DE1773599U - Bolzen zum einschiessen oder eintreiben in feste, insbesondere metallische bauteile. - Google Patents

Description

• "Bolzen zum Einsohießen oder Eintreiben in feste, insbesondere

  metallische Bauteile"

  t

  Die bekannten Bolzen oder Nägel, die mittels Ein-

  schieß. oder Einschlagwerkzeugen in oder duroh Metallteile

  geschossen bzw. getrieben werden, wie das bei der sogenannten "geschossenen oder geschlagenen Montage"der Fall ist, besitzen im allgemeinen nur eine. begrenzte Haftfähigkeit. Die Festigkeitswerte einer durch sie geschaffenen Verbindung, sei es zwischen Bolzen und Metallteil oder zwischen zwei oder mehreren Metallteilen, liegen weit unterhalb der Festigkeit etwa von Nietverbindungen Solche Beizenverbindungen sind daher mit den bisher bekannten Einschieß- bzw. Eintreibbolzen nur in den Fällen ausreichend, wo von der betreffenden Verbindung keine grösseren Kräfte aufgenommen zu werden brauchen.
• Man hat daher bereits versucht, die Haftfähigkeit von Einschieß- oder Eintreibbolzen dadurch zu vergrössern, dass man die Bolzen an ihrer Oberfläche mit Aufrauhungen, Haftrillen odgl. versah. Es hat sich aber gezeigt, dass dadurch die Haftung des Bolzens im Einschußmetall nicht in dem erwarteten Umfang verbessert werden konnte, was im wesentlichen wohl auf eine mangelnde Rückfederung des Ein-

  sohußmaterials wie auch des Bolsenweykstoffes zurückzuführen

  ist. Hinzu kommt, dass Bolzen mit aufgerauhter bzw. gewellter

  Oberfläche entsprechend schwieriger in feste Werkstoffe ein-

  zutreiben sind und vergleichsweise große Eintreibkräfte er-

  fordern.
• Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Einschieß-bzw. Eintreibbolzen zu schaffen, der die vorerwähnten Ubelstände nicht aufweist und sich insbesondere durch eine grosse Haftfähigkeit sowie Verbindungsfestigkeit auszeichnet, die etwa diejenige von Nietverbindungen erreicht oder aber letzterer zumindest nahekommt. Dabei wird von den folgenden Erkenntnissen ausgegangen ! Die Haftfähigkeit von Bolzen in Metallteilen, z. B. in Blechen oder Formeiaen, ist hauptsächlich durch die Haftreibung zwischen den miteinander zu verbindenden Teilen bedingt, die wiederum von dem Druck abhängig ist, unter dem die aneinanderliegenden Flächen der Verbindungsteile stehen. Es wurde nun gefunden, das es zwecks Erzielung einer großen Haftreibung nicht so sehr

  auf den Rauhigkeitegrad, sondern mehr noch auf eine hin-

  reichende Elastizität bzw. elastizität der an der Verbindungsstelle aufeinanderliegenden Werkstoffe ankommt, und dass dabei insbesondere auch Adhäsions- und sogar Kohäsionskräfte eine grosse Rolle spielen. Das ist deswegen der Fall, weil durch das gewaltsame Hineinpressen des Bolzens in das Einsohußmaterial bzw. in die miteinander zu verbindenden Bleche die Werkstoff-Moleküle so stark und dicht aneinander gedrückt werden, dass die vorerwähnten Molekularkräfte sich auswirken können. Diese Wirkung wird noch dadurch unter"

  stützt, dass bei der gewaltsame Deforaerung d99 Einechuß-

  materials durch das Einschieben des Bolzens stellenweise so hohe Drücke und temperaturen entstehen, dass der metallische Werkstoff an örtlich begrenzten Stellen zu fließen beginnt.
• Ausgehend von obigen Erkenntnissen sieht nun die Neuerung vor, die zum Einschießen oder Eintreiben in feste, insbesondere metallische Bauteile zu verwendenden Bolzen so

  auszubilden) daas der vorerwähnte Fließvorgang an der gegen-

  seitigen Verbindungsstelle von Bolzen und Einschußmaterial

  voll zur Auswirkung gelangt. um auf diese Weise zu einer innigen, sich durch große Haftfähigkeit auszeichnenden Verbindung zu kommen. Das wird neuerungegemäes im wesentlichen dadurch erreicht, dass der Bolzenschaft mit einer fest auf ihm haftenden Schicht aus durch Wärme oder Druck plastisch werdendem Metall oder einer Metall-Regierung überzogen ist.

  Wird daher ein solcher Bolzen in metallische Bauteile einge-

  schlossen, so kann der unter dem Einfluß der beim Einschießen

  auftretenden hohen Drücke und Temperaturen fließfähig werden-

  rs

  de, metallische tteraugawerketotf die vorhandenen Zwischen-

  räume in der bestmöglichen Weise ausfüllen und sich daher

  innig mit dem Werkstoff der deformierten Einschußatelle ver-

  binden,wodurch gewiasermaaen eine Art otverbindung zu-

  standekommt. Anstelle des metallischen Überzuges kann der

  Bolzenachaft gegebenenfalls auch mit einem Metallklebemittel,

  insbesondere auf Eilikonbaaia, überzogen aeint wodurch eine

  ähnlich gut haftende Verbindung zwischen dem Bolzen und dem

  Binsohußmaterial erzielt wird.

• Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der mit einer metallischen überzugsschicht versehene Bolzensohaft eine rauhe, vorzugsweise gewellte oder mit Riefen versehene Oberfläche besitzt, da auf diese Weise die Festigkeit der zuallererst durch den fließfähigen Werkstoff der Überzugsschicht hervorgerufenen Verbindung zwischen Bolzen und Metall noch gesteigert werden kann. Das ist offenbar darauf zurückzuführen, dass die an der Oberfläche des Bolzenschaftee befindlichen Aufrauhungen beim Einschießen bzw. Eintreiben des Bolzens Stellen besondere starker Pressung bilden, die zu örtlich zwar begrenzten, dafür jedoch sehr hohen Druck- und Temperaturspitzen führen, so dass an diesen Stellen die metallische Überzugsschicht in einen fließfähigen Zustand gerät, Ferner hat es sich als zweckmässig erwiesen, den mit der metallischen Überzugsschicht versehenen Bolzenschaft leicht konisch auszubilden, wobei die Konizität vorzugsweise wenige Winkelminuten betragen soll. Dadurch wird eine im wesentlichen gleichbleibende Verbindungsfestigkeit über die gesamte eingeschossene Bolzenlänge bzw. die Breite der Verbindung erzielt.
• Die Festigkeit einer mit den neuerungegemäas ausgebildeten Bolzen hergestellten Verbindung hängt von der Wandstärke der miteinander zu verbindenden Metallteile ab. Mit abnehmender Dicke der zu verbindenden Bleche nimmt auch die Verbindungefestigkeit ab. Die untere Grenze, bei der eine mit den neuen Bolzen geschaffene "Lötverbindung" noch zweckvoll ist, liegt bei einer Blechstärke, die etwa gleich dem halben Bolzendurohmesser ist. Das gilt insbesondere für das rückwärtige Blech, in welchem der Bolzen nur durch Haftung

  an den Wänden des eingeschossenen Loches gehalten wird.

• Jedoch lassen sich mit dem neuerungsgemäsa ausgebildeten Bolzen auch Bleche geringerer Stärke miteinander verbinden.
• Für diesen Fall sieht die Neuerung vor, auf der Rückseite der durch den eingeschossenen Bolzen miteinander zu verbindenden Metallbleche ein Gegenbleoh von solcher Dicke anzuordnen, daas der letzteres durchdringende Bolzen in ihm mit genügender Haftfestigkeit gehalten wird. Unter Umständen kann es zweckmässig sein, auch an der Einschußstelle ein

  besonderes Metallstück bzw. eine Haftsoheibe vorzusehen, die

  eine entsprechende Dicke besitzt und sich beim Einschßen

  desBolzens fest auf letzteren aufsieht. Die Dicke dieser

  Haftscheibe bezw. Gegenbleohe wird zweckmässig so gewählt, dass sie annähernd dem Bolzendurchmesser entspricht. Diese Metallteile werden zum Einschieben bzw. Eintreiben des Bolzens fest mit den zu verbindenden Blechen zusammengehalten.
• Im allgemeinen werden für jeden Bolzen jeweils besondere Metallstücke vorgesehen, die dann nach dem Einschießen des Bolzens gleichsam wie Nietköpfe die Verbindung dar Metallteile über den Bolzen sicherstellen. Die für die

  Auasohußseitevorgesehenen Scheiben ßind zweokmäasigerweise

  vorher nicht durchbohrte um eine möglichst grosse Raftung

  derBolzen in ihnen zu erreichen. ! ? Gegensatz dazu kBnnen

  die auf der Einschußseite vorgesehenen Scheiben entsprechende

  Bohrungen in den einschußbolzen aufweisen, also nach Art sogenannter Rondellen ausgebildet sein. Eine solche Ausbildung ist deswegen zweckmässig, weil dadurch verhindert wird, dass der Bolzen bei Durchdringen der auf der Vorderseite angeordneten Scheibe nicht bereits einen wesentlichen Teil der in ihm steckenden lebendigen Kraft verbraucht, die er zum Durohdringen der miteinander zu verbindenden Bleche sowie

  derrückwärtigen Gegenaoheibe benötigt*

  In den Fällen, in denen die Einsohußbolzen in kürzeren

  Abständen nebeneinander qin chosen werden, emp ! thlt ev

  sich ; die Gegenscheibe bzw. Bleche streifenförmig so auszu-

  bilden, daas durch sie mehrere, nebeneinanderliegende Bolzen

  gehalten werden können. Gegebenenfalls können auch die auf der Vorderseite der miteinander zu verbindenden Metallteile angeordneten Haftscheibe eine entsprechende Ausbildung und Anordnung besitzen.
• Die Länge der Bolzen wird zweckmässig so bemessen, dass ihre Spitze vollständig aus dem ausschußloch hervorragt, da die Bolzenspitze infolge ihrer Konizität im allgemeinen kaum oder überhaupt nicht zur Haftfestigkeit der Verbindung beiträgt. Jedoch sollen die Bolzen wiederum nicht ao

  lang sein, dass sie mit ihrem annähernd zylindrischen Schaft-

  teil zu weit aus der Rückseite der Verbindung herausragen,

  weil dann der Bolzenachaft das Bolzenloch in dem Einschubs-

  werkstof unn8ti stark aufreiben wrde, wodurch die Haft-

  festigkeit wieder zurückginge.

  Dieneuerunsgemas ausgebildeten Bolzen sind grund-

  sätzlich für das Einschießen in metallische Bauteile oder das Zusammenschiebßen von metallteilen, insbesondere Blechen bestimmt. Sie können aber auch in andere Werkstoffe, wie z.B. Holz oder Stein, mit Vorteil eingeschossen bzw. eingetrieben werden, da sie auch hier noch eine vergleichsweise grosse Haftfestigkeit ergeben.
• In der Zeichnung tat die Neuerung an Hand zweier

  Auaführungebeispieledargestellt. Dabei zeigt

  Fii. , den nauen Bolzen in teilwe1sem Längssohnitt und

  i. 2 eine durQh den Bolzen geschaffene Verbindung

  von zwei Metallblechen.
• Der zwischen dem Kopf 1 und der Spitze 2 befindliche Bolzenschaft 3 ist mit einer fest auf ihm haftenden Schicht 4

  aus durch Wäre oder ruok plastisch bisw, fliesfähig werden-

  dem Metall oder einer entsprechenden Metgll-Legierung überzogen. Zur besseren Haftung der Uberzugsachiaht 4 ist der Schaft 3 an seiner Oberfläche aufgerauht, vorzugsweise gewellt bzw. mit quer au seiner Längsrichtung sich erstreckenden Riefen versehen. Durch die Aufrauhung bzw. Wellung der Oberfläche des Bolzenschaftes werden beim Einschießen des Bolzens in das Einschußmaterial örtlich besonders hohe Druck-

  und Temperaturspitzen erzielt, die an diesen Stellen die

  fließfähigkeit der metallischen Überzugsschioht 4 erheben,

  mithineine besondere innige Verbindung des Bolzens mit'der

  Eineehußetelle bzw. zwischen den miteinander zu verbindenden

  Metallteilen gewährleistet. Der Bolzensollett 3 verjüngt sich

  zur Spitze 2 hin. Seine Konizität bzw. der zugehörige Offnungswinkel αbeträgt wenige Winkelminuten. Dadurch wird eine überall gleichmässige Flächenpressung zwischen den Einschubsteilen und dem Bolzen erzielte die die Festigkeit der durch den Bolzen geschaffenen Verbindung noch zusätzlich erhöht.
• Es ist unter Umständen auch möglich, anstelle des metallischen Überzuges des Bolzens ein geeignetes Metallklebemittel -z. Bl ein Silikon-zu verwenden, wie es neuerdings ur festen Verbindung von Metallteilen mit Erfolg Anwendung findet.

  Die Fig. 2 zeigt eine durch den neuen Einsohießbolzen

  hergestellte Verbindung von zwei Metallblechen 5 und 6 ver-

  gleiohweiae geringer Wandstärket Om auch in diesem Fall

  eine sichere Verbindung der beiden Bleche durch den Ein-

  sohießbolzen zu erzielen, auf der Rückseite der Bleche

  ein Gegenbleoh 7 vorgesehen, dessen ieke oo gewählt ist,

  da. 99 der Einsohußbolzen mit aureiohender Haftfestigkeit in

  ihm sitzt. Ebenso ist auch auf der Vorderseite ein Blech

  bzw. ine Hattsoheibe 8 vorgesehen die sich beiß). Einsohießen

  des Bolzens fest auf letzteren aufzieht Es empfiehlt sich,

  zwischen dem Xopf 1 und, dm Schaft 3 des gnschießbolaenß

  %

  einen konischeu Übergang 9 vorzusehene Dag hat den Vorteil,

  dass die Große der Eintreibkraft in vergleichsweise grossem

  Umfang variieren kann, ohne da@9 die Gefahr besteht, dass

  etwa bei zu grosser Eintreibkraft der Bolzenkopf 1 abreißt

  oder aber bei zu geringer Eintreibkraft die durch den Bolzen

  geschaffene Verbindung nicht fest genug ist. Wesentlich ist

  aber vor allem,, dass durch die beim Einohießen de Bolzns

  fließfähig werdende metallische überzugsschicht 4 die durch

  die Deformation des Einschußwerkstoffes ztandekommenden

  Zwischenräume weitgehendst ausgefüllt werden und somit eine

  Art Lötverbindung zustandekommt die eine ausserordentlich

  hohe Festigkeit und Beständigkeit besitzt,,

Claims (1)

1. Schutzangrüohe ; 1. Bolzen zum Einschießen oder Eintreiben in feste, insbesondre- re metallische Bauteile, d a d u r o h g e k e n n- z e i o h n e t, dass der Bolzensehaft (3) mit einer fest auf ihm haftenden Schicht (4) aus durch Wärme oder Druck plastisch werdendem Metall, einer Metall-Legierung oder einem Metall-Klebemittel überzogen ist.

   2. Bolzen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass der vorzugsweise mit einer metalliachen überzugsschicht (4) versehene Bolzensohaft (3) eine rauhe, vorzugsweise gewollte oder mit Riefen versehene Oberfläche besitzt. 3. Bolzen nach den Ansprüchen 1 und 2, d a dir 0 h g e- k e n n z e i o h n e t, dass der Bolzenschaft (3) eine geringe Konizität von vorzugsweise wenigen Winkelminuten besitzt.

   4. Durch eingeschossene oder eingetriebene Bolzen nach den Ansprüchen 1 bis 3 geschaffene Verbindung von beweglichen Bauteilen, insbesondere Metallblechen, d a d u r c h g ek e n n z e i o h n e t, dass auf der Rückseite der durch den eingeschossenen Bolzen miteinander zu verbindenden Metallbleohe (5*6) ein Gegenbleoh (7) von solcher Wandstärke vorgesehen ist, dass der letzteres durchdringende Bolzen in ihm mit ausreichender Haftfestigkeit sitzt.

   5. Bolzen-Verbindung von Metallblechen nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t, dass auch auf der Vorderseite der miteinander duroh den Einaohießbolzen zu verbindenden Metallbleche (5, 6) eine Haftscheibe (8) vorgesehen ist, die sich beim Einschlegen des Bolzens fest aufletzteren aufzieht. 6e Bolzen-Verbindung nach den Ansprüchen 4 und 5 d a- dir 0 h g e k e n n z e i o h n e t, dass das Gegen- blech (7) und gegebenenfalls auch die Haftscheibe (8) so ausgebildet sind, dase durch sie mehrere nebeneinanderliegende Bolzen eingeschossen und von ihnen gehalten werden können.

   7. Bolzen-Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4-6, d a durch gek e nnzeichn e t, dasa die Bolzen in ihrem annähernd zylindrischen Schaftteil (3) eine Länge besitzen, die nicht kleiner aber auch nicht wesentlich größer ist als die Gesamtdicke aller miteinander zu verbindenden Metallteile (5 bis 8).