DE2442759A1

DE2442759A1 - Sheet-metal component joining device - has nut with spanner faces buckling outwards on tightening bolt

Info

Publication number: DE2442759A1
Application number: DE2442759A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: HESTERMANN GERHARD 6430 BAD HERSFELD
Current assignee: HESTERMANN GERHARD 6430 BAD HERSFELD
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1976-03-18

Abstract

A connector for two or more sheet-metal components (3, 4) accessible from one side only, has a conventional bolt (1) and a sleeve-type nut (2) in one or more parts. The nut has a portion (211) at the end nearest the bolt head with faces to take spanner jaws, whilst at the other end it is threaded internally. The portion in between is so shaped or hollowed out (23) that when the bolt is pulled down and the nut simultaneously held stationary, the portion concerned buckles outwards to a diameter (233) between 1 1/2 and two times the original diameter. Where the nut is in several parts, dog clutch teeth are on the parts, engaging together so as to prevent them turning in relation to each other.

Description

Verbindungselement für Bleche Die Erfindung betrifft ein Verbindungsele;nent zur Verbindung von zwei oder mehreren Blechen bzw.Connecting element for metal sheets The invention relates to a connecting element to connect two or more sheets or

Platten aus anderen Materialien, deren RAckseite teilweise oder völlig unzugänglich ist. Während beidseitig zugängliche Blechverbindungen häufig durch eine Schraube mit Mutter oder durch Nieten hergestellt werden, ist es bei von der Rückseite her unzugänglichen Teilen erforderlich, entweder in das rückwärtige der beiden Bleche ein Gewinde zu schneiden oder z. B. eine Schweißmutter ansubringen, damit bei der Herstellung der Verbindung ein Herzubringen und Festhalten der Mutter sich erübrigt. Um von der Rückseite her unzugängliche Bleche durch Nieten zu verbinden, setzt man im allgemeinen die sogenannte Blindniet-Verbindung in ihren vielfältigen Ausführungsformen ein. Für hochbeanspruchte Nietverbindungen verwendet man in vielen Fällen das als Huck-Blindniet bekannte Verbindungselement. Zur Herstellung der Verbindung wird bei diesem Element ein spezielles Werkzeug benötigt, z. B. mit hydraulischem Antrieb.Panels made of other materials, the back of which is partially or completely is inaccessible. While sheet metal connections accessible from both sides are often through a screw with nut or by riveting, it is at of the Rear inaccessible parts required, either in the rear of the two sheets to cut a thread or z. B. attach a welding nut, thus, in establishing the connection, the mother must hold her heart and hold on to it unnecessary. To connect metal sheets inaccessible from the rear with rivets, one uses in general the so-called blind rivet connection in its various ways Embodiments a. For highly stressed rivet connections they are used in many Cases the fastener known as a Huck blind rivet. To establish the connection a special tool is required for this element, e.g. B. with hydraulic Drive.

Nachteil der oben geschilderten Schraubverbindung ist, daß auf zeitraubende Weise oder mit komplivierten Vorrichtungen ein Gewinde geschnitten werden muß, oder daß auf ebenfalls recht umständliche Weise die erwähnte Schweiß- oder Nietmutter anzubringen ist. Als zusätzlicher Nachteil fällt dabei ins Dewicht, daß im letzteren Falle die spätere Position des Verbindungselementes genau vorher bestimmt werden muB. Das erfordert hohe Paßgenauigkeit der Teila, Nachteil der oben geschilderten Blindniet-Verbindung ist, daß sie nur mit Spezialwerkzeugen eingesetzt werden kann, und daß diese Vorrichtungen bei hochbeanspruchbaren Nietverbindungen hohe Zug- bzw.The disadvantage of the screw connection described above is that it is time-consuming Way or with complicated devices a thread has to be cut, or that the aforementioned weld nut or rivet nut is also quite cumbersome is to be attached. An additional disadvantage is that in the latter Case the later position of the connecting element can be determined exactly beforehand must. This requires high accuracy of fit of the parts, Disadvantage of the above The blind rivet connection described is that it can only be used with special tools can be, and that these devices for heavy-duty riveted joints high tensile resp.

Druckkräfte erbringen müssen.Have to provide compressive forces.

Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist, mit den überall zur Verfügung stehenden Universalwerkzeugen Handbohrmaschine, zwei verschiedenen Maulschlüsseln und einigen Spiralbohrern eine Verbindung rasch herstellen zu lassen die Je nach Ausführungsform des Verbindungselementes lösbar und unlösbar sein soll. Ein solches Element wurde in der nachstehend beschriebenen Steck-Schraubniet-Verbindung gefunden.The objective of the present invention is to deal with the everywhere available universal tools hand drill, two different Open-end wrenches and some twist drills to make a connection quickly which, depending on the embodiment of the connecting element, should be detachable and non-detachable. One such element was found in the push-screw rivet connection described below found.

Es ermöglicht folgende Arbeitsweise: Mit Hilfe einer Handbohrmaschine wird an beliebiger Stelle eine Bohrung durch sämtliche zu verbindenden Bleche hindurch angebracht. Die Bleche brauchen hier bei nur lose Zusammengeklemmt sein, denn das für die Verbindung wichtige Verklemmen erfolgt später beim Anziehen der Verbindung. Wo es im übrigen zu hohem Verschleiß der Bohrwerkzeuge kommt, wie z. B. im Tunnelbau, kann auch das Bohren durch Hindurchschießen eines Bolzens ersetzt werden und anschließend der erfindungsgemäße Steck-Schraubniet eingesetzt und angezogen werden, Die Bohrung muß etwa den 1,5-fachen Durchmesser der zu dem Element gehörenden Schraube haben. Das Verbindungselement selbst besteht stets aus einer normalen Schraube mit Sechskantkopf oder in anderer Kopfausführung und dem darauf geschraubten Hülsenteil, welches in seinen verschiedenen Ausführungs formen den eigentlichen Erfindungsgegenstand darstellt, Nach dem Einstecken der Hülse mit der eingedrehten Schraube wird unter Zuhilfenahme der beiden Maulschlüssel bzw anderer Schraubenschlüssel die Schraube angezogen. Hierbei kommt es auf der unzugänglichen Rückseite der Bleche zu einer Je nach Ausführungsform verschieden gearteten Aufwälbung dess@erbindungselementes, womit ein Zurückziehen und Herausfallen der Verbindung verhindert wird. Weiteres Anzichen führt zum testen Verspannen der zu verbindenden Bleche, bis bei den üblichen Schraubenanzugsdrehmomenten die Verbindung fertiggestellt ist.It enables the following working method: With the help of a hand drill a hole is made at any point through all the sheets to be connected appropriate. The sheets only need to be clamped together loosely, because that The jamming that is important for the connection occurs later when the connection is tightened. Where there is also high wear of the drilling tools, such. B. in tunneling, drilling can also be replaced by shooting a bolt through and then the plug-in screw rivet according to the invention are inserted and tightened, the bore must have about 1.5 times the diameter of the screw belonging to the element. The connecting element itself always consists of a normal screw with a hexagonal head or in a different head design and the sleeve part screwed onto it, which is in its various execution forms represents the actual subject matter of the invention, After inserting the sleeve with the screwed in screw, with the help of the two open-end wrenches or another wrench the screw dressed. Depending on the embodiment, there is a problem on the inaccessible rear side of the metal sheets different types of bulging of the fastening element, with which a withdrawal and the connection is prevented from falling out. Further display leads to testing Bracing of the sheets to be connected until the usual screw tightening torques the connection is complete.

Soweit das Verbindungselement als lözbare Verbindung ausgebildet ist, kann später durch Lösen und Herausschrauben der Schraube die Verbindung wieder völl gelost werden, ohne daß hierzu, wie z. B. bei den verschiedenen Blindnietverfabren ein Abmeißeln.If the connecting element is designed as a solderable connection, the connection can be completely restored later by loosening and unscrewing the screw be drawn without this, such as. B. in the various blind riveting methods a chisel off.

Abschleifen oder auf andere Weise umständliche Arbeiten erfordernde Lössarbeiten notwendig werden.Grinding or otherwise cumbersome work Loess work become necessary.

Die unlösbar ausgeführte Verbindung hingegen ist von ihrer Natur her selbstverständlich auch gesichert gegen ungewolltes Lösen, selbst wenn sich die Schraube z. B. durch Erschütterungen löst oder zuch völlig herausfällt, Weiter ist es je nach Ausführungsform mölich, die Verbindung dichtend oder auch mit einer Lochung herzustellen. Somit erfüllt die erfindungsgemäße Lösung neben ihren Hauptaufgabe auf einfachste Weise gleichzeitig eine Reihe von Nebenaufgaben, die bei den bisher bekannten Verbindungselementen zum Teil zusätzliche Maßnahmen erfordern.On the other hand, the indissoluble connection is inherent in its nature Of course, it is also secured against unintentional loosening, even if the Screw z. B. dissolves due to vibrations or zuch falls out completely, next is it is possible, depending on the embodiment, to seal the connection or with a perforation to manufacture. The solution according to the invention thus fulfills its main task in addition to its main task Simultaneously, in the simplest way, a number of side tasks that were previously performed known fasteners sometimes require additional measures.

Beschreibung: Fünf verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnungen Figur i - 5 erläutert. Description: Five different embodiments of the invention are explained with reference to the drawings FIGS.

Jede Figur stellt einen Achsschnitt durch das Verbindungselement dar, wobei in der linken Hälfte der Darstellung jeweils das Verbindungzelement in ungespanntem. in der rechten Hälfte im verspannten Zustand ist. Each figure represents an axial section through the connecting element represents, with the connection element in the left half of the illustration untensioned. in the right half is in the tensioned state.

i?ig-ur 1 zeit ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen, unlösbaren Verbindungselementes, dessen Hülsenmutter (2) aus nur einen Teil besteht, d. b., das Hülsenoberteil (21), Mutterteil (22) und Hülsenmittelteil (23) aus einem einzigen Stück gefertigt sind. Das Hülsenoberteil (21) tragt einen Ansatz (211), der im Detail nicht dargestellte Schlüsselflächen (212) besitzt, die dazu dienen, die Hülsenmutter (2) z. B. mit Hilfe eines @aulschlüssels so fest zu halten, daß sie sich beipi Anziehen der Schraube (1) nicht mitdrehen kann. Das '*1utterteil (22) trägt ein Muttergewinde (221), womit die Hülsenmutter (2) so auf das Gewinde (13) der Schraube (1) aufgeschraubt ist, daß das Hülsenoberteil (21) den Kopf (11) der Schraube (1) zugewandt ist, das Mutterteil (22) dem anderen Ende der Schraube (1). Das Hitlsenoberteil (21) und Mutterteil (22) sind durch das Hülsenmittelteil (23) verbunden, welches eine Auskehlung (231)besitzt. Diese kann der dargestellten Form oder auch jeder anderen nac konstruktiven oder fertigungstechnischen Gesichts-Punkten zu wählenden Form entsprechen; ihre Aufgabe ist, die Knickfestigkeit des Hülsenmittelteiles (23) so weit herabzusetzen, daß beim Anziehen der Schraube (1) ein Ausstülpen in Form des Wulstes (232) erfolgen kann. Bei kräftigem Anziehen der Schraube (1) erfolgt so bei gleichzeitigem Festhalten der HUlsenmutter (2) mit Hilfe der Schlüsselflächen(212) ein Zusammenziehen des Wulstes (232). Da dieses Anziehen der Schraube (1) erst vorgenommen wird, wenn die auf die Schraube (1) aufgeschraubte Mutterhülse (2) in die Bohrung (31) bzw. (41) der Bleche (3) bzw. (4) eingesteckt ist, zieht der Wulst (232) die Bleche gegen den Ansatz (211) und verspannt sie fest und unlösbar. Wird die Schraube (1) wieder herausgeschraubt, so wird die Verbindung nicht geläst,sondern lediglich in ihrer Spannkraft herabgesetzt. Es ist auch möglich, z. EA. weitere zu verschraubende Teile aufzusetzen und mit Hilfe der Schraube (1) in der Verbindung nachträglich mit festzuschrauben .i? ig-ur 1 time an embodiment of an inventive, unsolvable Connecting element whose sleeve nut (2) consists of only one part, d. b., the upper sleeve part (21), nut part (22) and middle sleeve part (23) from a single one Pieces are made. The upper sleeve part (21) carries an approach (211), which in detail Wrench surfaces (212), not shown, are used to hold the sleeve nut (2) e.g. B. with the help of a wrench to hold so tight that they tighten at ipi the screw (1) cannot turn. The nut part (22) has a nut thread (221), with which the sleeve nut (2) is screwed onto the thread (13) of the screw (1) is that the upper sleeve part (21) faces the head (11) of the screw (1), the Nut part (22) the other end of the screw (1). The Hitlsen top (21) and Nut part (22) are connected by the sleeve middle part (23), which has a groove (231) possesses. This can be the shape shown or any other nac constructive or manufacturing face points correspond to the shape to be selected; their The task is to reduce the buckling strength of the sleeve center part (23) so much that that when the screw (1) is tightened, it protrudes in the form of the bead (232) can. If you tighten the screw (1) vigorously, hold it in place at the same time the sleeve nut (2) with the help of the wrench flats (212) a contraction of the Bead (232). Since this tightening of the screw (1) is only carried out when the nut sleeve (2) screwed onto screw (1) into bore (31) or (41) the sheet (3) or (4) is inserted, the bead (232) pulls the sheets against the approach (211) and clamps it firmly and inextricably. Will the screw (1) again unscrewed, so the connection is not disturbed, but only reduced in their elasticity. It is also possible, e.g. EA. more to be screwed Put on the parts and subsequently in the connection using the screw (1) to screw down.

Figur 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einss erfindungsgemäßen Verbindungselementes, welches lösbar ist und zusätzlich eine Kappe (24) enthält. Die Hülsenmutter (2) besteht hierbei aus zwei Sticken: Das Hülsenoberteil (21) ist von dem Mutterteil (22) dem Hülsenmittelteil (23) und der Dichtkappe (24), die zusammen eine Einheit bilden, getrennt und die Berührungsfläche beider einander zugewandter Stirnflächen sind als beliebig ausgeführte Verzahnung (213) bzw. (234) ausgebildet, z. B. in Art der bekannten Hirth-Stirnverzahnung oder nach Art einer Klauen-Kupplung, so daß si beide Teile nicht gegeneinander verdrehen können. Mutterteil (22) mit dem Muttergewinde (22 und Hülsenmittelteil (23) mit einer Auskehlung (231) entsprechen deiii in Beispiel nach Figur 1 erläuterten Details. Zusätzlich trägt das Mutterteil (22) hier noch eine Kappe (2), um z. 13. die Verbindung in eine verschobene Bohrung einschlagen zu können. Wird eine derartige Kappe z. B. bei der Lösung an Figur 1 verwendet, so ist Jegliches Durbhsickern von Flüssigkeiten durch die Gewindegäng vermieden. In einem solchen @alle müßte zwischen dem Ansatz (211) und Blech (3) eine Dichtungsscheibe zusätzlich vorgesehen werden.FIG. 2 shows another exemplary embodiment according to the invention Connecting element which is detachable and additionally contains a cap (24). The sleeve nut (2) consists of two stitches: The sleeve upper part (21) is from the nut part (22) the sleeve middle part (23) and the sealing cap (24), which together Form a unit, separated and the contact surface of both facing each other End faces are designed as any type of toothing (213) or (234), z. B. in the manner of the well-known Hirth spur gear or in the manner of a claw coupling, so that both parts cannot twist against each other. Nut part (22) with the nut thread (22 and sleeve middle part (23) with a groove (231) correspond the details explained in the example according to FIG. In addition, the mother part carries (22) here still a cap (2) to z. 13. the connection in a displaced hole to be able to strike. If such a cap z. B. in the solution to Figure 1 is used, any leakage of liquids through the threads is prohibited avoided. In such a @all would have to be between the shoulder (211) and sheet (3) a sealing washer can also be provided.

Die durch Öie Trennung der Hülsenmutter (2) in zwei Teile bewirkte Lösbarkeit der Verbindung durch Herausschrauben der Schraube (1) ist die Besonderheit der Lösung nach Figur 2. Die übrige Funktionsweise ist die gleiche wie nach Figur 1.The effect of separating the sleeve nut (2) into two parts The special feature is that the connection can be released by unscrewing the screw (1) the solution according to Figure 2. The rest of the functionality is the same as in Figure 1.

In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt. welches wiederum unlösbar ist, dessen Hülsenmutter (2) Jedoch gleichfalls aus zwei Teilen besteht. Die Trennung verläuft hier zwischen Hülsenmutter (22) und Hülsenmittelstück (23), welches zusammen mit dem llülsenohertei 1 (21) eine Einheit bildet. Die Zahnung (223) bzw. (234) verläuft hier bei ber die Länge der Auskehlung (221) des Mutterteiles (22) ebenso wie über die Lägn der Auskehlung (231) des Hulsenmittelteiles (23), so das auch nach dem Ausstülpen der Ränder beider Auskehlungen ein verdrehungssicherer Formschluß zwischen beiden Teilen bestehen bleibt. So kommt es auch bei diesem Ausführungsbeispiel zur Bildung eines aufgestülpten Wulstes (232) mit dem Außendurchmesser (233), der beide zu verbindenden Teile zusammenpreßt. Wird die Schraube (1) hier wieder herausgeschraubt, so ist sie nicht mehr einsetzbar, da das Futterteil (22) abfällt und bleibt daher geschwächt. Zweckmäßerweise wird die Schraube (1) daher nicht entfernt, sondern im Cegenteil durch Einlegen einer (hier nicht dargestellten) Sicherungsscheibe zwischen Kopf (ai) und Ansatz (211) gegen ungewolltes Lösen gesichert.In Figure 3, a third embodiment is shown. which is again unsolvable, but its sleeve nut (2) also consists of two parts consists. The separation runs here between the sleeve nut (22) and the sleeve center piece (23), which together with the llülsenohertei 1 (21) forms a unit. The teeth (223) or (234) here runs over the length of the groove (221) of the nut part (22) as well as over the length of the groove (231) of the sleeve middle part (23), so that even after the edges of both grooves have been everted out, a rotation-proof one Positive engagement between the two parts remains. This is also the case with this exemplary embodiment to form an upturned bead (232) with the outer diameter (233), the presses both parts to be connected together. If the screw (1) is unscrewed here again, it can no longer be used because the chuck part (22) falls off and therefore remains weakened. Appropriately, the screw (1) is therefore not removed, but in the opposite part by inserting a locking washer (not shown here) between Head (ai) and attachment (211) secured against unintentional loosening.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel. ähnlich dem zuletzt beschriebenem, doch wird hier die Bildung des Wulstes (232) durch Eintreiben eines konusförmigen Endes (224) des Mutterteiles (22) bewirkt. Auch hier bleibttdie Zahnung (234) des Hülsenmittelteiles (23) in dessen Auskehlung (233) über die ganze Lange des Spannweges des Muttsrteiles (22) mit der Zahnung (223) des Konaa (224) in Formschluß. Bezüglich Herausdrehen der Schraube aus der angezogenen Verbindung gilt das Gleiche wie bei der Ausführung nach Figur 3.Figure 4 shows an embodiment. similar to the last described, but here the formation of the bead (232) is achieved by driving in a cone-shaped one End (224) of the nut part (22) causes. The toothing (234) of the Sleeve middle part (23) in its groove (233) over the entire length of the clamping path of the nut part (22) with the teeth (223) of the Konaa (224) in a form-fitting manner. In terms of Unscrewing the screw from the tightened connection is the same as for the embodiment according to Figure 3.

In Figur 5 wird schließlich ein weiteres Ausffihrungsbeispiel gezeigt, welches wiederum lösbar ist und zur Wiederherstellung ein neues Mutterteil (22) erforderlich macht, im übrigen aber wiederverwendbar bleibt. Während hier das Hülsenmittelteil (23) einen Konus (235) besitzt, der auf dem Kegelmantel eine Verzahnung (234),trägt, läuft das Mutterteil (22) oberhalb des Muttergewindes (221) in ein innen-mit Verzahnung (223) versehenes Rohrstück (228) aus, welches in einen Innenkonus (225) übergeht, der die gleiche Zahnung (223) besitzt. Bel dem dem Durchstecken folgendem Anziehen der Schraube (1), bei gleichzeitigem Festhalten der Hülse (2) schiebt sich das Rohrstück, dabei seinen Durchmesser vergrößernd, über den Konus (235) und bildet dann auf dem Blech (4) den Wulst (226). Dabei wird die Schraube (1) gleichzeitig gegen Lösen gesichert, weil der Konus (235) nach innen gegen den Schaft (12) der Schraube gepreßt wird.Finally, FIG. 5 shows a further exemplary embodiment, which in turn is detachable and to restore a new nut part (22) makes necessary, but otherwise remains reusable. While here the middle part of the case (23) has a cone (235) which carries a toothing (234) on the conical surface, the nut part (22) runs above the nut thread (221) in an internal toothing (223) provided pipe section (228), which merges into an inner cone (225), which has the same toothing (223). By tightening after pushing through the screw (1), while holding the sleeve (2) at the same time, the pipe section slides, thereby increasing its diameter, over the cone (235) and then forms on the Sheet metal (4) the bead (226). At the same time, the screw (1) is prevented from loosening secured because the cone (235) pressed inwards against the shaft (12) of the screw will.

(1) Schraube (11) Kopf (12) Schaft (13) Gewlnde (2) Hülsenmutter (21) Hülsenoberteil (211) Ansatz (212) Schlüsselfläche (22) Hülsenmutterteil (221) Muttergewinde (222) Auskehlung des Mutterteiles (223) Zahnung des Mutterteiles (224) Konus des Mutterteiles (225) Innenkonus (226) Wulst (227) Außendurchmesser des Wulstes (23) HUlsenmittelteil (231) Auskehlung des HUlsenmittelteiles (232) Wulst des HUlsenmittelteiles (233) Außendurchmesser des Wulstes (234) Zahnung des Hülsenmittelteiles (235) Konus des Hülsenmittelteiles (3) Montageseitiges Blech (4) Von der Montageseite abgewandtes Blech(1) screw (11) head (12) shaft (13) thread (2) sleeve nut (21) Sleeve top part (211) shoulder (212) wrench surface (22) sleeve nut part (221) nut thread (222) Grooving of the nut part (223) Teeth of the nut part (224) Taper of the Nut part (225) Inner cone (226) Bead (227) Outer diameter of the bead (23) Sleeve middle part (231) Groove of the sleeve middle part (232) Bead of the sleeve middle part (233) outer diameter of the bead (234) teeth of the sleeve center part (235) cone of the middle part of the sleeve (3) Sheet metal on the assembly side (4) facing away from the assembly side sheet

Claims

P A T E N T A N S P R U C H ============================= connecting element for connecting two or more parts, e.g. B. sheets (3) or (4), which together only accessible from one mounting side, but not from the opposite side are, consisting of a commercially available screw (1) and a single or multi-part Sleeve nut (2), characterized in that the sleeve nut (2) on its Jchraubenkopf (it) facing part (21) has a shoulder (211) with wrench surfaces (212) carries the usual internal nut thread on its part (22) facing away from the screw head (11) (221) and the intermediate sleeve center part (23) with known constructive Means shaped in this way, fluted or by interlocking the truncated cone shapes is designed so that when you tighten the screw (1) while holding it the screw (2) that or the middle part of the sleeve rise so strongly, turn it up or pull it over. so that the largest outside diameter created after tightening (227) or

(233) of the sleeve center piece (23) or the sleeve nut part (22) about 1 1/2 - 2 times larger than the original outer diameter, and that at multi-part sleeve nuts have a SI or internal toothing (223) or (234) in known form is provided so that the individual sleeve nut parts (21) or (22) or (23) are secured against mutual rotation.

L e r s e i t e