DE1941398C3 - Befestigungsstift zum Einführen in eine Bohrung unter elastischer Verformung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Befestigungsstift gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Befestigungsstift ist aus der US-PS 843 bekannt. Statt eines Stiftes aus vollem Material, das gehärtet und unter Einhaltung enger Toleranzen geschliffen ist, und der auch eine axiale Nut aufweisen kann, die sich beim Eintreiben des Stiftes unter der Wirkung der Eintreibkräfte schließt, sowie statt eines Stiftes in Form einer zylindrischen längsgeschlitzten Hülse handelt es sich bei diesem bekannten Befestigungsstift um einen Stift, der aus mehreren, insbesondere aus etwas mehr als zwei vollen Windungen eines Federbleches eng gewickelt ist, und zwar so, daß der Befestigungsstift hohlzylindrisch ist. Jedoch kann bei diesem bekannten Stift der zentrale hohle Bereich durch eine oder mehrere lose innere Windungen im wesentlichen ausgefüllt 6« sein, um zusätzlich in den Befestigungsstift einen Nagel od. dgl. elastisch eintreiben zu können. In jedem Fall sind aber wenigstens zwei oder mehr als zwei der äußeren Windungen des Federbleches eng gewickelt. Dabei wird in diesem Zusammenhang auch Ss bei dem bekannten Befestigungsstift unter einer engen Wicklung eine solche verstanden, bei der die in Berührung stehenden Windungen des Federbleches noch relativ zueinander in Umfangsrichtung gleiten können, um eine begrenzte elastische Querschnittsverkleinerung des Befestigungsstiftes zu ermöglichen. Beim Eintreiben des Befestigungsstiftes in eine Bohrung kann sich der Stift an den Bohrungsdurchmesser selbständig anpassen, hat einen festen Sitz in der Bohrung und kann dennoch leicht wieder aus der Bohrung entnommen werden. Aufgrund der relativen Verschiebbarkeit der aufeinanderliegenden Windungen ist der Befestigungsstift in der Lage, Belastungen, Vibrationen oder Stöße zu absorbieren. Dadurch, daß im Einsatz die Windungen des Federbleches in gegenseitigen Kontakt treten, können die Windungen zn dem Abscherwiderstand des Befestigungsstiftes beitragen. Zur Erleichterung des Einsetzens des Befestigungsstiftes in eine Bohrung können seine Enden verjüngt ausgebildet sein.

Es ist auch bekannt, einen solchen Befestigungsstift so auszubilden, daß im entspannten Zustand die einzelnen Windungen des Metallbleches einen gegenseitigen Abstand aufweisen. In diesem Falle ist der Durchmesser des Befestigungsstiftes merklich größer als die lichte Weite der Bohrung, so daß der Stift unter Aufbrauch des radialen Spiels zwischen den Windungen in die Bohrung eingetrieben werden kann (vgl. US-PS 3 G94 344).

In beiden bekannten Fällen ist im eingesetzten Zustand des Befestigungsstiftes das Federungsvermögen der Blechwindungen zum größten Teil ausgeschaltet, um eine hohe Abscherfestigkeit des Stiftes zu gewährleisten.

Die Maßnahme, bei einem eng gewickelten Hülsenkörper innere Windungsabschnitte des Hülsenkörpers lose zu lassen, so daß die innere Endkante des Bleches wenigstens auf einem Teil ihrer Länge abweichend von der Spiralform der Wicklung im Abstand von der darunterliegenden Windung verläuft, ist auch schon bei einer aus mehre- sn spiralförmigen Windungen eines Federbleches eng gewickelten Dübelhülse bekannt, die fest in eine Bohrung z. B. eines Schuhabsatzes eingebettet werden kann und zum Eintreiben eines Befestigungsstiftes für einen Absatzflecken dient (vgl. DT-AS 1211092 und 1218 310). Eine solche voll in die Bohrung eines Werkstückes eingesetzte Dübelhülse braucht jedoch praktisch keine Abscherkräfte aufzunehmen. Um einen sicheren Sitz des Befestigungsstiftes in der Dübelhülse zu gewährleisten, muß der Stiftdurchmesser auf die lichte Weite der Hülse relativ genau abgestimmt werden.

Demgegenüber betrifft die Erfindung einen Befestigungsstift der eingangs näher bezeichneten Art, der zum Verbinden mehrerer mit ihren Bohrungen in Fluchtung stehender Teile oder als Gelenkstift Anwendung findet. Ein solcher Befestigungsstift muß im Einsatz erhebliche Abscherkräfte aufnehmen können. Die volle Abscherfestigkeit eines solchen aus mehreren spiralförmigen Windungen eines Federbleches eng gewickelten Befestigungsstiftes wird nur dann erreicht, wenn bei voller Scherbelastung sämtliche Windungen eng und mit hoher Reibung aufeinander liegen. Um auf der anderen Seite Vibrationen oder Stöße elastisch aufnehmen zu können, bedarf der Stift einer gewissen Elastizität, die nur so lange vorhanden ist, solange nicht der Zustand der maximalen Scherfestigkeit erreicht ist. Die Elastizität des Befestigungstiftes und seine Scherfestigkeit sind somit zwei einander entgegenwirkende Eigenschaften.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Befestigungsstift der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß der Befestigungsstift leichter und ohne die Notwendigkeit einer festen Abstützung der Werkstücke in eine vorgegebene Bohrung eingeführt werden kann, auch im eingesetzten Zustand sein Federungsvermögen beibehält und dennoch eine hohe Abscherfestigkeit hat, wobei der Befestigungsstift vor allem für den Einsatz als Gelenkstück geeignet sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Die durch die äußere Endkante des Federbleches gebildete Federlippe ermöglicht es, die Blechwindungen des Befestigungsstiftes von vornherein in dem eingangs im Zusammenhang mit der US-PS 2 737 843 angefühi ten Sinne eng zu wickeln. Der Befestigungsstift kann somit, abgesehen vom Bereich der Federlippe, von vornherein einen Durchmesser aufweisen, der dem lichten Durchmesser der zugehörigen Bohrung entspricht. Beim Einsetzen des Beftstigungsstiftes braucht daher nur die Kraft zum Verformen der Federlippe aufgebracht zu werden, so daß der Befestigungsstift ohne Schwierigkeiten leicht und sicher in die Bohrung eingesetzt und aus dieser wieder entfernt werden kann. Der Stift behält im eingebauten Zustand aufgrund der Federlippe ein ausreichendes Federungsvermögen. Stöße oder Belastungen können dabei durch die -elastische Verformung der Federungslippe sicher aufgenommen werden, bevor die Federlippe und die anderen Bereiche der Blechwindungen fest und mit hoher Reibung aufeinander zu liegen kommen. Damit wird trotz dieses Federungsvermögens bei zunehmender Belastung durch die feste gegenseitige Auflage aller Windungsabschnitte die maximale Abscherfestigkeit des Befestigungsstiftes erreicht. Durch das Federungsvermögen im eingebauten Zustand wird also die Abscherfestigkeit des Befestigungsstiftes nicht beeinträchtigt, wie umgekehrt diese nicht ein hinreichendes Federungsvermögen des eingebauten Befestigungsstiftes ausschließt.

Bei einem Befestigungsstift, bei dem die Enden verjüngt ausgebildet sein sollen, wird dies zweckmäßigerweise durch die Maßnahmt im Kennzeichen des Anspruchs 2 erreicht. Bei der neuen ausbildung des Befestigungsstiftes hat man es zusätzlich mit den Maßnahmen im Kennzeichen der Ansprüche 3 bis 5 in der Hand, die durch die Federlippe bedingte Nachgiebigkeit an vorbestimmten engbegrenzten Stellen entlang der äußeren Endkante anzuordnen, was vor allem bei Verwendung des Befestigungsstiftes als Gelenkstift von großem Vorteil ist.

Außer als Gelenkstift kann der Befestigungsstift auch als Paßstift verwendet werden, da er ohne Spiel und mit hoher Genauigkeit in eine vorgegebene Bohrung einsetzbar ist und im hohen Maße Scherkräfte aufnehmen kann. Durch die Federlippe wird gewährleistet, daß sich der Befestigungsstift auch bei Stoßen und Vibrationen nicht lockert und weder selbst beschädigt werden kann noch Beschädigungen an der Bohrung zuläßt.

Die Abstandslage der die Federlippe bildenden Endkante von ύζϊ darunter befindlichen Windung kann durch Wahl der Form der Federlippe gemäß den Merkmalen des Kennzeichens der Ansprüche 6 oder 7 beeinflußt werden.

Die Steifigkeit der die Federlippe bildenden Kante kann durch die Länge der Federlippe im Verhältnis zu der Gesamtlänge des Stiftes beeinflußt werden, wobei die Steifigkeit um so größer ist, je größer der Anteil der Länge der Endkante ist, der auf der darunter befindlichen Windung aufliegt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausl'ührungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I einen Befestigungsstift gemäß der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 2 den Stift nach Fig. 1 in ähnlicher Darstellung, jedoch mit Blick auf die Endkante des spiralförmig gewickelten Blecl es,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Stift entlang der Schnittlinie 3-3 der Fig. 1,

Fig.4 eine abgewandelte Ausi'ührungsform des Befestigungsstiftes in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2,

Fig.5 einen Querschnitt durcv den Stift nach F i g. 4 entlang der Schnittlinie 5-5 diese r Figur,

F i g. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stiftes ähnlich dem des Stiftes nach F i g. 1,

F i g. 7 den Stift nach F i g. 6 mit Blickrichtung auf die Endkante der Blechspirale,

F i g. 8 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 8-8 der Fig.6,

F i g. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Befestigungsstiftes nach der Erfindung in ähnlicher Darstellung wie F i g. 7,

Fig. 10 einen Querschnitt durch den Stift nach F i g. 9 entlang der Schnittlinie 10-10 dieser Figur,

F i g. 11 ein weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel in ähnlicher Darstellung wie F i g. 9,

Fig. 12 in Seitenansicht einen Türschließer, bei dem ein Befestigungsstift gemäß der Erfindung als Gelenkstift verwendet ist,

Fig. 13 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 12,

Fig. 14 eine Deckenleuchte in Draufsicht, die mit Hilfe von Befestigungsstiften gemäß der Erfindung an einer Halterung angebracht werden kann,

Fig. 15 die Deckenleuchte nach Fig. 14 in auseinandergezogener Stellung in Seitenansicht und

Fig. 16 im größeren Maßstabe eine Befestigungsstelleder Anordnung nach Fig. 14 und 15.

Der Befestigungsstift nach F i g. 1 bis 3 besteht aus einem spiralig gewickelten Metallblech 2, das im wesentlichen eine einheitliche Dicke aufweist. Bei dem Blech kann es sich um kohlenstoffhaltiges Stahlblech, um Federmessing oder andere elastisch nachgiebige Kupferlegierungen oder dergleichen Materialien Handeln, die hohe Federwirkung gewährleisten und zugleich die nötige Steifheit besitzen, um eine bestimmte Form beizubehalten. Der Stift 1 besteht im dargestellten Beispiel aus im wesentlichen zwei völligen Blechwindungen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Anzahl der Windungen ebenso wie die axiale Länge ues Stiftes von der Art des verwendeten Metallblech^*, seiner Dicke und anderen Eigenschaften abhängt, sowie von der Grö3e der Bohrung und der Verwendungsart des Stiftes.

Die Blechwindungen sind eng aufeinanderliegend gewickelt, so daß sie unmittelbar in Oberflächenberührung stehen. Lediglich die Endkante Ib weicht von der Spiralform des Bleches ab und steht damii nicht in Berührung mit der darunterliegenden Blechoberfiäche. An der Endkante 2 ft des Stiftes 1 ist eine Federlippe 4 ausgebildet, indem die Endkante im

Bereich der Federlippe einen Abstand von der Spiralform des Bleches des Stiftes aufweist. Die Federlippe erstreckt sich, wie aus den Figuren hervorgeht, im wesentlichen parallel zur Achse des Stiftes 1. Die beiden Enden des aus dem Metallblech gewickelten Stiftes sind eingeschnürt oder verjüngt ausgebildet, wie dies bei 5 in den Figuren zu erkennen ist. Entsprechend sind auch die Enden der Federlippe 4 radial nach innen gebogen und liegen im äußeren Bereich bei 6 auf der darunterliegenden Blcchobcrfläche auf, um Anschläge zu bilden.

Der Stift 1 weist seinen grüßten Durchmesser im Bereich der Federlippe 4 auf. Beiderseits der Federlippc ist der Durchmesser d:s im dargestellten Beispiel fcstgewickelten Blech· tiftes etwa gleich dem lichten Durchmesser der Bohrung, in die der Stift eingesetzt werden soll.

Der Abstand, den die Federüppe4 von der normalen Spiralform des Stiftes, im Beispiel der F i g. 1 bis 3 von der Oberfläche des darunterliegenden Stiftes aufweist, soll wenigstens ebenso groß sein wie die Differenz zwischen dem normalen Durchmesser des Stiftes außerhalb der Federlippe und der lichten Weite der größten Bohrung, in die der Stift noch eingesetzt werden soll.

Wenn der Befestigungsstift 1 in die Bohrung eingesetzt wird, gibi die Federlippe 4 elastisch nach. Auf diese Weise wird die gewünschte Flexibilität erzielt, die notwendig ist. um den Befestigungsstift im Loch in der Bohrung festzuhalten. Die Flexibilität ist also vorhanden, trotzdem die Windungen des Bleches gemäß Fig. 3 eng aufeinander gewickelt sind. Trotz der Flexibilität besitzt der Stift die maximale Fesligkeil, insbesondere Scherfestigkeit.

Die Federlippe erstreckt sich wenigstens auf einem Teil der Länge der Endkante des Bleches des Befestigungsstiftes. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 erstreckt sich die Federlippe im wesentlichen über die ganze Länge der Endkante bis auf die Anschläge 6 an den äußersten Enden dieser Kante. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 erstreckt sich dagegen die Federlippe 4 <r nur über den mittleren Bereich der Endkante 2 e des Befestigungsstiftes 1 c, während außerhalb des Mittelbcreiches die Endkante unter Bildung von Anschlägen fest auf der Metalloberfläche 3 aufliegt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 erstreckt sich die Federlippe 41 nur über einen kurzen Endbereich der Endkante des Metallblechcs. während der ganze übrige Bereich unter Bildung eines Anschlages 6 b fest auf der Metalloberfläche 3 des Stiftes 1 b liegt. Die Enden dieses Stiftes sind nicht verjüngt.

Aus den beschriebenen Beispielen wird deutlich, daß die Flexibilität des Befestigungsstiftes 1 nach seinem Einsetzen in eine Bohrung durch die im Abstand von der Spiralform bzw. der Metalloberfläche liegende Federlippe gebildet werden. Die Federlippe braucht sich dabei nicht über die gesamte Länge des Befestigungsstiftes zu erstrecken, sondern kann auf jeden beliebigen Teil der Länge der Endkante des Bleches beschränkt und an beliebiger Stelle dieser Endkantc angeordnet werden. Die verjüngten Enden sind nicht unbedingt erforderlich, da zum Einsetzen des Stiftes iediglich die Federüppe elastisch verformt zu werden braucht oder der Stift gemäß F i g. 9 mit dem Ende zuerst in die Bohrung eingesetzt werden kann, das der Federlippe abgewandt ist und an dem der Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem lichten Durchmesser der Bohrung ist.

Der in den F i g. 6 bis 8 gezeigte Befestigungsstift 1 α ist im wesentlichen gleich ausgebildet wie der Stift nach Fig. 1 bis3. Im Gegensatz zu der Fedcrlippe des Stiftes nach F i g. I bis 3 ist bei dem Befestigungsstift nach Fig. 6 bis 8 die Federlippc Aa nicht gekrümmt ausgebildet, sondern verläuft etwa in einer Ebene, die tangential an dem Umfang des Bcfestigungsstiftcs anliegt, wie insbesondere F i g. 8 zeigt.

ίο Bei sonst gleicher Ausbildung ergibt sich bei dieser Art der Federlippe eine größere Abstandslagc dci Lippe von der Spiralform als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. Eine ähnliche Ausbildung der Federlippc ist auch bei dem schon beschriebener Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 verwendet, wobei Fig. 10 einen Querschnitt durch diesen Befestigungsstift im Bereich der Federlippc wiedergibt. Der Stift nach Fig. 9 wird im wesentlichen nur in dem Bereich von einer oder mehreren in Fluchtung lic-

ao gcndcn Bohrungen gesichert, in dem die Federlippc 4/ zu liegen kommt. Entsprechendes gilt für den Stift nach Fig. II, der besonders geeignet für die Bildung von Gelenken ist.

Wie insbesondere die Fig. 4 und 5 zeigen, ist es

as auch möglich, bei einem Befestigungsstift der beschriebenen Art das eine Ende in an sich bckanntci Weise als radial nach außen weisenden Flansch 12 auszubilden. Auch könnten, wie nicht dargestellt ist an diesem Ende Bohrungen vorgesehen sein, durch die ein Ring gezogen wird. Der größere Teil der Endkantc der Blechwindungen liegt satt auf der Metalloberfläche 3 auf, wie bei dd angegeben ist. Die Fedcrlippe ist nahe dem dem Flansch 12 abgewandten Ende des Befestigungsstiftes 11 angeordnet und erstreckt sich nur über eine geringe Länge der Endkante 2/. Die Federlippc Ad bildet an dieser Stelle praktisch einen federnden Buckel, der in den Figurer mit 13 bezeichnet ist. Es wird bei diesem Beispiel angenommen, daß mit Ausnahme des Bereiches des Federbuckels 13 der Außendurchmesser des Befestigungsstiftes 11 geringfügig kleiner als die lichte Weite der Bohrung ist, in die der Stift eingesetzt werden soll. Dieser Stift kann sehr leicht von Hand oder mit Hilfe leichter Hammerschläge in eine Bohrung eingesetzt und aus dieser wieder entfernt werden und besitzt eine außerordentlich hohe Festigkeit bei ausreichender Flexibilität im Bereich der Federlippc

Der Stift nach Fig.4 und5 kann zweckmäßigerweise in Anwendungsfällen verwendet werden, -·οη

So denen zwei in den Fig. 12 und 13 bzw. 14 bis 16 wiedergegeben sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 und 13 bildet der Befestigungsstift 11 zugleich einen Gelenkstift zwischen der Kolbenstange 17 und dem Widerlager 16 eines Türschließers. Das Widerlager 16 besteht dabei praktisch aus zwei Lageraugen 15, zwischen denen das gelochte Ende der Kolbenstange aufgenommen ist. Der Federbuckel 13 des Befestigungsstiftes 11 ist im Durchmesser größer als die Löeher in den Lageraugen 15. Durch den Flansch 12 und den Federbuckel 13 wird der Stift nach seinem Einsetzen zuverlässig in seiner Lage gehalten. Die bei Betätigung des Türöffners auf den Befestigungsstift wirkenden Scherkräfte werden von diesem zuverlässig aufgenommen. Da der Durchmesser des Befestigungsstiftes außerhalb des Federbuckels 13 geringfügig kleiner als die Weite der öffnungen in den Lageraugen 15 ist, kann sich der Befestigungsstift leicht in

den Lageraugen drehen.

Die F^; i g. 14 bis 16 zeigen die Zusammcnbaumögliehkcil einer aus mehreren Teilen bestehenden Leuchte. Der Lainpenkörper 23 wird zwischen einem Gehäuse und einer Fassung gehalten. Die beiden letzteren weisen Befestigungsaugen 21 bzw. 22 auf. durch >^rcn Bohrungen die Befestigungsstifte 11 in der aus «cn Figuren ersichtlichen Weise mit geringer Kraft gesteckt werden können. Damit ergibt sich die in Fig. MS im größeren Maßstabe dargestellte Verbindung. Die Zusammcnh'illkrüftc werden in axialer Richtung durch den Flansch 12' und den Fcdcrbuk-

kcl 13 zuverlässig aufgenommen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann also Flexibilität gemeinsam mit maximaler Festigkeit des Befestigungsstiftes verwirklicht werden. Da der Außendurchmesser des Stiftes außerhalb des Bereiches der Federlippe etwa der lichten Weite der Bohrung entsprechen kann, läßt sich der Befestigungsstift in aller Regel von Hand einsetzen. Neben hoher Scherfestigkeit weist damit der Stift auch eine ausreichende Flexibilität der Federlippe auf. um bestehende Durchmcsscrtoleranzen der Bohrungen zuverlässig aufnehmen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Befestigungsstift zum Einführen in eine Bohrung unter elastischer Verformung, der aus mehreren spiralförmigen Windungen eines Federbleches gewickelt ist, dessen Endkanten in Längsrichtung des Stiftes verlaufen, wobei die eine Endkante wenigstens auf einem Teil ihrer Länge abweichend von der Spiralform der Wicklung im Abstand von der darunterliegenden Windung verläuft, derart, daß sie eine Federlippe bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlippe (4 bis Ad₁ Ai) durch die äußere Endkante (2 bbisZf) des Federbleches gebildet ist.

2. Befestigungsstift nach Anspruch 1, bei dem ^x5 die Enden verjüngt ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die Federlippe bildende äußere Endkante (2 ti) an ihren Enden (6) auf der daruntei befindlichen Windung (5) aufliegt (Fig. 2). ^g

3. Befestigungsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlippe (4 c) sich nur über den Mittelbereich des Stiftes (1 c) erstreckt (vgl. Fig. 11).

4. Befestigungsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlippe (4/) sich nur über einen Endbereich des Stiftes (1 b) erstreckt (vgl. Fig. 9).

5. Befestigungsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federlippe (4 d) nur über einen kleinen Teil der I.Hnge der Endkante (2/) erstreckt und einen Federbuckel (13) bildet (vgl. F i g. 4 und 5).

6. Befestigungsstift nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlippe (Aa, 4 b) plan ausgebildet ist (vgl. F i g. 8 und 10).

7. Befestigungsstift nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlippe (4,4 d) kurvenförmig ausgebildet ist (vgl. F i g. 3 und 5).

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