专利名称：加强支承条带上的孔边缘的孔眼扣环及将孔眼扣环装在支承条带上的装置的制作方法
技术领域：
本发明首先涉及如权利要求1前序部分所述类型的孔眼扣环。已知有由一个部分构成的和由两个部分构成的孔眼扣环。
存在另一种一体式孔眼扣环(DIN 7333)，它没有其颈部端头所赖以卷边的突起。这种孔眼扣环基本上用在无柔韧性的支承条带上如纸板包装材料上。迄今为止，还不能用在柔韧的支承条带如汽车遮篷上。在安装这种已知的一体式孔眼扣环之前，纸板必须先冲孔，这既费事又费时。在安装完后，扣环件以其圆盘支承在纸板正面上并以其颈部穿过纸板上的预冲切孔眼，其略呈L形的卷边则贴靠在支承条带的背面上。
在采用另一种孔眼扣环即由两部分构成的孔眼扣环时，省去了支承条带的预冲孔，这种孔眼扣环包括一个在支承条带一边上的扣环件和一个在支承条带另一边上的圆片部(DIN 7332)。当使用这种由两部分构成的孔眼扣环时，固然也可以用帆布作支承条带，但在制造时需要较高的材料费并在装配时需要较高的人工费。就是说，既要制造出扣环件和圆片部本身，又要将这两个部分装到装钉装置的所属的上、下工具中。这两个部分的制造、存放、运输既占地又费时。此外，孔眼扣环的抗拉出强度有限。如果人们打算在采用已知的由两部分构成的孔眼扣环的情况下省去圆片部并且象在上述的第一现有技术中那样只用一个扣环件工作的话，则支承条带在装钉孔眼扣环处抗拉出强度完全不可用。
在两部分构成的且成所谓的“护孔环”形式的孔眼扣环中，环状圆片部在内边缘和外边缘上都有一些独立的尖齿，这些尖齿在卷边时沿轴向被压向扣环件的圆盘并同时穿透支承条带。这些尖齿在支承条带正面上并在扣环件圆盘区中被弯曲或被卷边。为此，一方面利用扣环件的颈部和圆盘之间的过渡部分，另一方面利用在扣环件圆盘上的一个外周腔。这些尖齿按照所谓齿环的类型工作，就象它例如被用在按钮部上那样。但这种孔眼扣环制造加工起来很费事。
利用颈部的自由端头上的轴向或径向突起，获得这样的保持机构，即这些保持机构在造成环形轮廓的颈部卷边时在所夹住的支承条带上产生特定的压紧点，在拉力负荷下支承条带便紧压在上述压紧点上。端侧的颈部突起被整合到颈部的卷边的环形轮廓中并在中间接入了支承条带的孔眼边缘区的情况下贴靠着支承面，按上述环形轮廓，这些支承面由扣环件的圆盘或扣环件的圆盘和颈部之间的过渡部形成。支承条带在环形轮廓内部超出压紧点并继续行进至其孔眼边缘。支承条带的负荷在压紧点上对条带孔眼边缘卷入环形轮廓内部起到阻碍作用。本发明提出的孔眼扣环与开头所述的现有技术相比大大提高了抗拉伸性。
与费事得多的由两部分构成的孔眼扣环相比，根据本发明，可获得超强的抗断裂强度，即强度提高30％～75％。这种强度正好出现在目前如此重要的柔软或可拉伸的支承条带上，这种条带无法用一体式孔眼扣环来加工。由于在本发明成一体的缘故，节省了圆片部并进而节省了材料、仓储费、运费及在装配工作时的加工。本发明提出的一体式扣环件可以实现快速处理，从而降低孔眼扣环的装配费用。考虑到环形轮廓，在卷边时只要使本发明的扣环件的颈部形成得足够长就够了。此外，当然还应考虑到支承壁的厚度。在颈部的自由端头上只需要设置一些轴向或径向的突起，可用不同方法完成这些突起。
存在这样一种可能性，即例如通过在颈部管壁上的径向冲孔来形成突起。在颈部卷边时，这些径向突起便挤入到支承条带的被控住的孔眼边缘区中，它们埋入此处并与圆盘上的对置支承面有关地产生压紧点。但从制造上说，另一种可行性就比较简单了，即沿轴向形成突起。为此，合适的做法是如权利要求2所述的颈部具有齿状或波状的端部棱边。在此情况下，颈部的整个棱边就连贯地成型了，而不是象开头所述的现有技术那样配备有彼此间隔的各突起。在环形轮廓定形时，根据本发明，颈部和其突起都是一起变形的。当在卷边过程中形成环形时，尖齿便埋入支承条带材料中，这不仅能制造尖齿和圆盘的支承面之间的夹紧，而且还能造成齿和支承条带之间的形状配合。施加到支承条带上的拉力越大，则尖齿埋入支承条带中就越牢。这表明本发明的孔眼扣环的超强抗断裂强度。
本发明还涉及一种装置，它用于装配本发明的孔眼扣环，其特征见权利要求10所述。在已知的在柔软支承条带如汽车遮篷上的孔眼扣环的装配装置中，人们在下工具中在一个可轴向移动的中心嵌件的端面上使用深拉端颈。这样就能够在上下两个工具部的卷边行程中将支承条带上的孔眼冲切得较大，以便实现同圆片的顺利铆接。在这方面，本发明走的是一条完全不同的路子。
虽然在本发明中如上所述地不使用圆片部而只使用扣环件，但仍然使用一种如在采用由两部分构成的孔眼扣环时常用的装置。而在上工具的中心嵌件上不使用深拉端颈，这是因为本发明要将支承条带上的孔眼设计得尽可能小。这一点之所以重要是因为，如上所述，在形成卷边的基本闭合的环形轮廓时，我们希望支承条带的孔眼边缘区有一个富余长度，这个富余长度在环形轮廓内部在所述的压紧点那一边延伸。在下述条件下可获得特别可靠的工作方式在装配装置上使用如权利要求11所述的压力环和如权利要求13所述的背压环。此外，在其它权利要求中提及的这种压力环和背压环的造型也是有益的。
图1、2分别为俯视图，装配有本发明提出的孔眼扣环的支承条带的正面及背面；图3是沿图1中的III-III剖面线的图1所示装钉上的孔眼扣环的横断面放大视图；图4是本发明无圆片孔眼扣环的特定扣环件的轴向截面图，该孔眼扣环处于原初状态即其装钉在支承条带上之前的状态；图5放大示出了本发明扣环件的在图4中用V表示的边缘区的局部平面展开结构；图6以轴向半截面图示出了加工图4所示扣环件的本发明的由两部分构成的装置，其中上工具在其行程运动的上终点处位于下工具对面。
扣环件10可以成一个凸起的且基本径向延伸的圆盘11和一个轴向延伸的管形颈部12的形式。出于更高的形状稳定性考虑以及为了以下要详细描述的颈部12环形卷边，圆盘11配有一个隆起轮廓13。这样，在圆盘11和颈部12之间便产生一个特别显眼的弧形过渡段14。颈部在其自由端头15上配设有沿轴向即沿颈部12延伸方向延伸的突起16。在这里，这些突起由图5所示的弧形带齿端棱17构成。该端棱具有如下的特定外观。
齿尖17配设有凸面倒圆部27，而齿隙18则具有凹面倒圆部28。这样，由齿轮廓19产生一波形曲线。该波形曲线成不对称形状。就是说，齿尖17倒圆部27的曲率半径被设计得小于齿隙18倒圆部28的曲率半径。
扣环件17在图6所示的装置30上被装钉到支承条带20上。装置30基本上由五个可彼此时间错开地轴向移动的部分组成。属于此装置的首先是一个在这里是静止的下工具32，该下工具承载着一个可相反地被动轴向移动的压力环34。此外，属于装置30的是一个可相对下工具32主动移动的上工具31，它配有一个在同轴而设的中心嵌件33，该嵌件也可相对地被动轴向移动。最后，上工具31四周被一个同样可被动轴向移动的背压环54包围。中心嵌件33及背压环54在力箭头35或55所示的方向上被压到下工具32上，与此同时，在下工具32中的压力环34与之成镜像地按照力箭头36方向并在一组弹簧56的作用下被压到上工具31上，这些弹簧均安装在下工具32的轴孔中。弹簧56都成螺旋弹簧形式，在压力环34上的销钉57嵌入这些弹簧的簧眼内。工具组31、33、54和工具组32、34可以彼此相对做行程运动，如通过上方的工具组31、33、54的运动箭头37所示。
背压环54在上工具31的外周面63上受到导向。背压环54所受力55由一压簧64产生，压簧支承在上工具31的一周边凸缘65的一个侧面和背压环54的一凹口66的接合面之间。背压环54的压出位置通过终端止挡来确定。在这里，这些终端止挡由一组导杆68的头部67形成，这些导杆可以通过螺纹啮合部69和一个制动螺帽71来纵向调节。导杆头部67在静止状况下支承在凸缘65的上侧面上。这样，便可与上工具31有关地确定所需的背压环54压出长度70。
在图6中，如上所述地示出了行程运动37的上折返点，在这里，上工具31在下工具32对面地间隔最大行程距离38。这样，一个扣环件10可很顺利地嵌在上工具31和中心嵌件33的容纳轮廓上。为此，上工具31具有一个与圆盘11轮廓匹配的容纳部39。具有容纳部39的部位在按规定使用时遇到磨损。为了易于实现已磨损的装置30的修复，上工具的下部位配设有一个嵌件31’，该嵌件通过所示的螺钉等与上工具31的上部位可拆卸地连接。嵌件31’具有容纳部39。
在将扣环件10嵌入后，颈部20的端头支承在中心嵌件33的外周面上。中心嵌件33配有平端面43。为了确保扣环件在工具31、33中的位置，利用一个安置在中心嵌件33外周区内的保持件44，该保持件在这里由一个径向向外地承受弹簧加载的销钉构成。
支承条带20被安放到两个工具部分31、32之间，支承条带最初是未穿孔的。上述弹簧56将压力环34保持在某个可从图6看到的初始位置上。在工具达到其最大行程时，压力环34的作为标准的上边45位于一个设置在冲切工具32上的冲切刃42的上方或最好冲切刃等高。这样，在压力环34上出现了一个用于支承条带20的且如图6所示的用虚线表示的水平支承平面60。
在上工具组31、33、54的向下行程37中，在前的背压环54首先碰到贴靠在压力环34上的支承条带20。两个环34、54配有基本上彼此平行地延伸的斜面58、59，这两个斜面将支承条带20夹在它们中间，由此使支承条带20先轻轻被拉紧。压力环34的斜面58相对用虚线在图6中示出的支承平面60成锐角61地延伸，支承平面由接触支承条带20的压力环34的端面45决定。所述压力环54的背压面59基本上平行于压力面58地延伸。在两个工具31、32彼此反向移动37时，支承条带20因此便绕棱边62被牵拉，该棱边位于压力环34的端面45和斜面58之间。这样，支承条带便在待打孔区域29中被顺利地牵拉。所以，支承条带20处于在所述支承平面60内的一个拉伸位置。
于是，由冲压杆加载的中心嵌件33碰到支承条带20的朝上正面23并将支承条带压到下工具32的静靠在支承条带背面24上的冲切刃42上。这样，便在支承条带20上冲切出一个圆形冲孔。此外，由冲切刃42决定的孔半径46小于孔眼扣环颈部12的在图6中以26表示的颈部半径26。
当上工具31按照行程运动箭头37方向继续下降时，支承条带20便更稳定地被拉紧在两个环34、54的两个斜面58、59之间。此时，扣环件10的颈部12便通过所产生的孔眼进入下工具，直到扣环件10的圆盘11在中间接入支承条带20的情况下压放在压力环34上。在上述向下运动37的过程中，上工具31克服下方压力环34的弹力36，从而实现扣环颈部12的卷边和在下工具32卷边轮廓47上的轴向突起16的卷边。上方压力环54的弹力54小于作用于压力环34上的压出力36。与上工具31的情况相似，下工具32也具有一个定位于轴向区内的嵌件32’，该嵌件具有标准的卷边轮廓47。卷边轮廓47在长期使用后磨损。于是，只更换嵌件32’就够了。
在进行卷边时，会产生尤其如图3所示的铆接条件。实际上，要将扣环件整个的如图4所示的颈部长度48卷成一个如图3所示的在支承条带20背面24上的环形轮廓50。此外，颈部突起16被拉入上述环形轮廓50中。在中间接入支承条带20的上述的且在图6示出的孔眼边缘区21的情况下，上述颈部突起16被压紧到由圆盘11隆起13所产生的支承面49上。在这里，出现了如图3所示的呈环形环绕的压紧点40。在环形轮廓内部51，支承条带20以一个端区41继续延伸，该端区呈弧形段地与环形轮廓50匹配。即使在端区41卷入时，在铆接过程中，斜面58、59仍然固定着支承条带20。
在装配在支承条带20上的扣环件的标准使用情况下，会产生在图1至3中以力箭头52表示的拉力负荷。这些拉力负荷52被压紧点40所接收。在压紧点40上首先存在着一种处于颈部突起16和支承面49之间的一种夹紧作用。此外，由于上述突起16的所述成形部19的缘故，还产生形状配合。齿尖17挤入到支承条带材料中，然而，因为齿轮廓19有倒圆部27、28，所以不会在支承条带20上出现裂纹，从而避免了缺口效应。在齿尖前面以及在隆起的齿隙18中，在上述压紧点40的对面出现一个在图3中以53表示的支承条带厚度的阶梯升高处。支承条带40即在53处力图再次提升到其原始条带厚度25。在条带20的拉伸负荷52勤恳光下，条带材料20的上述阶梯升高处53钩在颈部突起16的波形棱边上。这样便加强了形状配合，从而获得了铆接在支承条带20上的扣环件10’的非常高的抗拉强度。
附图标记一览表10扣环件(初始状态，图4)10’ 10的铆接状态(图1至3)1110的圆盘1210的颈部，扣环颈部1311的隆起轮廓1411、12之间弧形过渡段1512的端头1615上的轴向颈部突起(图4)17齿尖(图5)18齿隙1915上的齿轮廓(图5)20支承条带2120的孔眼边缘部位2220上的孔眼(图1，2)2320的正面2420的背面2520的条带厚度(图6)2612的颈部半径(图6)2717的凸面倒圆部(图5)2818的凹面倒圆部(图5)29在20上冲出的孔眼(图6)30装置3130的上工具31’ 31的可更换嵌件3230的下工具32’ 32中的可更换嵌件3331的中心嵌件3433中的压力环3533的力负荷箭头3634的弹力的箭头37相对32的31的行程运动箭头(图6)3831、32之间最大行程间距3931上的用于11的容纳部4016、49之间20的压紧点(图3)4140对面20的终端区(图3)4232上的冲切刃4333的平面端面(图6)4433上用于10的保持件(图6)4534上用于20的端面4629的孔半径(图6)4732的卷边轮廓(图6)4812的颈部长度(图4)4911上用于16的支承面(图3)5010’上12的环形轮廓(图3)5150的环形轮廓内部(图4)5220上拉力负荷的箭头5340后面20的阶梯升高处(图3)54背压环5554的力负荷56用于36的弹簧5734上用于56的销钉5834的斜坡，斜面5954的反向斜坡、反斜面60支承平面61相对45的58的角度曲线6234的处于45、58之间的棱边6331的外周面64压簧65凸缘66凹口6768的头部68导杆69螺纹啮合70推出长度71锁定螺帽
权利要求
1.用于加强在支承条带(20)上的一孔眼(22)的边缘区(21)的孔眼扣环，它具有无圆片部的扣环件(10，10’)，该扣环件包括一贴靠着支承条带(20)的正面(32)的一个圆盘(11)、一个穿过孔眼(22)的管形颈部(12)和一个处于圆盘(11)和颈部(12)之间的弧形过渡段(14)，其中颈部(12)的自由端头(15)配备有突起(16)，该孔眼扣环还有一个扣环件(10’)颈部(12)的支承在支承条带(20)背面(24)上的卷边，其特征在于颈部突起(16)沿轴向和/或沿径向延伸；颈部(12)的完全卷边具有一个基本上闭合的环形轮廓(50)，具有颈部突起(16)的端头(15)被整合在该环形轮廓中；在中间接入支承条带(20)的孔眼边缘区(21)的情况下，环形轮廓(50)中的颈部突起(16)被紧压在由圆盘(11)或过渡段(14)形成的支承面(49)上并在所夹持的支承条带(20)上产生压紧点(40)，在拉力负荷(52)条件下，支承条带(20)紧压在这些压紧点上；在环形轮廓内部(51)中的支承条带(20)超出压紧点(40)地继续延伸(41)到其孔眼边缘。
2.按权利要求1所述的孔眼扣环，其特征在于轴向的颈部突起(16)由颈部(12)的一个带齿的端棱(19)构成。
3.按权利要求2所述的孔眼扣环，其特征在于齿尖(17)被倒圆成凸起状，齿隙(18)被倒圆成凹面状；两个倒圆部(27，28)决定了齿棱边(19)的波形曲线。
4.按权利要求3所述的孔眼扣环，其特征在于齿棱边(19)具有一不对称的波形曲线。
5.按权利要求3或4所述的孔眼扣环，其特征在于齿尖(17)的凸圆部(27)被设计得小于齿隙(18)的凹圆部(28)。
6.按权利要求1至5中的任一项所述的孔眼扣环，其特征在于支承条带(20)的材料是设计为柔韧性的和/或可延展的。
7.按权利要求6所述的孔眼扣环，其特征在于支承条带(20)由帆布遮篷构成。
8.按权利要求6所述的孔眼扣环，其特征在于支承条带(20)由加强塑料膜制成。
9.按权利要求1-8之一所述的孔眼扣环，其特征在于与在卷边颈部(12)的径向对置的环形轮廓(50)之间的净宽相比，支承条带(20)的孔眼直径(49)被设计成比较小。
10.将如权利要求1-9之一所述的扣环件(10)装钉在支承条带(20)上的装置，它具有一个有用于扣环件(10)的颈部(12)的卷边轮廓(47)的下工具(32)、一个可容纳扣环件(10)的并可相对下工具(32)往复运动(37)的上工具(31)，其中支承条带(20)被定位在这两个工具(31、32)之间，其特征在于上工具(31)配备有一个可克服一弹力(35)地轴向移动的中心嵌件(33)，该中心嵌件具有一个端面(43)；中心嵌件(33)的端面(43)基本上被设计成平面状并且没有深拉支承条带(20)的深拉端颈；下工具(32)具有一个环形冲切刃(42)，该冲切刃同中心嵌件(33)的端面(43)一起对处于它们之间的支承条带(20)起到冲切孔眼(29)的作用；冲切刃(42)的孔半径(46)被设计得小于扣环件(10)的颈部(12)的外半径(26)。
11.按权利要求10所述的装置，其特征在于在下工具(32)中，与卷边轮廓(47)保持一定径向间距地设有一个压力环(34)并在上工具(31)方向上给起施加力负荷(36)；就这两个工具(31，32)的最大行程来看，压力环(34)基本上处在下工具(32)的冲切刃(42)的高度区内；压力环(34)产生一个用于要放置在两个工具(31，32)之间的支承条带(20)的支承平面(60)。
12.按权利要求11所述的装置，其特征在于一个螺旋压簧具有一个环形的端面；该环形端面形成压力环(34)并且该压簧施加力负荷(36)。
13.按权利要求10-12之一所述的装置，其特征在于在上工具(31)中，为压力环(34)配备一个背压环(54)并且该背压环对准下工具(32)地承受负荷(55)；在行程运动(37)中，支承条带(20)被夹持在两个环(34，54)之间。
14.按权利要求13所述的装置，其特征在于为了夹持支承条带(20)，两个环(34，54)配备有两个彼此对向的斜面和反斜面(58，59)。
15.按权利要求14所述的装置，其特征在于斜面(58)相对支承平面(60)成一个指向行程方向(37)的锐角(61)地延伸，该支承平面由压力环(34)的支承面(45)决定；背压环(54)的反斜面(59)基本上平行于压力环(34)斜面(58)地延伸。
16.按权利要求10-15之一所述的装置，其特征在于上工具(31)和/或下工具(32)配有嵌件(31’或32’)，该嵌件具有用于扣环件(10)的容纳部(39)和/或卷边轮廓(47)。
全文摘要
本发明涉及无圆片部的扣环件(10’)，它有一个贴靠着支承条带(20)正面(23)的圆盘(11)和一个穿过在支承条带上的孔眼的管形颈部。扣环件(10’)颈部的卷边支承在支承条带(20)的背面(24)上。为了更经济且快速地将孔眼扣环与支承条带(20)连接起来而提议扣环件(10’)颈部的自由端头配有突起(16)。在颈部卷边的过程中，产生一个基本上闭合的环形轮廓(50)，颈部突起(16)被整合到该环形轮廓中。在卷边完成后，在支承条带(20)上，在颈部突起(16)和由圆盘(11)形成的支承面(49)之间产生压紧点(40)，这些压紧点可靠地夹住支承条带(20)。支承条带(20)即在环形轮廓(50)内部(51)经过压紧点(40)。只要利用唯一的扣环件(10’)，便可获得一个孔眼扣环，该孔眼扣环以特别高的抗断裂强度安置在支承条带(20)上。
文档编号A44B13/00GK1446061SQ01814083
公开日2003年10月1日 申请日期2001年6月2日 优先权日2000年8月12日
发明者H·－D·科帕茨 申请人:威廉普里姆两合公司