DE2232554A1

DE2232554A1 - FASTENING EQUIPMENT FOR THREADED BOLTS OR DGL. IN THIN METAL SHEETS

Info

Publication number: DE2232554A1
Application number: DE19722232554
Authority: DE
Inventors: Sen Jose Rosan
Original assignee: ROSAN SEN
Current assignee: ROSAN SEN
Priority date: 1972-07-03
Filing date: 1972-07-03
Publication date: 1974-01-24

Description

Befestigungsmittel für Gewindebolzen o. dgl.Fastening means for threaded bolts or the like.

in dünnen Metallblechen. in thin metal sheets.

Die Erfindung betrifft neuartige Befestigungsmittel, die in ziemlich dünnen Metallblechen oder schmiedbaren Metallgußteilen oder dergleichen angebracht werden können, die passende Bohrungen haben, in welche die Befestigungsmittel eingeführt werden. Bei der Herstellung verschiedener Gefuge, besonders solcher, die Teile aus ziemlich diolen oder leicht dehnbaren Materialien haben, treten oft Schwierigkeiten auf, wenn diese Gefüge mit sicheren Befestigungs mitteln versehen werden sollen. So ist. es beispielsweise äußerst schwierig, ein Gewinde in eine Bohrung einer dünnen Platte oder dergleichen zu schneiden, auoh wenn sich die Bohrung leicht bohren läßt. Eine weitere Schwierigkeit liegt in der geringen Festigkeit der Befestigungsmittel, wenn die Gewindebohrung in einem dünnen oder leicht dehnbaren Material ausgebildet ist. Die Befestigung ist dann außerordentlich schwach. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß an dünnen oder schmiedbaren Platten oder Gußteilen gewöhnlich Buckel notwendig sind, damit an den Gewindelöchern genügend Material vorhanden ist um die von der Schraub@ zu erwartende Beanspruchung auszuhalten.The invention relates to novel fasteners that are used in fairly thin metal sheets or malleable metal castings or the like attached can be that have matching bores into which the fasteners are inserted will. When making various structures, especially those made of parts Difficulties often arise when materials are fairly diol or easily stretchable when this structure is to be provided with secure fastening means. So is. For example, it is extremely difficult to thread a hole in a thin one To cut a plate or the like, even if the hole can be easily drilled. Another difficulty lies in the low strength of the fasteners, when the threaded hole is formed in a thin or easily stretchable material is. The attachment is then extremely weak. There is another disadvantage in that there are usually bumps on thin or malleable plates or castings are necessary so that there is enough material at the threaded holes to prevent the withstand the stress to be expected from the screw @.

Hauptziel der Erfindung ist es daher, ein einfaches, praktisches und wirksames Befestigungsmittel mit Innengewinde su schaffen, das in eine Öffnung eines verhältnismäßig dilnnen Metallbleches oder eines leicht schmiedbaren Materials eingeführt und darin fest verankert werden kann, um ein Befestigungselement mit komplementärem Gewinde, etwa eine Schraube oder einen Gewindestift, aufzunehmen.The main aim of the invention is therefore to provide a simple, practical and Effective fastening means with internal thread su create that in an opening of a relatively thin sheet metal or an easily malleable material introduced and can be firmly anchored therein to a fastening element with complementary Thread, such as a screw or a threaded pin, to take up.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die erfindung ein Befestigungsmittel mit axial beabstandeten Flanschen vor, zwischen denen eine ringförmige Nut gebildet ist, in die das im Bereich der Öffnung befindliche Material des Werkstükkes fließen kann, wenn ein Druck ausgeübt wird, wodurch eine bleibende feste Bindung zwischen dem Befestigungsmittel und dem Werkstück, in dem es montiert ist, zustande kommt und das Befestigungsmittel gegen eine axiale Verschiebung aus der Öffnung oder ein Herausdrehen gesichert ist.To solve this problem, the invention provides a fastening means with axially spaced flanges between which an annular groove is formed is into which the material of the workpiece located in the area of the opening flow can when a pressure is applied, creating a permanent strong bond between the fastener and the workpiece in which it is mounted and the fastening means against axial displacement out of the opening or a Unscrewing is secured.

Das Fließen des Werkstückmaterials um die Öffnung in die Nut erfolgt gemäß der Erfindung in der Weise, daß keine Verdünnung oder Schwächung des die Öffnung umgebenden Materials eintritt. Das Befestigungsmittel weist eine Struktur-solcher Art auf, daß die Deformation des Werkstückmaterials rund um die Öffnung und das Eindringen des Befestigungemittels in das Werkßtückmaterial begrenzt wird. Um das Werkstückmaterial in die ringförmige Nut fließen zu lassen, weist das Befestigungsmittel einen Teil auf, der bei der Installation des Befestigungsmittels derart deformierbar iat, daß er das Fließen bewirkt.The workpiece material flows around the opening into the groove according to the invention in such a way that no thinning or weakening of the opening surrounding material occurs. The fastener has a structure-such Kind on that the deformation of the workpiece material around the opening and the Penetration of the fastener into the workpiece material is limited. To that Allowing workpiece material to flow into the annular groove has the fastening means a part that is deformable during installation of the fastening means iat that it makes the flow.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen: Fig.1 eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise ii Schnitt, des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels; Fig.2 eine Aufsicht des Befestigungsmittels der Fig.1; Fig.3 eine der Fig.1 entsprechende Ansicht zusammen mit einem Teil eines Bleohes, in dem das Befestigungsnittel verankert werden solli Fig.4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Befestigungsmittels nach seiner Einführung und Verankerung in den Blech.Further details of the invention can be found in the following description of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it: 1 is an enlarged side view, partially in section, of the invention Fastening means; 2 shows a plan view of the fastening means of Figure 1; 3 shows a view corresponding to FIG. 1 together with part of a Bleohes, in which the fastening means is to be anchored in Fig. 4 a partially sectional side view of the fastener after its introduction and anchoring in the sheet.

In den Fig.1 -4 ist ein erfindungsgemäßes Befestigungsmittel 20 dargestellt, das einon-in wesentlichen zylindrischen, rohrförmigen Körper 22 hat. Der Körper 22 ist iit einer Bohrung 24 und einen Innengewinde 26 versehen. Bei 28 ist der Körper eingedrückt, ui das Innengewinde 26 gegen das Gewinde einer Schraube oder eines Bolzens, die eingeschraubt werden, zu versetzen, so daß das Gewinde des einem schraubten Bolzens oder dergleichen durch Reibung blockiert wird und der Bolzen gegen ein unbeabsichtigtes Herausdrehen gesichert ist. Dieser absichtliche Angleichungsfehler ist bei 26a dargestellt.A fastening means 20 according to the invention is shown in FIGS. which has a substantially cylindrical tubular body 22. The body 22 is provided with a bore 24 and an internal thread 26. At 28 is the body pressed in, ui the internal thread 26 against the thread of a screw or a Bolts that are screwed in to offset so that the thread of the screwed one Bolt or the like is blocked by friction and the bolt against an unintentional Unscrewing is secured. This deliberate misalignment is shown at 26a.

Der Körper 22 ist an seinem inneren Ende mit einen ringförmigen Führungsflansch 32 versehen, sowie iit einem in Ach@richtung dasu beabstandeten ringförmigen Anlageflansch 34. Zwischen diesen Flanschen ist eine ringförmige gut 36 ausgebildet. Der Boden 38 dieser Nut hat annähernd den gleichen Durchmesser wie der Außendurchmesser des Körpers 22.The body 22 is provided with an annular guide flange at its inner end 32, as well as with an annular contact flange spaced apart in the axial direction 34. An annular well 36 is formed between these flanges. The floor 38 of this groove has approximately the same diameter as the outer diameter of the Body 22.

Die Nut 36 wird von einer unteren radialen Seitenwand 40, die aus der Oberseite des Führungsflansches 32 besteht, und einer oberen radialen Seitenwand 42 begrenzt, die die Unterseite des Anlageflansches 34 ist. Die beiden Seitenwände sind etwa parallel und liegen jeweils in einer auf der Läng@achse des Körpers 22 senkrechten Ebene.The groove 36 is made of a lower radial side wall 40 the top of the guide flange 32, and an upper radial side wall 42, which is the underside of the contact flange 34. The two side walls are approximately parallel and each lie in one on the longitudinal axis of the body 22 vertical plane.

Auf seinem Umfang ist der Anlageflanech 34 gerieft, so daß mehrere axial gerichtete, sägesahnförmige Zähne 44 entstehen, die mit Teilen 48 unter die Unterseite des Anlageflansches 34 vorstehen. Wie ersichtlich, haben diese vorstehenden Teile 48 nach oben und innen geneigte Schrägflächen 52, die von den unteren Spitzen der Zähne zu den Zahnwurzeln ziehen. Diese nach oben und innen ziehenden Schrägflächen 52 reichen von einer Stelle etwa in der Mitte der radialen Erstreckung der Zähne bis zum Fuß der Zähnelung, während die äußersten Ränder der vorspringenden Teile nach oben und außen geneigte Schrägflächen 50 haben, die bis zu den Kämmen der Zähne reichen.On its circumference, the abutment flange 34 is grooved so that several axially directed, saw-toothed teeth 44 arise with parts 48 under the The underside of the contact flange 34 protrude. As can be seen, these have above Parts 48 upwardly and inwardly sloping sloping surfaces 52 extending from the lower tips pull the teeth to the roots of the teeth. These sloping surfaces that pull upwards and inwards 52 extend from a point approximately in the middle of the radial extent of the teeth to the foot of the serration, while the extreme edges of the projecting parts upwardly and outwardly inclined sloping surfaces 50 which extend up to the crests of the teeth are sufficient.

Fig. 3 zeigt das Befestigungsmittel über einem Teil eines Werkstückes 54, in dem das Befestigungsmittel verankert werden soll. Das Werkstückmaterial kann Stahl, Eisen, Aluminium oder ein ähnlicher Werkstoff sein, sofern es weicher oder dehnbarer als das Material des Befestigungsmittels 20 ist. Das Werkstück 54 ist mit einer Öffnung 56 versehen, die einen solchen Durchmesser hat, daß sie den Führungsflansch 32 bündig aufnimmt. Zu beachten ist, daß der Anlageflansoh 34 einen beträchtlich größeren Durchmesser hat als die Öffnung und der Führungsflansch, so daß er ein gutee Sttiok weit den Rand der Öffnung tibergreift. Er Uberlappt also die Öffnung 56 in der Form eines Ringen.Figure 3 shows the fastener over part of a workpiece 54 in which the fastener is to be anchored. The workpiece material can Steel, iron, aluminum or a similar material, provided it is softer or is more stretchable than the material of the fastening means 20. The workpiece 54 is provided with an opening 56 which has a diameter such that it the guide flange 32 flush. It should be noted that the Anlageflansoh 34 a considerable has a larger diameter than the opening and the guide flange, so that it is a gutee sttiok far over the edge of the opening. So it overlaps the opening 56 in the shape of a ring.

Die Breite der Nut 56 in Acherichtung ist geringfügig grösser als die axiale Dicke des Führungsflansches 32. Der Aussendurchmesser des Körpers 22 kann gleich dem Durchnegaer des Bodens 38 der Nut 36 sein. Damit ist die radiale Tiefe der Nut 36 gleich dem Durchmesser des Führungsflansches sinus dem Durchmesser des Körpers geteilt duroh zwei. Der maximale Außendurchmesser des Anlageflansches, einschließlich der Zähne, ist um wenigstens der doppelten radialen Tiefe der Nut größer als derjenige des Führungsflansches.The width of the groove 56 in the axis direction is slightly larger than the axial thickness of the guide flange 32. The outer diameter of the body 22 can be equal to the diameter of the bottom 38 of the groove 36. So that is the radial The depth of the groove 36 is equal to the diameter of the guide flange, the sinusoidal diameter of the body divided by two. The maximum outside diameter of the contact flange, including the teeth, is at least twice the radial depth the groove larger than that of the guide flange.

Das Befestigungsmittel 20 wird in dem Werkstück 54 auf folgende Weise verankert: Das Befestigungsmittel wird mit seinem unteren Ende in die Öffnung 56 eingeschoben, wobei der Führungsflansch 32 als Führung dient, um das Binschieben zu erleichtern und das Befestigungsmittel in der Öffnung zu zentrieren. Auf die Oberseite des Anlageflansches 34 wird ein nach unten gerichteter Druck ausgeübt, und eine Gegenkraft auf die Unterseite des Werkstückes 54 in dem die Öffnung 56 umgebenden Bereich. Diese Kräfte können ait einem speziell konstruierten Werkzeug angelegt werden, das auf die Oberseite des Anlageflansches 34 nach unten gegen die Abstützung wirkt, die von einem flachen Amboß an der Unterseite des Werkstückes gebildet wird, oder umgekehrt. Da der Werkstoff, aus dem der Anlageflansch 34 besteht, wesentlich härter ist als das Material des Werkstückes, wird der Anlageflansch 34 durch die entgegengesetzt gerichteten.Kräfte gezwungen, in das Material des Werkstückes in der Nähe der Öffnung 56 vorzudringen und ein Kaltfließen des weicheren Werkstückmaterials in die Nut 36 hervorzurufen, wie dies in Fig.4 bei 59 dargestellt ist. Dieses ka@fließende Material füllt die Nut 36 vollständig aus. Da der Anlageflansch 34 einen im Verhältnis größeren Durchmesser hat, ist nur eine geringe Eindringtiefe des Anlageflansches in das Werkstückmaterial 54 erforderlich, um einen ausreichenden Fluß sun Ausfüllen der Nut 36 zu erzeugen.The fastener 20 is secured in the workpiece 54 in the following manner anchored: The lower end of the fastener is inserted into the opening 56 inserted, wherein the guide flange 32 serves as a guide to the Binschieb to facilitate and to center the fastener in the opening. On the A downward pressure is exerted on the top of the contact flange 34, and an opposing force on the underside of workpiece 54 in which opening 56 surrounding area. These forces can be achieved with a specially designed tool be applied, which is on the top of the contact flange 34 down against the Support acts by a flat anvil on the underside of the workpiece is formed, or vice versa. Since the material from which the contact flange 34 is made, is significantly harder than the material of the workpiece, the contact flange 34 is forced into the material of the workpiece by the opposing forces to penetrate near opening 56 and cold flow of the softer workpiece material cause in the groove 36, as shown in Figure 4 at 59. This ka @ flowing Material fills the groove 36 completely. Since the abutment flange 34 is a ratio has a larger diameter, there is only a small depth of penetration of the contact flange in the workpiece material 54 is required to fill a sufficient flow of sun the groove 36 to produce.

Gleichzeitig werden die vorspringenden Teile 48 der Zähne 44 in die Oberseite des Werkstückes 54 ringsum die Öffnung 56 hineingepreßt, wodurch der erwähnte Metallfuß untersttitzt wird und eine feste Verbindung zwischen dem Befestigungsmittel 20 und dem Werkstückmaterial 54 zustandekommt, die Jeder axialen.Versohiebung und Drehung des Befestigungsmittels relativ zum Werkstück widersteht. Die Schrägflächen 52 an den vorstehenden Teilen 48 unterstützen den Druck in Richtung auf einen Materialfluß in die Nut 36.At the same time, the protruding parts 48 of the teeth 44 are in the Upper side of the workpiece 54 is pressed all around the opening 56, whereby the mentioned Metal foot is supported and a solid connection between the fastening means 20 and the workpiece material 54 comes about, each axial displacement and Rotation of the fastener withstands relative to the workpiece. The inclined surfaces 52 on the protruding parts 48 support the pressure in the direction for a flow of material into the groove 36.

Infolge der Schrägflächen 52 der Zähne 4X, der relatiren Härte des Werkstoffes ftir das Befestigungsmittel im Vergleich zum Werkstückmaterial erfahren die vorspringenden Teile 48 der Zähne 44 keine merkliche Deformation, wenn das Befestigungsiittel durch die entgegengerichteten Kompreasionskräfte in das Werkstückmaterial getrieben wird; sie behalten vielmehr ihre Form und schieben das angrensende Material nach innen in die Nut.As a result of the inclined surfaces 52 of the teeth 4X, the relative hardness of the Find out the material for the fastener in comparison to the workpiece material the protruding parts 48 of the teeth 44 do not show any noticeable deformation when the fastening means driven into the workpiece material by the opposing compression forces will; rather, they keep their shape and push the adjoining material afterwards inside the groove.

Am oberen und unteren Ende ist die Gewindebohrung 26 des Befestigungsmittels 20 bei 60 bzw. 62 abgeschrägt, um das Einfiihren einer Schraube oder eines Gewindebolzens zu erleichtern.The threaded hole 26 of the fastening means is located at the upper and lower ends 20 beveled at 60 or 62 to allow a screw or a threaded bolt to be inserted to facilitate.

Claims

Expectations

1. Fastening means in the form of a compression nut for anchoring in one workpiece provided with an opening, characterized by a body (22) with a guide flange (32), the diameter of which is approximately the same as the diameter of the opening (56) corresponds in the workpiece (54), furthermore itt a threaded hole (26,26a), in which an associated fastening element in the form of a screw or the like can be screwed in, nd with a contact flange (34), the axial distance of which from the guide flange is occupied by an annular groove (36) and its diameter is considerable is larger than that of the guide flange, so that the contact flange has a surface area of the workpiece overlaps around the opening, the contact flange on his The circumference is provided with teeth (44) which are formed by surfaces (50, 52) formed in such a way that protruding over the underside of the contact flange Ends (48) are created which have bevels running upwards and inwards, when exerting an axial force on the contact flange in the direction of Workpiece in this. dig in and thereby both a rotation between the body and the workpiece as well as prevent cold flow of the workpiece material into cause the groove (35).

2. Fastening means according to claim 1, characterized in that the annular groove (36) bounded by an upper and a lower wall (40, 42) is that from a part of the underside of the contact flange (34) or from the top of the YUhrungsflansches (32) exist.

3. Fastening means according to claim 2, characterized in that the diameter of the contact flange, excluding the teeth (44), is considerably larger than the diameter of the guide flange and that the largest Diameter of the contact flange, measured across the teeth, by an amount that is at least is equal to twice the radial depth of the groove (36), is greater than the diameter of the guide flange.

4. Fastening means according to claim 3, characterized in that the upward and inward beveled end of the teeth (44) at an angle a plane perpendicular to the axis of the fastening means is arranged.

Thus fastening means according to claim 4, characterized in that the part of the underside of the Änlageflansches immediately adjacent to the teeth runs obliquely upwards and inwards at the same angle as the beveled one End part of the teeth.