DE1775641A1 - Befestigungs- und Zentrierstift fuer die Verbindung von Werkstuecken - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungsmittel, das geeignet ist, .dem eine Bohrung, in die es eingesetzt wird, ungebenden Metall ^; eine Vorspannung zu erteilen» Das Befestigungsmittel besteht aus einem Schaft mit einer konischen Stauch- m

partie, die mit einer Anzahl von Stauchnuten versehen ist, wodurch das Metall der geraden Bohrung in konischer. Form entsprechend dem Konus der Stauchpartie verdrängt wird» Dies wird durch das Verfahren erreieht, das Befestigungsmittel drehend in die gerade · Bohrung einzutreiben, was ebenfalls ein Merkmal der Erfindung ist. . > ' ·

Die vorliegende 3rfindung bezieht sich ferner auf ein Befestigungsmittel zum Vorspannen von durch das Be- \

fontigungsmittel verbundenen Vferkstücken und insbesondere auf ein Befestigungsmittel der A*-t, wonach d-as Befestigungsmittel in eine durch aneinanderliegende Metallwerkstücke hindurch ausgebildete Off- ; nung eingebfacht wird , welche Werkstücke durch das Befestigungsmittel verbunden werden sollen, wobei mit den Einbringen das sich durch den größeren Toll jedes der Werkstücke erstreckende Befestigungamittel ausgerichtet wird un-d ein Eingriff zwischen dori Befoatißun/'nralttoL ιιηΊ den Werkstücken geschaffen

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v/ird, u:n das Metall dor -Verlcatuc-ze rund um das Befestigungsmittel vorzugpanaeii. In einzelnen femer bezieht sich-die vorliegende Erfindung auf ein Befestigunga-'· mittel der vorgenannten Art, bei dem es möglich 1st, eine weitgehend verbesserte, gesteuerte Vorspannung des Metalls der so verbundenen Werkstücke zu erzielen und somit eine gesteuerte Spannung des Befestigungsmittels im Werkstück, also eine Vorspannung, die.bisher mit Befestigungsmitteln ähnlicher Art zu erzielen nicht möglich war.

Dem Fachmann ist bekannt, daß die Struktureigenschaften von durch Bolzen miteinander verbundenen Werkstücken aus Metall wesentlich dadurch verbessert werden können, daß der Werkstoff der Gegenstände an der Anbringungs-

•stelle des Bolzens vorbelastet bzw. vorgeepannt wird.

Sbenso ist dem Fachmann bekannt, daß die Schaffung vorgespannter Bereiche unter sorgfältiger Steuerung ira Metallwerkstück mittels der besonderen physikalischen Sigenschaften der Bolzen, die für die Verbindung von Metullv.'erkstücken verwendet werden, die strukturelle Belastbarkeit des Werkstoffes solcher Gegenstände beträchtlich verbesert, unter vorteilhafter Ausnutzung

der gesteuert vorgespannten Bereiche. Um im' vollen Umfang aus solchen genteuert vorgespannten Bereichen Vorteil zu ziehen, int es offensichtlich notwendig, daß nach Einbringung den Bolzens in solche Werkstiicke und nach ürzieluiig der f-owünschten gesteuerten Vor-

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g dor '»'erkntucko dag genau festgelegte Tornpannurießverhältnis zwischen dem Bolzen und den Werkstücken konstant gehalten wird.

Es ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Befestigungsmittel zu schaffen, um damit verbundene '.Yerkstücke vorzuspannen, wofür das Befestigungsmittel in Form eines I3olzens von vornherein konisch vorgesehen wird, wobei hierfür jedoch nicht eine genaue, unter Räumen hergestellte Bohrung oder öffnung im Y/erkstück notwendig ist, sondern wobei vielmehr eine axial gerade, zylindrische bzw. im Durchmesser einheitliche Öffnung im Werkstück zugrunde gelegt wird, um so die für die Herstellung von genauen konischen Bohrungen in Werkstück erforderlichen Arbeitsgänge am Metall auszuschalten. 'Was*das Befestigungsmittel bzw. den Bolzen gemäß vorliegender Erfindung betrifft, ist von Anfang an der zylindrische liohrungsdurchrnesser ungefähr entsprechend dem Llind^estdurchmesser des Bolzenkonus hergestellt ,und während der Einbringung des Bolzens in die Y.'erkstücköff- (| nung für das Vorspannungsverhältnis am Werkstück wird durch eine Drehbewegung sowie axiale Bewegung des Bolzens das Werkstückmetall in der Öffnung des Werkstückes verdrangt und versetzt, ohne daß Metall abgespant werden muß, um eine endgültigen Sitz des Bolzens im richtigen Vorspannungsverhältnis am Werkstück zu ermöglichen, und zwar entsprechend dem Grad der Vorspannung, der sich genau vorherbestimmen läßt. Die Einbringung des

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Bolzens unter der. gewünschten Vorspannungsverhältnis

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. zu den Werkstücken und unter Srstreckung durch diese führt also dazu, daß der Bolzen sich selber seine konische öffnung schafft, wodurch-vlele kostspielige Bearbeitungsvorgänge am Metall ausgeschaltet werden, die bei den bisherigen Befestigunt'snitteln .von im allgemeinen gleicher Art nötig waren.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung . ist die Schaffung eines Befestigungsmittels der vorgenannten Art für Vorspannung an dadurch verbundenen Werkstücken, wobei während der Einbringung des Bolzens und der daraus von selbst sich ergebenden konischen ** Öffnung im Werkstück, das Metall des Werkstüc3cs, das die.öffnung umgibt und bildet, weitgehend einer Kaltbearbeitung unterliegt, wodurch die Härte und Festigkeit •des'Metalls bedeutend gesteigert wird. Diese Erhöhung der Karte und Festigkeit des Metalls infolge der Kaltbearbeitung begünstigt das Vorspannungsverhältnis von Bolzen und Werkstück, sowie die Befestigung der Werkstücke miteinander als solche mittels des Bolzens. Daher werden die Werkstücke stärkeren Beanspruchungen,

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aufgrund deren sie gegeneinander arbeiteit-und gegeneinander bewegen, widerstehen, v/obei das richtige Tor-Spannungsverhältnis zwischen dem Bolzen und den Werkstücken aufrechterhalten bleibt, und dies gilt, unabhängig von allen Bemühungen, die ursprüngliche Härte des lietails der Werkstücke zu steigern, um einem solchen Gegeneinanderarbeiten und Sichbewegen entgegen-

zuwirken.

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Sip. weiterer Gegenstand der vorliegenden ""rfindung ist die Schaffung eines Befestigun^sraittels der genannten Art für Vorspannung dadurch verbundener Werkstücke, wobei infolge der Herstellung der konischen öffnung des Werkstückes durch den Bolzen selbst dieser im richtigen Vorspannungsverhältnis zu den dadurch verbundenen Werkstücken bleibt*, ohne daß das Pührungsende des Bolzens in eine Mutter eingreifen muß bzw« ohne das Führungsende des Bolzens mit einem Gewinde in eines der so miteinander verbundenen Werk- Q stücke eingreifen muß. Dadurch, daß der Bolzen sich selbst die konische Öffnung im Werkstück schafft, und irisbesondere nur durch Verdrängung des Metalls ohne Abnahme des lietalls wird wiederum nicht nur ein _ ausreichender Eingriff zwisehem dem Bolzen und dem He-

tall um die Öffnung im Werkstück herum geschaffen, sondern dieser Eingriff erzeugt auch eine axiale Kraft am Bolzen, um diesen unter dem Vorspannungsverhaltnis richtig eingestellt im Werkstück zu halten. » Die Verdrängung des V/erkstückmetaHs während der Einbringung des Bolzens wird dadurch erzielt, daß der Bolzen mit rundum in Abständen verteilten, allgemein /\ axial verlaufenden ITuten ausgebildet wird, die sowohl in Umfangsrichtung ausgerichtete wie auoh axial ausgerichtete Ränder oder Kanten für Eingriff mit dem Metall des Werkstückes aufweisen, die-entweder stumpf oder leicht abgerundet bzw· gebogen sind, um so das Werkstückmetali wäfirond der kombinierten axialen und drehenden Elnbnubewe^ung -des Bolzene zu verdrängen

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und kaltzubearbeiten, 3/tatt das Metall des'erkstücks abspanen zu rausπen.

Weitere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung und der angeschlossenen Zeichnung, die nur der Veranschaulichung gilt, hervor. Hierin ist;

Figur 1 ein senkrechter Schnitt im Bruchstück durch eine Ausführungsform eines erfindungageraäßen Befestigungsmittels von zwei Werkstücken, wobei dag Befestigungsmittel die !Form eines Bolzens hat und die Werkstücke aneinanderstoßende Metallplatten sind, die eine Reihe von darin ausgebildeten öffnungen tragen,, unter Ausbildung einer für Aufnahme eines Bolzens vorbereiteten Öffnung und von öffnungen in verschiedenen Stufen zur Aufnahme des Bolzens, um die Vorspannung 4,

für Bolzen und Werkstück und die Bolzenspannung zu

erzielen. ■ .

?lpur 2 ist ein senkrechter Querschnitt der Form des Bolzens nach Fig. 1 im Bruchstück und größerem Maßstab·

3 ist ein horizontaler Querschnitt entlang der

gestrichelten Linie 3-3 in Pig. 2 ale Bruehstttok.

4 ist eine Ansicht ähnlich wie in Figur 2, die

eine leicht abgewandelte Form des Bolzens nach Figur darstellt,.* eingebracht unter Bretreckung durch die Öff-

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nung des Werkstückes, und wobei die Vorspannung zwischen den Bolzen und den Werkstücken vor einer axialen Spannung des Bolzens geschaffen wird.und wobei ferner die*Vorspannung in den Werkstücken, die sich aun dem Bolzen ergibt, durch gestrichelte linien schenatisch dargestellt ist.

Fi_f-;ur 5 ist ein horizontaler Schnitt* entlang der gestrichelten Linie 5-5 in Figur 4 als Bruchstück, wobei die Vorspannung schenatisch in gest-ichelten Linion dargestellt ist.

Fi^ur 6 ist ein senkrechter Schnitt ähnlich wie in Figur 1 als Bruchstück, der eine weitere abgewandelte Form des erfindungsgemäßen Befestigungsnittels in Gestalt einer anderen Bolzentype zeigt, eingebracht unter Vorspannung und axialer Bolzenspannung für Ver-• bindung von zwei Werkstücken in Porn aneinanderliegender Platten. ,

Figur 7 ist eine Ansicht ähnlich wie in "Figur 6, die eine weiter abgewandelte 7ora dea erfindungsgemäßen

Kit-

BefestigungFiuittelß darstellt, ausgebildet als ein in einer blind endenden Plattenbohrung eingebrachter Bolzen.

?if;ur 8 ist eine Ansicht, die eine Befestigungsmittel

ohne Kopf darstellt. . '

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Unter Bezug auf die Figuren 1 bis 3 der Zeichnung ist eine erste Ausflihrungsform des erflndungsgenäßen Befestiguncnmittels in Gestalt eines Bolzene dargestellt, allgemein gekennzeichnet durch 10·, bestehend aus einem Kopf 12, der einheitlich mit einen Schaft ausgebildet ist, wobei der Schaft eine.konische Stauchpartie 15 hat, der in axialen Abstand vom Kopf in einer Gewindeendpartie 16 des Schaftes ausläuft· Der Kopf 12 trägt einen radial vorspringenden Bundring mit einer unteren Fläche 20, die radial nach innen und in Längsrichtung axial entgegengesetzt zur I^ngser-Streckung des Schaftes 14 abgeschrägt ist. Der Bundring 18 springt also radial nach auüen vom Schaft 14 vor, wobei die Abschrägung des Bundringes unter der Flache 2C das 3nde des sich vom Schaft radial nach außen erstreckenden und axial an Schaft sich befindenden Kopfes bildet.

Di'e* Stauchpartie 15 ist in allgemeinen im radialen ■luerschriltt rund gehalten,- mit eine-r Abs^hrägung von 1/2 Grad, was für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ausreicht, wobei der größte Durchmesser dee Schaftes am Kopf 12 und der kleinste Durchmesser am Anfang der Gewindeendpartie 16 des Schaftes, ist· pie Abschrägung kann für besondere Anwendungen geändert werden und ist nicht auf 1/2 Grad beschränkt» Eine Reihe vorzugsweise in gleichen Ünfangsabständen verlaufender im allgiemeinsn axial sich erstreckender

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Stauchnuten 22 ist " in der Stauchpartie 15 im wesentlichen über die gesamte länge derselben ausgebildet, wottei diese Huten rund um den Schaft Eingriffspartien 24 bestimmen. Der Bolzen 10, der in Figur 1 bis 3 dargostellten Ausführung3form, ist für 3inbaudrehung in Uhrzeigersinne vorgesehen, wie durch einen Hichtungspfeil 26 in Figur 3 angedeutet, und die Hüten 22 sind ebenso wie die Zwischenpartien 24 des Schaftes für Eingriff als Spiral-Nuten und -Eingriffspartien ausgebildet, unter Verlauf der Spirale in Uhrzeiger- ™ richtung der Einbaudrehung.

Im Hinblick auf die Einbaudrehrichtung 26 des Bolzens IC tragen die Zwischenpartien 24 des Schafts für ,.Eingriff gebogene, im allgemeinen axial sich erstreckende Führung3kanten 28 und Nachlaufkanten 30, die übrigen Kanten der Nuten 22 Bind ebenso vorzugsweise bogenförmig, insbesondere an den Führungsenden 32 der Nuten. Wie am besten aus dem radialen Quer- ä

schnitt in Figur 3 zu ergehen, sind die Zwischenpartien 24 des Schafteg für Eingriff in radialer Riehtung an den Führungn^'xnten 2Ü derselben hinterdreht, so daß sich an dieser Stelle ein kleinerer Durchmesser ergibt, und die Mingriffapartien nehmen progressiv an Durchmesser zu, bis zum maximalen Durchmesser an den Ilachlaufkanten 30 derselben. Dfa Bedeutung dieser soeben angeführten Merkmale der Konstruktion des Schaftes 14 vnird weiter unten dee näheren erörtert.

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Die Gewindeschaftpartie 16 ist zylindrisch ausgebildet, wobei das Ualzgewinde 34 derselben einen max,■Durchmesser aufweist, der nur wenig kleiner ist als der min. Durchmesser .der konischen Stauchpartie 15. Zwischen den llutenführungsenden 32 und der Gewindeendpartie 16 des Schaftes ist axial eine kalt eingewalzte Ringnut 36 von bogenförmigen Querschnitt angebracht, die dazu vorgesehen ist, die durch das Gewindewalzen entstehende schraubenförmig verlaufende Spannung in eine in Umfangsrientung verlaufende Span-

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nung zwischen den ICnden der Nuten 22 und den Walzgewinde 34 der Gewindeendpartie 16 des Schaftes umzuformen. Die Gewindeendpartie 16 des Schaftes kann eine Gewindenut 38 aufnehmen, die einen nach innen abgephasten und radial vorspringenden Bundring 40 ■•trägt, nit einer radial vorspringenden Fläche 42, ebenfalls für einen weiterhin zu erörternden Zweck, Die Gewindeendpartie kann fortfallen, und das. glatte Ende kann nach Art eines Niets bearbeitet werden. '

Die mittels des Bolzens 10 zu befestigenden bzw. su verbindenden und vorzuspannenden Werkstücke sind in Figur 1 als aneinanderliegende Metallplatten 44 und 46 dargestellt, mit den Außenseiten 48 und 50 unlden äneinanderliegendenSeiten 52 und 54» wobei diese Platten aus Aluminium, Stahl oder einen sonstigen Metall bestehen können. Vor Aufnahme des Bolzens IG wird eine gerade zylindrische öffnung 56 fortlaufend durch die.Platten 44 und 46 gebohrt,

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wie in Figur 1 dargestellt, welche öffnung über deren ganze axiale Itrstreckung durch die Platten den gleichen Durchmesser hat und ander Oberfläche der .blatte eine zylindrische öffnung 5& bildet. Wie gesagt, ist die öffnung 56 auf übliche ^r'eise ausgebohrt oder sonstwie ausgebildet, r/obei kein Ausräunen oder eine sonstige Endbearbeitung für genaue Größenbemessung derselben nötig ist, und der einheitliche Durchmesser der Öffnung für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen der¹gleiche, wie der kleinste oder Führungsdurchmesser der Gewindeendpartie 16 des Bolzens, wobei das Untermaß im Verhältnis zum max. Durchmessers des Bolzenschaftes am Bolzenkopf 12 ein Tausendstel Zoll bis zwölf Tausendstel Zoll beträgt, je nach den verschiedenen Faktoren der Länge des 3olzenschaftes, ,der^konischen l?om der Stauchpartie, der Gesamtstärke der Platten 44 und 46 und der Partien der Gesamtplattenstärke, die unter Vorspannung gesetzt werden sollen.

Bei ^inuringen des Bolzens 10 für Vorspannung und Verbinduni: v.-ird er nit der Gewindeendpartie des Schaftes in die Plattenöffnung 56 eingesetzt, wie JLinks von der Ilit.te in ?igur 1 dargestellt« In dem dargestellten besonderen Beispiel, bei dem die Vorspannung über die gesamte Stärke der Platten 44 und 46 verlangt wird, und wobei der Bolzen 10 infolge Sefeatigunge- bzw» Verbindungsstellung nach den Voröparihung und unter Verwendung der Kutter 38 gespannt werden soll, ist die axiale IMxl^q des Schaftes 14 zwischen dem Kopf 12

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und der kaltgewalzten Hingnut 36 im wesentlichen der Gesamtstärke der aneinanderliegenden Platten, wie dargestellt, gleich, Iiach dem Einsetzen-des Bolzens 10 in die Plattenöffnung 46, wie beschrieben, wird der Bolzenkopf 12 unter Singriff eines gebräuchlichen Werkzeuges zum Ansiehen von Muttern.erfaßt und in die Öffnung axial eingetrieben, auf dem Fachmann bekannte Art, wobei das Werkzeug für Anziehai der Mutter einen kombinierten axialen Vortrieb und in diesen Fall eine Drehung des Bolzens in Uhrzeigersinne ergibt«

Unter Berücksichtigung des Umstandes, daß der gleichförmige Bohrungsdurchmesser der Öffnung 46 den kleinsten Durchmesser der Gewindeendpartie 16 entspricht, erzeugt die fortschreitende kombinierte Axial- und 'Drehbewegung des Bolzens 10 in der öffnung sofort einen -Singri-ff unter Druck zwischen den Bingriffspartien 24 des Schaftes und der Innenfläche 58 der Öffnung, so daß sofort eine Bearbeitung des Metalles der Platte 44 durch die Stauchpartie 15 erfolgt. Hinsichtlich der vorliegenden Erfindung ist von Bedeutung, daß diese Hetallbearbeitung der Platte 44 und^dann der Platte 46 aus einer "Verdrängung und eines Fließens des Metalls besteht, in Gegensatz zum Hetallschneiden und TIetallabspanen.

\7ie bereits vorher bei der Beschreibung des Bolzens 10 beschrieben und insbesondere in Figur 3 dargestellt, sind die Zwischenpartien 24"des Schaftes für Eingriff an den Führungokanten 28 30 -iusgebildet,

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daß sie zu den Nachlauf leanten 30 hinterdreht sind, so daß die TUngriffspartien des Schaftes nach und nach an der Innenfläche 54 der öffnung angreifen, wobei das Metall der Platte also verdrängt wird und fließt, statt daß es geschnitten und abgespant wird. Die Verdrängung und das Fließen.des Metalls formt die Öffnung 66 Zug um Zug in eine kegelige „Öffnung 60 um, wodurch die konisch verlaufende Fläche-62 der Öffnung der Stauchpartie 15 des Bolzens angepaßt wird, sobald sich der Bolzenschaft völlig durch die Platten 44 und 46 hindurch erstreckt, wie rechts von der Mitte der Figur 1 dargestellt, und hierbei ist am. wichtigsten, daß während der Verdrängung und des Fließens des Metalls das die konische Fläche 62 umgebende Metall kaltbearbeitet und kaltgehärtet wird, wobei gleichzeitig ein 'radialer Druck zwischen der Bolzenstauchpartie 15 und dem Metall beider Platten 44 und 46 in einen Bereich rund um die konische Öffnung 60 der Platte aufgebaut wird,'und somit der Bolzen 10 einen bestimmten Grad der Vorspannung in der Platte hervorruft. Die Be- . deutung des Umntnnrlds, daß keine Metallabspanung erfolgt und stattdessen das Metall der Platten verdrängt und zun Fließen gebracht wird, sobald sich* ' der Bolzen 10 eine konische Öffnung 60 schafft, liegt darin, daß bei einer Abspanung des Metalls statt Verdrängung und Fließen des Metalls kein radialer Druck zwischen der Bolzenstauchpartie 15 und den Platten 44 aufgebaut würde· ■

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Unter 3ezug nun auf die ?iguren 4 und 5 ist die Vorspannung an den Platten 44 und 46 schematiseh durch die gestrichelten Linien 6/- da-rgestellt. Sin ganz; allgemein

_emit 66 gekennzeichneter Bolzen erstreckt sich durch die Platten hindurch und schafft eine konische öffnung 68 in den Platten, welcher Bolzen einen Kopf 70, einen konischen Schaft 72, eine kaltgewalzte Ringnut 74 und ein Gewindeende 76 aufweist, also im wesentlichen identisch nit der. Bolzen 10 nach Figur 1, abgesehen von den in gerader Richtung axial sich erstreckenden ITuten 78, statt der Spiralnuten 22 des Bolzens nach Figur 1, Der Bereich der Vorspannung an den Platten 44 und 46, durch -die gestrichelten Linien in Figur 4 und 5 schenati-?ch dargestellt ι ist dam Fachmann bekannt und für alle* erf$ndun£St.3emäßen Befestigungsvorrichtungen der gleiche, und die uxiale Länge dieses Bereichs, wird durch die o.xiale .Länge des jeweiligen nit Nuten versehenen Schaftes der Befestigungsvorrichtung bestinrat· Die Wirkungsweise der einzelnen Bolzen bleibt jedoch inraer die gleiche"·

Unter Rückblick auf die Figuren 1 bis 3 wird, nachdem der Bolzen 10 endgültig in voller ürstreckung durch die Platten 44 und 46 unter Vorspannung der Platten, wie beschrieben, eingebracht ist, dieser seine Stellung beibehalten, ohne daß eine axiale wirkende Kraft am Bolzen zum Halten denselben aufgewandt werden nuß, ganz in Unterschied zu ähnlichen Befestigungsvorrichtungen früherer Art·, bei denen ständige Spannungskräfte erforderlich sind, wenn die Vorspannung auf -

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recht erhalten v/er 3 en noil. Die dauernde Einordnung des 3olzens IO unter Vorspannung ist d-'ts D^-^ebnis daraus , daß die Bolzenstauchpartie 15 sich ihre eigene Öffnung 60 fornt und insbesondere deshalb, weil die konische Öffnung durch Verdrängen und Fließen des Metalls und nicht durch Metallschneiden gebildet wird. . Das v/eitere Ergebnis aus Verdrängung· und Fließen des Metalls unter Kaltbearbeitung und Kalthärtung des Metalls der Platten, das die konische Öffnungsfläche 62 bildet und sowohl diese Fläche wie auch die Bolzenstauchpartie 15 ungibt, gewährleistet, daß der 3olzen in seiner Lage unter Vorspannung gehalten wird und ergibt zusätzlich eine größere Festigkeit der Verbindung, die den Arbeiten zwischen den Platten ent- * geg^mvirkt, was bei den früheren Konstruktionen bisher nicht möglich war.

ITachden der Bolzen 10 wie beschrieben eingebaut ist, greift der Bund 18 an Bolzenkopf 12 axial an der Außenseite 48 der Platte 44 an, und die axiale Spannung des Bolzenschaftes 14 kann bis zum gewünschten Ausnaß durch Aufschrauben der Kutter 38 am vorspringenden Gewindeende 16 des Bolzens erzielt werden, wie ganz rechts in Figur 1 dargestellt. Um eine Vorspannung übe.r die gesamte axiale Stärke der Platten 44 und 46 zu erzielen, erstreckt sich die genutete Stauchpartie 15 des Bolzens 10 axial durch diese gesamte Plattenstärke vom Bolzenkopf 12 en der Außenseite 48 der Platte,

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und sie endet an der Plattenaußenseite 50, wobei die kaltgewalzte Ringnut 36 axial über die Plattenaußenseite 50 hinausragt und vobei das Gewindeende 16 des Schaftes im Abstand darüber hinausgeht, wie dargestellt. Die Mutter 38 wird auf das Gewindeende 16 des Schaftes aufgeschraubt, bis der 3undring 40 der. Mutter axial an der Außenseite 50 der Platte 46 angreift, wobei unter weiterem Anziehen der Mutter eine axiale Kraft an Bolzenschaft 14 erzeugt wird, womit fe sich eine Kcnbination aus Yorspannung an den Platten und axialer .Spannung des Bolzens ergibt.

Sobald der 3olzen 10 durch die Mutter 38 axial gespannt wird, führt die Ausformung des Kopfbundringes 18,;· dessen untere Fläche 20 abgewinkelt ist, wie oben beschrieben, zu einer Durchbiegung des Kopfbundringes, . unter'Abflachung oder Verringerung des Winkels der Unterfläche des Bunds, wobei eine federnde Axialkraft auftritt, die dafür sorgt, die axiale Spannung des Bolzens im gewünschten Ausmaß aufrechtzuerhalten.. '.7ie leicht zu ersehen, kann die Abwinklung der Unterfläche des Bundes und das Durchbiegen des Metalls am Kopf 12 auch an der Unterfläche 42 des Bundes der !Tut 38 für kombinierte Wirkung vorgesehen, werden, oder nur aber an der Mutter 38, statt am Kopf 12·

Die kaltgewalzte Ringnut 38 .wirkt mit dem durch " den Bundring 40 geschaffenen Ausschnitt der Mutter zusammen, da das Gewinde der-Nut unterhalb des¹ llutterbundrint's 4Q rföteig Wgd-«daher, liegen die ersten

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Gewinde der Ulutter im Abstand sur Bins teilung der Mut.ter an eier Platte 46, so daß Belastung-ronzentrationen an den beiden ersten 3-ewinden der Butter, die für die bisher üblichen Konstruktionen charak-• teristi3ch sind, vermieden werden«,

In den Figuren 6 und 7 sind abgewandelte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung dargestellt.

In Figur 6 ist ein allgemein mit 80 bezeichneter Bolzen unter Plattenvorspannung und axialer Spannung dargestellt, der sich durch die verbunden oder " miteinander befestigten aneinanderlielenden Platten 82 und 84 hindurch erstreckt und aus diesen heraus-'rngt, welcher Bolzen einen Kopf 86, einen konischen Schaft- 88, eine kaltgewalzte Ringnut (nicht dargestellt) und eine Gewindeendpartie 90 hat, an der eine aufgeschraubte Mutter 92 angreift. Der Bolzenkopf ist hierbei kegelig gehalten, hat einen Schrauben- ™

schlitz 87 und wird in einer Aussparung 94 der Platte 82 eingesenkt, wobei der konische Schaft 88 während des axialen und unter Drehung erfolgenden Einnetzens des Bolzens 80 eine konische- Öffnung 96 in, der Platte mittels der,Spiralnuten 98 formt, die rund um den Schaft in Abständen, die im wesentlichen sich axial erstrecken, ausgebildet sind, und zwar mit Zwischsnpartien 100 des Schaftes für Eingriff am Metall* Die Mütter 92 kann eine Fläche

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101 an einem Bundring 103 von schräg abgephaster Form aufweisen, wie bereits oben erörtert, und zwar für die Durchbiegung des Bundmetalls beim axialen Spannen des Bolzens 8O₀ . .'

Da der kegelige Bolzenkopf 86 in der Platte 82 versenkt wird, hat der Bolzenschaft 88 nicht die Länge {. der Gesamtstärke der Platten 82 und 84-', und die Vorspannung der Platten hat axial eine geringere länge, und zwar nur.über die axiale Länge des Schaftes 88. Im übrigen wirkt der Bolzen 80 hinsichtliche Vorspannung und axialer Spannung in den Platten 82 und ebenso wie hinsichtlich der anderenAusführungsformen des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels, wie bereits eben erörtert»

In Fiviur 7 ist ein erfindungsgenäßen Befestigungsmittel in der ?om eines Bolzens 102 als in einer blinden Bohrung 104 aneinanderstoßender Platten ' 106 und 108 angebracht dargestellt, welcher Bolzen einen Kopf 110, einen konischen Schaft 112 mit geraden axial verlaufenden Nuten 114 und Swischenpartien für -Singriff 116 hat, ferner versehen mit einem Bundring 118 und einer Gewindeendpartie 120. Auch hierbei sorgt der konische Schaft 112 des Bolzens über die Hüten 114 und die Zwischenpartien 116 des Schaftes für Eingriff dieser f^:ir Ausbildung der Plattenöffnung 110 in konischer Form am Schaft, jedoch endet diese konische öffnung in axialer Richtung kurz vor der Außenseite 122 der Platte 108,

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wobei der Rest als einsίGewindepartie 124 der öffnung für Eingriff mit der Gewindeendpartie 120 des Schaftes ausgebildet ist· Der Kopf 110 trägt einen Bund 128, der in axialer Richtung .'an der Außenseite 128 der Platte 106 angreift, v/obei dieser Bund eine gewinkelte Fläche 130 für !Durchbiegung des Metalls des Kopfbundes haben kann, wie bereits oben erörtert, · um so federnd die axiale Spannung des Bolzens 102 aufrechtzuerhalten«

Da sich der konische Schaft 112 nur durch die Plat- ^

te 106 und nur teilweise durch die Platte 108 erstreckt, wobei der Rest der Plattenstär^e die Gewindepartie 124 uiafaßt, werden die Plattennur über die_N axiale ISTstreekunj des Sqhaftes vorgespannt. Im übrigen ist die Tfirkungsweise des Bolzens 102 im wesentlichen nit der der übrigen bereits beschriebenen 3olsen identisch und bietet so die wesentlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung.

Eine •Ausführungsforn 132 des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels ist als Bruchstück in -iftigur 8 in gleichförnig konischen Querschnitt und ohne den üblichen üopf dargestellt. Der Schaft 134 trägt eine Innenaussparung" 136, für Eingriff mit einem passenden Ver^zeug, uni den Bolzen in die zugehörige Öffnung einzutreiben.

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Das erfindungsgeinäße Befestigtiiigsirittöl käto .am&fa iss Form eines Gewindebolzens vorgesehen p&üiäu_f'iti&i das*untere Ende ±n wesentlichen #%e### Wi# §ää giiffigsfltittelrlO ausgebildet ist» i^iö ik iigc und 2 dargestellt * Äi# Btetter Iß Ifltifei und die Gewindepartie 16 des Ssfeäftii vrilfi Iä blinde Bohrung eingeschrauilt. "B&f M&0 M fäHi vmä andbssen Stelle tritt öiii lalzieapwiöiö wi# Mch« . ·'■ .-■.-· ·'■ ·■

Claims (5)

Patentansprüche

1.)- Befestigungs- und Zefttrierstift für die Verbindung von Werkstükken, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift eine konische Stauchpartie (14) aufweist, an deren umfang in Abständen zueinander Stauchnuten (22) verlaufen, die sioh im wesentlichen in axialer Richtung erstrecken und zwischen denen hervorstehende Stege (24) liegen, die, in Eindrehrichtung des Stiftes gesehen, an der Vorderseite liegende Führungskanten (28) und an der Hinterseite liegende Nachlaufkanten (30) aufweisen, wobei die Stege (24) an den Führungskanten (28) die kleinsten radialen Erstreckungen aufweisen und in ihren radialen Abmessungen stetig bis zu den größten radialen Erstreckungen an den Nachlaufkanten (3O) zunehmen.

2.) Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauohnuten (22) in gleichen Abständen am Umfang angeordnet sind.

3.) Stift nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Stiftes Mittel (16, 38) für die Verbindung der Werkstücke, sowie zwischen den Spannmitteln (16, 38} und der Stauchpartie (14) eine Hingnut (36) für die Spannungsumformung vorgesehen sind»

4.) Verfahren für die Verbindung und Vorspannung von Werkstücken unter Verwendung des Befestigungs- und Zentrierstiftes nach Anspruch 1 bis 3» einschließlich der Maßnahme, eine gerade zylindrische Bohrung durch die mit dem Befestigungsstif-t zu verbindendenvWerksttieke hinduroh herzustellen, daduroh gekennzeichnet, daß die konische Stauohpartie (I.4) des Befestigungsstiftes in die Bohrung des Werkstückes axial und unter Drehung eingebracht wird, so daß

bei Einbringen der Stauohpartie des gressiveii Eingriff an der Fläohe (58

Befestigungsstiftes ein proder Bohrung (56) duroh die

Fläohen der Stauohpartie (14) ^am Sohuftumfang zwisohen den Nuten. (22) ■ unter Veidrängung des Werkstoffe an ler Oberfläche (58) der Boh- >

f ■ ,

rung des |Werkstüoks, ohne Abspanjiung des Werkstoffs erfolgt, wo duroh die Bohrung unter Anpassung an die konische Form des Be* festigunlsstiftee duroh den Verdrängung·druok der Stauohpartie (I4)

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gegen das Werkstück und die Fläche (58) bearbeitet wird, und so eine Zone des Werkstoffs an der Fläche (5&) vorspannt, und: wobei nach Verdrängung und Vorspannung mindestens des größeren. Teils des Werkstoffs an der Oberfläche (58) der Schaft des Befestigungastiftes axial gespannt wird und die Spannung des Schaftes durch den axial wirkenden Eingriff von sich durchbiegendem Metall zwischen dem Werkstück und dem Befesbigungsstift axial außerhalb des Schaftes des Befestigungsstiftes aufrechterhalten wird,

5.) Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekeimzeichnet, daß, nachdem mindestens der größere £eil des Werkstoffs der Oberfläche (58) verdrängt und vorgespannt ist, die einander entgegengesetzten Enden des Schaftes des Befestigungsstiftes mit dem Werkstück verschraubt werden, wobei eine Hingnut (36);ifür SpannungsumförnnsiBg am Stift axial zwischen den Stauchnuten (22) und. einem der Stift-

»■· ■·'■■/. enden vorgesehen wird»