described above. It should be noted that the device according to the invention and the method according to the invention are also suitable for other purposes.

Claims

1. A bolt for attaching an element to be attached to the base, containing a rod that determines the direction of fastening, welded to the base, a sealing element designed to seal the contact zone between the bolt shaft and the base, and a force-transmitting element designed to transfer the compression forces of the attached element to the base, when In this case, the force-transmitting element has an abutment surface that serves to abut the element being attached to it, a pressing surface that serves to press the sealing element against the base, and a support surface configured to support the force-transmitting element on the base.

2. Bolt according to claim 1, in which the distance between the contact surface and the supporting surface in the direction of attachment exactly matches or exceeds the thickness of the sealing element in the direction of attachment.

3. Bolt according to claim 1, in which the distance between the pressing surface and the supporting surface in the fastening direction is less than the thickness of the sealing element in the fastening direction.

4. Bolt according to claim 3, in which the distance between the pressing surface and the supporting surface is from 50 to 90% of the thickness of the sealing element.

5. Bolt according to claim 3, in which the cross-sectional area of the sealing element, perpendicular to the direction of fastening, decreases in the direction of fastening.

6. Bolt according to claim 1, wherein the sealing element has an annular shape, while inside adjoining the rod and/or outside adjoining the force-transmitting element.

7. Bolt according to claim 1, in which the force-transmitting element has an annular shape.

8. Bolt according to claim 1, in which the sealing element and/or force-transmitting element has an annular shape.

9. Bolt according to any one of paragraphs. 1-8, in which the attached element is made with the possibility of screwing it to the bolt.

10. The system for fastening the attached element to the base, containing the base, a bolt welded to the base according to any one of paragraphs. 1-9 and the attached element.

11. An attachment system according to claim 10, wherein the force-transmitting element of the welded bolt is sandwiched between the element to be attached and the base.