DE202010012254U1

DE202010012254U1 - Bolzen mit Halte-Sicherung

Info

Publication number: DE202010012254U1
Application number: DE202010012254U
Authority: DE
Original assignee: S-FASTENERS GmbH; S Fasteners GmbH
Current assignee: S-FASTENERS GmbH; S Fasteners GmbH
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2020-09-08

Abstract

Bolzen (1) mit einem Bolzenkopf (2) und einem zylinderförmigähnlichen Bolzenschaft (3), welcher (3) bis zum Bolzenkopf (2) durch eine Durchgangsöffnung (10) in einem Bauteil (15) steckbar ist
und dessen (3) auf der der Einsteckseite (10a) gegenüberliegenden Seite (10b) der Durchgangsöffnung (10) herausstehendes Schaft(3)teil durch eine Halte-Sicherung am Lösen des Schaftes (3) aus der Durchgangsöffnung (10) gehindert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Bolzenschaft (3) in an sich bekannterweise eine ringförmige Bolzennut (4) aufweist,
daß die Bolzennut (4) in einer durch die Bolzenachse (A) verlaufenden Schnittebene ein U-förmigähnliches Profil mit einer U-Basis-Linie und zwei von den Enden der Basis ausgehenden U-Schenkeln aufweist,
wobei die U-Basis-Linie (7) schräg zur Bolzenachse (A) und ansteigend zum Ende des Bolzenschaftes (3) verläuft und wobei der bolzenkopfnahe U-Schenkel (6) länger als der bolzenkopfferne U-Schenkel (5) ist und die Nuttiefe am bolzenkopfnahen U-Schenkel (6) größer als am bolzenkopffernen U-Schenkel (5) ist,...

Description

Die Erfindung betrifft einen Bolzen, dessen Schaft durch eine Durchgangsbohrung in einem Bauteil gesteckt wird und welcher gegen Herausfallen aus dieser Bohrung zu sichern ist.
Es ist allgemein bekannt, einen solchen Bolzen auf der Rückseite des Bauteils z. B. durch einen Sprengring oder durch einen Splint zu sichern.
Dies erfordert allerdings einen Zugang zur Rückseite des Bauteils, was insbesondere bei großflächigen Bauteilen Schwierigkeiten und eine erhöhte Montagezeit bereiten kann.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Bolzen mit Halte-Sicherung vorzusehen, der nur von der Vorderseite des Bauteils aus gehandhabt werden muß. D. h., ein solcher Bolzen wird selbsttätig „verriegelt”, nachdem sein Schaft durch die Durchgangsöffnung gesteckt wurde.
Dies stellt eine wesentliche Montageverbesserung dar. Beim Anbringen großflächiger Wandverkleidungen, z. B. in Flugzeugen, brauchen die Bolzen nur in vorgefertigte Durchgangsbohrungen gesteckt zu werden. Sie werden selbsttätig haltegesichert und können nicht mehr aus den Durchgangsbohrungen herausfallen. Danach brauchen sie nur noch mit der Wand verbunden werden, z. B. durch eine Schraubverbindung an vorbestimmter Stelle.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bolzens in einer Position, in welcher der Bolzenschaft mit einem in einer Bolzennut angeordneten Sprengring durch die Durchgangsöffnung eines Bauteils gesteckt wird, wobei sich der Sprengring verengt;
2A eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bolzens in einer Position, in welcher der Bolzenschaft soweit durch die Durchgangsöffnung gesteckt wurde, daß der Sprengring als Halte-Sicherung dient;
2B eine Detail-Darstellung des Sprengrings gemäß 2A;
3A eine isometrische Darstellung eines Runddraht-Sprengrings mit einem Trennspalt;
3B eine Aufsicht und eine Schnittdarstellung des Runddraht-Sprengrings.
4 eine isometrische Darstellung des erfindungsgemäßen Bolzens mit rinfgörmiger Bolzennut, in welcher ein axial verschiebbarer Runddraht-Sprengring angeordnet ist.
5 Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Bolzens und eines Bauteils mit eingesetzter Hülse zum Hindurchstecken des Bolzenschaftes.
6 eine isometrische Darstellung des durch die im Bauteil eingesetzten Hülse gesteckten Bolzenschaftes mit einem Sprengring zur Halte-Sicherung.
7 eine isometrische Darstellung der Hülse, bei der aus Übersichts- und Bezeichnungsgründen ein Sektor herausgeschnittenen wurde.
1 zeigt
eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bolzens 1 in einer Position, in welcher der Bolzenschaft 3 mit einem in einer Bolzennut 4 angeordneten Runddraht-Sprengring 8 durch die Durchgangsöffnung 10 eines Bauteils 15 gesteckt wird, wobei sich der Sprengring 8 verengt.
Der Bolzen 1 hat einen Bolzenkopf 2 und einen zylinderförmigähnlichen Bolzenschaft 3, welcher bis zum Bolzenkopf 2 durch die Durchgangsöffnung 10 in einem Bauteil 15 steckbar ist.
Wie aus 2A bzw. 2B ersichtlich, dient der Sprengring 8 auf der der Einsteckseite 10a gegenüberliegenden Seite 10b der Durchgangsöffnung 10 als Halte-Sicherung und verhindert, daß sich der Schaftes 3 aus der Durchgangsöffnung 10 lösen kann. Der Bolzenschaft 3 weist in an sich bekannterweise eine ringförmige Bolzennut 4 auf.
Die Bolzennut 4 hat in einer durch die Bolzenachse A verlaufenden Schnittebene ein U-förmigähnliches Profil mit einer U-Basis-Linie 7 und zwei von den Enden der U-Basis-Linie ausgehenden U-Schenkeln 5 und 6.
Die U-Basis-Linie 7 verläuft schräg zur Bolzenachse A. Der bolzenkopfnahe U-Schenkel 6 ist länger als der bolzenkopfferne U-Schenkel 5, d. h., die Nuttiefe am bolzenkopfnahen U-Schenkel 6 ist größer als am bolzenkopffernen U-Schenkel 5.
In der Bolzennut 4 ist ein Runddraht-Sprengring 8 (siehe auch 3A und 3B) mit einem Trennspalt der Breite g derart angeordnet, daß er axial (in Achsenrichtung A) zwischen den beiden U-Schenkeln 5, 6 des Nutprofils verschiebbar ist. Im entspannten Zustand des Sprengrings 8 ragt ein äußerer peripherer Teil 8s aus der gedachten Mantelfläche M des zylinderförmigähnlichen Bolzenschaftes 3 nach außen hinaus.
Der Durchmesser der Durchgangsöffnung 10 ist größer als der Durchmesser des Bolzenschaftes 3 und kleiner als der Außendurchmesser R des entspannten Sprengrings mit dem Trennspalt der Breite g.
Beim Einstecken des Bolzenschaftes 3 in die Durchgangsöffnung 10 beaufschlagt deren Rand 10ru an der Einsteckseite 10a den peripheren Teil 8s des Sprengrings 8. Dabei wird zunächst der Sprengring 8 in der Bolzennut 4 axial so verschoben, daß er am bolzenkopfnahen U-Schenkel 6 des Nutprofils anschlägt. In dieser Position wird der Sprengring durch den vom Rand 10ru der Durchgangsöffnung 10 auf ihn ausgeübten Druck elastisch verengt, d. h., auf einen kleineren Außendurchmesser unter gleichzeitiger Verringerung der Breite des Trennspaltes zusammendrückt. Dies ist deshalb möglich, weil der Schaftdurchmesser im Bereich des U-Schenkels 6 kleiner ist als der Innendurchmesser r (3B) des Sprengrings im entspannten Zustand.
Der Bolzenschaft mit dem verengten Sprengring 8 kann die Durchgangsöffnung 10 des Bauteils 1 passieren.
2A zeigt
eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bolzens 1 in einer Position, in welcher der Bolzenschaft 3 soweit durch die Durchgangsöffnung 10 gesteckt wurde, daß der Sprengring 8 als Halte-Sicherung dient.
Der Sprengring 8 entspannt sich nach Verlassen der Durchgangsöffnung 10 an der der Einsteckseite 10a gegenüberliegenden Seite 10b; sein Außendurchmesser und die Spaltbreite nehmen wieder ihren ursprünglichen Wert D bzw. g (des entspannten Zustands) an.
Dabei ragt der periphere Teil 8s (2B) des Sprengrings 8 aus der gedachten Mantelfläche M des zylinderförmigähnlichen Bolzenschaftes 3 nach außen hinaus.
Eine gedachte Verschiebung des Bolzens 1 entgegen seiner Einsteckrichtung (+D) in Richtung (–D) ist nicht möglich, weil der Rand 10ro der Durchgangsöffnung 10 auf der der Einsteckseite 10a gegenüberliegenden Seite 10b auf den Teil 8s (2B) des Sprengrings 8 trifft. Dabei wird der Sprengring 8 zunächst unter Beibehaltung der vollen Breite g seines Trennspaltes und seines Außendurchmessers D für seinen entspannten Zustand axial in der Nut 4 so verschoben, daß er an den bolzenkopffernen U-Schenkel 5 und an die U-Basislinie des Nutprofils anschlägt. In dieser Position kann der Sprengring 8 nicht weiter verengt werden,
weil seine Innenseite am Nutgrund anliegt.
Dadurch wirkt der Teil 8s des Sprengrings 8 wie eine Haltesicherung; er schlägt an den Rand 10ro der Durchgangsöffnung an, so daß sich der Bolzen 1 nicht aus der Durchgangsöffnung in Richtung –D lösen kann.
2B zeigt
eine Detail-Darstellung des Sprengrings 8 gemäß 2A unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß eine Bewegung des Bolzens in Richtung –D nicht möglich ist, weil der obere Rand 10ro der Durchgangsöffnung 10 für den peripheren Teil 8s, welcher über die gedachte Mantellinie M des zylinderförmigen Schaftes hinausragt, einen Anschlag bildet.
3A zeigt
eine isometrische Darstellung eines Runddraht-Sprengrings mit dem Außendurchmesser R, dem Innendurchmesser r und mit einem Trennspalt der Breite g.
Diese Abmessungen beziehen sich auf den entspannten Zustand des Sprengringes.
Der Sprengring kann elastisch in seinem Durchmesser durch Einwirkung einer äußeren Kraft verengt werden, wobei die Breite seines Trennspaltes und damit auch sein Außendurchmesser verringert wird. Bei Wegfall der äußeren Kraft entspannt sich der Sprengring wieder und nimmt seinen ursprünglichen äußeren Durchmesser D und die ursprüngliche Spaltbreite g ein.
3B zeigt
eine Aufsicht und eine Schnittdarstellung des Runddraht-Sprengrings 8. Sein Außendurchmesser ist wie in 3A mit R, sein Innendurchmesser mit r und seine Spaltbreite mit g bezeichnet.
4 zeigt
eine isometrische Darstellung des erfindungsgemäßen Bolzens 1 mit rinfgörmiger Bolzennut 4, in welcher ein axial in Richtung A verschiebbarer Runddraht-Sprengring 8 angeordnet ist.
Der Bolzen 1 hat einen Bolzenkopf (in diesem Ausführungsbeispiel als Senkkopf ausgeführt), einen zylinderförmigähnlichen Bolzenschaft 3 mit einer Bolzennut 4, in welcher der Runddraht-Sprengring 8 angeordnet ist.
5 zeigt
eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Bolzens 1 und eines Bauteils 15 mit eingesetzter Hülse 11 zum Hindurchstecken des Bolzenschaftes 3.
Beim Hindurchstecken des Bolzenschaftes trifft ein peripherer Teil 8s (siehe 2B) des Sprengrings auf den Rand 10ru (7) der Durchgangsöffnung. Dieser Rand drückt so auf den Sprengring, daß sich dieser unter Verkleinerung seines Trennspaltes und seines Außendurchmessers verengt, so daß er die Durchgangsöffnung passieren kann.
6 zeigt
eine isometrische Darstellung des durch die Hülse 11 gesteckten Bolzenschaftes 3 mit einem Sprengring 8 zur Halte-Sicherung.
Nach dem Hindurchstecken des Bolzenschaftes durch die Durchgangsöffnung entspannt sich der Sprengring 8 nach Verlassen der Durchgangsöffnung 10 an der der Einsteckseite 10a gegenüberliegenden Seite 10b. Sein Außendurchmesser und die Spaltbreite nehmen wieder ihren ursprünglichen Wert D bzw. g an. Der periphere Teil 8s (siehe 2B) des Sprengrings 8 ragt aus der gedachten Mantelfläche M des zylinderförmigähnlichen Bolzenschaftes 3 nach außen hinaus.
Bei einer gedachten Verschiebung des Bolzens 1 entgegen seiner Einsteckrichtung +D in Richtung –D trifft der Rand 10ro der Durchgangsöffnung 10 auf den Teil 8s des Sprengrings 8 auf. Dabei wird der Sprengring 8 in der Bolzennut 4 axial so verschoben, daß er unter Beibehaltung der vollen Breite g seines Trennspaltes und seines Außendurchmessers D für seinen entspannten Zustand an den bolzenkopffernen U-Schenkel 5 und an die U-Basislinie 7 des Nutprofils anschlägt. In dieser Position kann der Bolzen 1 nicht weiter in Richtung –D bewegt werden, weil der Sprengring wie beschrieben als Haltesicherung dient.
Im Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 1/2 wird die Durchgangsöffnung 10 im Bauteil 15 von einer in dieses Bauteil 15 eingesetzten Hülse 11 gebildet.
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich bemerkt, daß die Durchgangsöffnung auch eine einfache durch das Bauteil führende Durchgangsbohrung sein kann. Die Verwendung einer Hülse, insbesondere einer Metallhülse hat den Vorteil, daß bei spröden Kunststoffbauteilen präzise aufwendige Bohrungen umgangen werden können und sich trichterförmige Aufbördelungen der Hülsenöffnungen vorteilhaft auswirken: sie wirken als Führung beim Einführen des Bolzenschaftes in die Durchgangsöffnung und bedingen eine Randschräge an der Durchsgangsöffnung. Eine solche Randschräge bedingt eine sichere Beaufschlagung des Sprengrings 8.
Im Ausführungsbeispiel umfaßt die Hülse 11 einen offenen hohlzylinderähnlichen Abschnitt 12 mit der Durchgangsöffnung 10, an die sich trichterförmige Erweiterungen (Aufbördelungen) 13 und 14 anschließen.
Der Bolzenkopf 2 ist als Senkkopf ausgeführt und in der trichterförmigen Erweiterung 14 anordnungsbar.
Die trichterförmigen Erweiterungen bedingen, daß der Rand der Durchgangsöffnung eine in diese verlaufende Schräge aufweist, welche auf den peripheren Teil 8s des Sprengrings 8 einwirkt, wenn der Bolzen 3 bezüglich der Durchgangsöffnung 10 in Richtung D bzw. –D bewegt wird.
7 zeigt
eine isometrische Darstellung der Hülse, bei der aus Übersichts- und Bezeichnungsgründen ein Sektor herausgeschnittenen wurde.
Die Hülse ist wie auch in den anderen Darstellungen mit 11 bezeichnet. Sie umfaßt einen hohlzylinderähnlichen Abschnitt 12 mit der Durchgangsöffnung 10, an den sich eine obere 13 und eine untere 14 trichterförmige Erweiterung anschließt. Die Durchgangsöffnung 10 weist einen oberen schrägen Öffnungsrand 10ro und einen unteren schrägen Öffnungsrand 10ru auf.

Claims

Bolzen (1) mit einem Bolzenkopf (2) und einem zylinderförmigähnlichen Bolzenschaft (3), welcher (3) bis zum Bolzenkopf (2) durch eine Durchgangsöffnung (10) in einem Bauteil (15) steckbar ist und dessen (3) auf der der Einsteckseite (10a) gegenüberliegenden Seite (10b) der Durchgangsöffnung (10) herausstehendes Schaft(3)teil durch eine Halte-Sicherung am Lösen des Schaftes (3) aus der Durchgangsöffnung (10) gehindert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenschaft (3) in an sich bekannterweise eine ringförmige Bolzennut (4) aufweist, daß die Bolzennut (4) in einer durch die Bolzenachse (A) verlaufenden Schnittebene ein U-förmigähnliches Profil mit einer U-Basis-Linie und zwei von den Enden der Basis ausgehenden U-Schenkeln aufweist, wobei die U-Basis-Linie (7) schräg zur Bolzenachse (A) und ansteigend zum Ende des Bolzenschaftes (3) verläuft und wobei der bolzenkopfnahe U-Schenkel (6) länger als der bolzenkopfferne U-Schenkel (5) ist und die Nuttiefe am bolzenkopfnahen U-Schenkel (6) größer als am bolzenkopffernen U-Schenkel (5) ist, daß in der Bolzennut (4) ein Runddraht-Sprengring (8) mit einem Trennspalt der Breite (g) derart anordnungsbar ist, daß der Sprenring (8) axial in der Bolzennut (4) zwischen den beiden U-Schenkeln (5, 6) des Nutprofils verschiebbar ist, daß ein peripherer Teil (8s) des Sprengrings (8) aus der gedachten Mantelfläche M des zylinderförmigähnlichen Bolzenschaftes (3) nach außen hinausragt, daß der Durchmesser der Durchgangsöffnung (10) größer ist als der Durchmesser des Bolzenschaftes (3) und kleiner ist als der Außendurchmesser des entspannten Sprengrings mit dem Trennspalt der Breite (g), daß beim Einstecken des Bolzenschaftes (3) in die Durchgangsöffnung (10) an der Einsteckseite (10a) der Rand der Durchgangsöffnung den peripheren Teil (8s) des Sprengrings (8) derart beaufschlagt, daß der Sprengring (8) in der Bolzennut (4) am bolzenkopfnahen U-Schenkel (6) des Nutprofils anschlägt und vom Rand der Durchgangsöffnung elastisch auf einen kleineren Außendurchmesser unter Verringerung der Breite des Trennspaltes derart zusammengeückt wird, daß der Bolzenschaft (3) mit dem im Außendurchmesser verkleinerten Sprengring (8) durch die Durchgangsöffnung (10) des Bauteils (15) steckbar ist, wobei sich der Sprengring (8) nach Verlassen der Durchgangsöffnung (10) an der der Einsteckseite (10a) gegenüberliegenden Seite (10b) wieder entspannt und sein Außendurchmesser und die Spaltbreite wieder ihren ursprünglichen Wert (D bzw. g) annehmen, wobei der periphere Teil (8s) des Sprengrings (8) aus der gedachten Mantelfläche (M) des zylinderförmigähnlichen Bolzenschaftes (3) nach außen hinausragt, daß bei einer gedachten Verschiebung des Bolzens (1) entgegen seiner Einsteckrichtung (+D) in Richtung (–D) der Rand der Durchgangsöffnung auf der der Einsteckseite (10a) gegenüberliegenden Seite (10b) an den peripheren Teil (8s) des Sprengrings (8) anschlägt, und der Sprengring (8) mit dem Außendurchmesser (D) im entspannten Zustand an den bolzenkopffernen U-Schenkel 5 und an die U-Basislinie des Nutprofils anschlägt, so daß der Bolzen (1) nicht in Richtung (–D) bewegbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (10) von einer in das Bauteil (15) eingesetzten Hülse (11) gebildet wird.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse 11 einen offenen hohlzylinderähnlichen Abschnitt 12 mit der Durchgangsöffnung (10) umfaßt, an dessen Enden sich trichterförmige Erweiterungen (13, 14) anschließen.
Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenkopf als Senkkopf ausgeführt und in einer der trichterförmigen Erweiterungen anordnungsbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Durchgangsöffnung eine in diese verlufende Schräge aufweist, durch welche der periphere Teil (8s) des Sprengrings (8) beaufschlagbar ist.