Způsoby spojování kulových čepů

V automobilovém průmyslu se k připojení kulových čepů k panelu karoserie používají různé metody spojování. Patří mezi ně válcované nýtování, odporové svařování a šroubování. Alternativou k těmto metodám je lisování nýtů, které šetří čas i náklady a přitom umožňuje vysokou nosnost kulového čepu.

Nýtování rozválcováním

Nýtování rozválcováním je spojovací proces, při kterém se kulový čep zapracovává do panelu karoserie pomocí rotačního pohybu. Při tomto procesu se na nýtovací límec kulového čepu nasadí orbitální nýtovací nástroj a pod tlakem se otáčí. Kruhový nebo eliptický pohyb mechanicky deformuje límec nýtu. Materiál nýtu s kulovým čepem obepíná plech a vytváří s dílem trvalý spoj.

Výhodou orbitálního nýtování je, že nevyžaduje žádné další pomocné materiály nebo přídavné látky, jako jsou lepidla nebo svařovací materiály. Tento proces však vyžaduje více času a prostředků než nýtování lisováním, protože proces spojování zahrnuje dva pracovní kroky - vložení kulového čepu a nýtování.

Svařování

Odporové svařování je výrobní proces, který ke spojení součástí využívá teplo.

Kulový čep se nejprve umístí na panel karoserie. Poté se přes upevňovací prvek a plech pustí vysoký elektrický proud. Protože je v těchto místech vyšší odpor, proud vytváří teplo, které roztaví kov v místě kontaktu. Po roztavení kovu se díly spojí vysokým tlakem. Po ochlazení vytvoří roztavený kov pevný spoj mezi kulovým čepem a plechem.

Tento proces je poměrně časově náročný a vyžaduje vysokou míru přesnosti. Svařování kulových čepů je také spojeno s náklady na zařízení, elektrickou energii a údržbu.

Šroubování

Šroubování je nejdražší možností, protože vyžaduje další pracovní kroky a další spojovací materiál, tj. jednu matici na kulový čep. Při tomto procesu spojování se kulový čep zašroubuje do matice, která je již spojena s panelem karoserie. Matice se tedy v prvním kroku nasadí na plech a spojí se s plechem buď svařením, nebo lisovacím nýtováním. Kulový čep se poté zašroubuje do upevněné matice, čímž se vytvoří pevné a trvalé spojení mezi upevňovacím prvkem a plechem.

Kulové čepy pro nýtování představují účinnou alternativu k výše uvedeným metodám. Nýtovací kulové čepy bodují svou nákladově efektivní montáží díky eliminaci dalších pracovních kroků.

Proces instalace kulových nýtů je jednoduchý a efektivní. Kuličkový čep se nýtuje přímo po zasunutí do plechu. Nýtovací límec se přitlačí k matrici, takže se deformuje a vytvoří širokou styčnou plochu.

Lisované nýtování vytváří velmi pevný a odolný spoj, který vydrží vysoké mechanické zatížení.

V závislosti na konstrukci může šroub vytvářet velkou vytlačovací sílu a absorbovat velké síly ve všech směrech zatížení.

Rozhodující výhodou této technologie spojování je, že montáž kulového čepu lze provádět zcela automaticky pod lisem během výroby panelu karoserie. To zefektivňuje proces montáže, protože nejsou nutné žádné další kroky zpracování. Tento proces tedy vyžaduje pouze jednu výrobní fázi, což vede ke značným úsporám času, materiálu a nákladů.

Kulové čepy představují bezpečnou a účinnou metodu spojování součástí, které vyžadují pohyb.

V automobilovém průmyslu se používají v dílech závěsů, které se pohybují pod tlakem plynové pružiny. Díky vysoké nosnosti a malým prostorovým nárokům jsou pro takové aplikace ideální.

Hlavní funkcí kulových čepů je vytvořit bezpečné a pevné spojení mezi plynovou pružinou a pohyblivou součástí, jako je víko, kapota nebo dveře. Kuličkové čepy umožňují plynulý pohyb a zároveň absorbují síly vznikající při pohybu, čímž zabraňují poškození nebo předčasnému opotřebení.

Víka zavazadlového prostoru

Kulové čepy umožňují plynulé otevírání a zavírání víka zavazadlového prostoru díky rovnoměrnému rozložení síly pružiny na celý pohyb.

U větších vozidel, jako jsou dodávky, usnadňují kulové čepy s plynovými vzpěrami zvedání a držení těžkých zadních dveří. Ve vozech SUV a minivanech se plynové vzpěry používají ke zvedání a spouštění krytu zavazadlového prostoru pro snadné nakládání a vykládání. V obytných nebo užitkových vozidlech lze plynové vzpěry s kulovými čepy použít k podepření různých klapek, například klapek úložného prostoru nebo přístupových klapek. Pro novější automaticky otevírané klapky se používají servo válce. Zde jsou na kulové čepy kladeny obzvláště vysoké požadavky na sílu. Upevňovací prvek proto musí být navržen tak, aby byl pevnější.

Kapoty

Podobně jako u víka zavazadlového prostoru umožňují i zde kulové čepy bezpečné otevírání a zavírání. Zabraňují prudkému pádu kapoty, který by mohl vést k poškození nebo zranění. Zajišťují, že kapotu lze snadno přemístit a že bezpečně drží v otevřené poloze.

Nýtovaný kulový čep má oproti čepům, které se osazují oběžným nýtováním, svařováním nebo šroubováním, řadu výhod.

Pevnost a trvanlivost

Nýtované spoje jsou extrémně pevné a odolné vůči mechanickému zatížení. Nabízejí vysokou pevnost a stabilitu, díky čemuž jsou ideální pro použití v konstrukčních aplikacích. Nýtovací spoje lze rychle a snadno umístit a namontovat v požadované poloze. Jsou odolné a méně náchylné k poruchám. Po instalaci se nýtovací spojovací prvky neuvolňují při vibracích nebo zatížení. Odolávají vysokým axiálním a radiálním zatížením, takže jsou vhodné pro širokou škálu aplikací. Nýtovací spojovací prvky jsou v zásadě ideální i pro vodotěsné a plynotěsné aplikace.

Nýtovací kulový čep nabízí větší odolnost proti torzním a vytlačovacím silám, což přispívá k dlouhé životnosti konstrukce. Díky speciální geometrii nýtů je eliminováno riziko deformace plechu. V důsledku toho nedochází k otlakům na okrajích plechu a ke ztenčení materiálu součásti během procesu nýtování. Nýt s kulovým čepem vyžaduje pouze malý pilotní otvor v plechu, čímž je v maximální možné míře zachována stabilita plechu.

Konzistentní kvalita

Kvalita nýtovaného spoje je vždy konzistentní, protože proces spojování při lisování nýtů lze snadno standardizovat a kontrolovat.

Naproti tomu kvalita a výkonnost svařovaných a šroubovaných spojů se může značně lišit v závislosti na dovednostech obsluhy a konkrétních podmínkách při montáži.

Není nutné tepelné zpracování

Na rozdíl od svařování nevyžaduje nýtování tepelné zpracování materiálu, což snižuje riziko deformace a dalších problémů souvisejících s teplem. Nýtování je také bezpečnější než svařování, protože nevyžaduje extrémní teplo. Při nýtování nevznikají toxické výpary ani kouř. V porovnání s jinými metodami spojování vzniká při nýtování lisováním méně odpadu a je udržitelnější a šetrnější k životnímu prostředí.

Nižší nároky na údržbu

Nýtované spoje obvykle vyžadují méně údržby a kontrol než spoje svařované nebo šroubované, což může vést k dalším úsporám nákladů.

Univerzálnost

Nýty s kulovým čepem lze použít v různých materiálech, včetně oceli, nerezové oceli, hliníku a hořčíku. Je také vhodný pro širokou škálu tlouštěk plechů od 1 mm do 5 mm. Nýtovací trn vyžaduje méně místa, a proto jej lze použít v úzkých plechách a velmi blízko hran. Přechod na nýtovací trn je pro uživatele také poměrně jednoduchý, protože geometrie spojovacího prvku se od standardizovaných spojovacích prvků liší jen nepatrně.

Lisování nýtů je relativně jednoduchý a rychlý proces, který vyžaduje méně času a práce než jiné techniky spojování. To může vést ke značným úsporám nákladů, zejména při velkých objemech výroby.

Při automatizované montáži pod lisem vede jednostupňový proces mimo jiné také ke snížení interní dopravy mezi jednotlivými výrobními stupni. Tím se mohou snížit náklady na logistiku. Kratší časy zpracování znamenají méně vázaného kapitálu a menší skladování.

Eliminace jednoho pracovního kroku vede ke snížení personálních a mzdových nákladů. Plně automatické zpracování nýtovacího kulového čepu je proto velmi efektivní alternativou ke konvenčním technologiím spojování.

Jednostupňový proces také šetří energii. Je tomu tak proto, že stávající síla lisu je využita pro tvarování součásti a současnou instalaci kulového čepu.

Efektivita je v automobilovém průmyslu klíčová, což platí i pro techniky spojování používané pro funkční spojovací prvky, jako jsou kulové čepy. Obvyklé metody - orbitální nýtování, šroubování a s velkými omezeními i svařování - mají své výhody, ale jsou často časově a finančně náročné a nemusí být udržitelné.

Jako slibná alternativa se ukazuje lisovaný nýtovaný kulový čep. Nabízí nákladově efektivnější montáž, protože může být vložen automaticky během výroby plechu. Kromě nákladové efektivity splňuje nýt s kulovým čepem také technické požadavky. Vyžaduje minimální prostor a zachovává stabilitu plechu.

Lze jej také použít v širokém rozsahu materiálů a tloušťek plechů. Jednostupňová montáž kulového nýtovacího trnu snižuje logistické a personální náklady, dobu průchodu a skladování.

Celkově tedy zpracování kulového čepu nýtu vede k výraznému snížení provozních nákladů a zvýšení produktivity. Chrání přitom životní prostředí i zaměstnance. Výhody kulového čepu s nýtem z něj činí vynikající volbu pro automobilový průmysl.