колесный болт с фасонной головкой

Формула изобретения

Колесный болт с фасонной головкой, содержащий резьбовой стержень с коническим фланцем, переходящим в прилегающий к головке цилиндрический поясок, отличающийся тем, что головка выполнена в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам, при этом описанный диаметр фасонной головки составляет 0,7÷0,74 большего диаметра конического фланца, а высота фасонной головки не менее 0,6 ее описанного диаметра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции крепежных деталей, в частности к болтам крепления автомобильных колес.

Известен болт с фасонной головкой, содержащий резьбовой стержень, фланец с опорной поверхностью и фасонную головку с наружными элементами зацепления, выполненными в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам (патент РФ 2168077, кл. F 16 B 23/00, 16.05.2000).

Известная конструкция болтов предназначена для крепления деталей с плоскими поверхностями и не может быть использована для крепления автомобильных колес.

Известен сборный болт, состоящий из двух частей, одна из которых выполнена в виде стержня с резьбой, переходящего в конический фланец, заканчивающейся цилиндрическим пояском с прилегающим к нему концевым рифленым цилиндрическим участком, на котором запрессована вторая часть - головка болта с многогранным корпусом и фланцем с цилиндрическим пояском (патент США 5324148, кл. F 16 B 23/00, 28.06.1994).

Недостаток данной конструкции болта заключается в высокой сложности и трудоемкости его изготовления.

Известен предохранительный от кражи болт, содержащий головку с сечением неправильной формы и коническим фланцем, на которую насажена с зазором гильза с наружным многогранником и с внутренним сечением неправильной формы (патент СН 664606, кл. F 16 B 23/00, 15.03.1988).

Этот болт обладает рядом недостатков:

- наличие на цилиндрической части головки болта и на съемной гильзе шлиц под соединительные шплинты, через которые передается крутящий момент и координаты которых являются переменными для каждого болта или каждого машинокомплекта болтов, делает невозможным полное изготовление болта методом холодной объемной штамповки на автоматах и требует доделочных операций с большой трудоемкостью, что приводит к высокой цене изделия и не может быть использовано для массового производства;

- в случае потери съемной гильзы возникает проблема по монтажу и демонтажу колес автомобиля;

- при приложении больших крутящих моментов возможно смятие граней.

Наиболее близким к предлагаемому является колесный болт, содержащий головку, резьбовой стержень с коническим фланцем, переходящим в прилегающей к головке цилиндрический поясок (Ковочно-штамповочное производство. 2003 г., №2, с.25, рис.5). Такой болт имеет следующие недостатки:

- большая металлоемкость головки и, как следствие, большой вес болта;

- при приложении больших крутящих моментов возможно смятие граней многогранника.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в создании простой, технологичной в изготовлении конструкции колесного болта с уменьшенным весом и сниженной металлоемкостью, исключающей смятие граней при приложении больших крутящих моментов и обеспечивающей надежный и удобный монтаж и демонтаж колес автомобиля в процессе эксплуатации.

Для достижения указанного технического результата у колесного болта с фасонной головкой, содержащего резьбовой стержень с коническим фланцем, переходящим в прилегающей к головке цилиндрический поясок, головка выполнена в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам, при этом описанный диаметр фасонной головки составляет 0,7-0,74 большего диаметра конического фланца, а высота фасонной головки не менее 0,6 ее описанного диаметра.

Благодаря выполнению головки болта с выпукловогнутой боковой поверхностью уменьшается вес и металлоемкость болта, увеличивается контактная с монтажным инструментом поверхность, за счет чего исключается смятие головки при приложении больших крутящих моментов.

Выполнение описанного диаметра фасонной головки меньше 0,7 большего диаметра конического фланца приводит к снижению ее прочностных характеристик. При сборке колес на конвейере, когда монтажный ключ подается соосно с осью болта, возможна величина данного диаметра и меньше указанного соотношения. Но в процессе эксплуатации автомобиля при монтаже и демонтаже колеса автомобилист использует Г-образный монтажный ключ, в следствие чего кроме крутящего момента возникает еще и изгибающий момент. В этом случае выполнение описанного диаметра фасонной головки меньше 0,7 большего диаметра конического фланца приведет к деформированию головки.

В случае выполнения ее описанного диаметра больше 0,74 большего диаметра конического фланца приведет к необоснованному увеличению веса.

Высота головки выбрана из условия наилучшего ее сцепления с монтажным инструментом как при сборке автомобиля на конвейере, так и при последующем монтаже и демонтаже колеса Г-образным монтажным ключом в период эксплуатации автомобиля.

На чертеже представлен предлагаемый колесный болт с фасонной головкой.

Колесный болт с фасонной головкой содержит резьбовой стержень 1, к которому меньшим основанием прилегает конический фланец 2. Большее основание конического фланца заканчивается цилиндрическим пояском 3, за которым следует фасонная головка 4, выполненная в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам, с диаметром описанной окружности D и высотой Н. При этом D=(0,7-0,74) D ₁, где D₁ - диаметр большего основания конического фланца, а высота головки Н0,6D.

Изобретение обеспечивает возможность изготовление колесных болтов с фасонной головкой на холодно-высадочных автоматах, позволяет уменьшить затраты на металл, исключить смятие головки болта при монтаже и демонтаже в процессе эксплуатации и способствует снижению веса автомобиля.