DE2537582A1

DE2537582A1 - Befestigungsmittel

Info

Publication number: DE2537582A1
Application number: DE19752537582
Authority: DE
Inventors: John Howland Ruhl
Original assignee: Huck Manufacturing Co
Current assignee: Huck International Inc
Priority date: 1974-08-26
Filing date: 1975-08-21
Publication date: 1976-03-11
Also published as: DE2537582C3; DE2537582B2; JPS5619487B2; NL164938C; GB1496729A; NL7509930A; CA1031610A; IT1057904B; BE832636A; CA1070992B; FR2283347B1; FR2283347A1; JPS5149361A; US3915053A; NL164938B

Description

1 BERLIN 33 8MÜNCHEN80

Auguste-Vikioria-StraBe 86 _n n||cr>UI^C S DADXMCD Pienzenauerslraße 2

Pat.-Anw. Dr. Ing. Ruschka «-/Γ. KUOUUM: ÖL TAKIINtK Pat-Anw Dipl-Ing

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Telefon: 030/|^^|S BERLIN - MÖNCHEN Telefon:

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Quadratur Berlin Qudadratur München TELEX: 183788 TELEX: 522767

H 640

Huck Manufacturing Company, Detroit 7 / State of Michigan (USA)

Befestigungsmittel

Die Erfindung betrifft allgemein ein neues Befestigungsmittel und insbesondere ein neues Befestigungsmittel mit einem besonders ausgestalteten und proportionierten Gewinde oder mit einem aus Schultern und Rillen bestehenden System.

Bin Erfindungsgegenstand besteht aus einem neuen und besseren Befestigungsmittel, das einen Kopf- und einen Schaftteil sowie ein an diesem angebrachten Eragenglied und ferner eine Anzahl von besonders ausgestalteten und proportionierten Verriegelungsrillen aufweist.

Ein weiterer Erfindungsgegenstand besteht aus einem neuen Befestigungsmittel, bei dem der Schulter- und Rillenscherbezirk

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zwischen dem Schaft und dem Kragen, proportional der betreffenden Festigkeit der Materialien des Schaftes und des Kragens unterteilt ist.

Die Erfindung sieht ferner ein neues Befestigungsmittel mit einem Schulter- und Billenscherbezirk vor, der in vorherbestimmter Weise proportioniert ist, wobei die Schulter- und/oder die Rillenausgestaltung axial oder radial gemessen wesentlich verschiedene Abmessungen aufweisen.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen die Figuren

1, 1a, 1b festgeklemmte Befestigungsmittel, bei denen eine proportionierte Festigkeit mit einer proportionierten Steife bei den Verriegelungsrillen nach der Erfindung kombiniert ist,

2-6 Befestigungsmittel in stummelartiger Ausgestaltung nach der Erfindung,

7, 7a ein Befestigungsmittel in verriegelungsbolzenartiger Ausgestaltung nach der Erfindung,

8, 8a weitere Ausführungsformen, von Befestigungsmitteln in verriegelungsbolzenartiger Ausgestaltung nach der Erfindung und

9, 9a ein sttmmelartig ausgestaltetes Befestigungsmittel nach der

Erfindung, bei dem das Material des Schaftes weicher ist als das Material des Kragens, der zusammen mit dem Schaft benutzt werden soll.

Wie sich gezeigt hat, können mittels einer Proportion!erung der Zugfestigkeit und der Scherfestigkeit des Gewindes und/oder

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der Rillen im Schaft und dem Kragen oder der Mutter Gewinde-Rillen-Sehwrbezirke geschaffen werden, die der Scherfestigkeit des verwendeten Materials entsprechend proportioniert sind. Aufgrund dieser Maßnahme kann die Zugfestigkeit so bemessen werden, dass das Schaftgewinde zuerst ausfällt oder dass das Kragengewinde zuerst ausfällt, oder dass beide genannten Gewinde bei ungefähr der gleichen Belastung ausfallen» Im letztgenannten Falle kann die höchste Festigkeit pro G-ewindegang oder Rille für jede Kombination des Schaft- und Lragenmaterials erhalten werden. Soll entweder der Schaft oder der Kragen zuerst ausfallen, so kann dann der Gewindescherbezirk des gewünschten schwächsten Bauteiles vermindert und der Gewindescherbezirk des anderen Bauteiles vergrößert werden. Bei Verriegelungsrillen oder UuIlleitrillen kann die Steigung einer Rille oder eines Gewindeganges zwischen Schaft und Kragen in jedem gewünschten Grad verändert werden·, ITach der Erfindung kann bei Befestigungsmitteln ein geringeres Gewicht, eine höhere Zugfestigkeit oder eine Verbindungsstelle mit kontrolliertem Ausfall vorgesehen werden. Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, dass die Steifheit und/oder die Festigkeit des Gewindes oder der Rillen so proportioniert werden kann, dass übee die axiale Länge der Gewinde- und Rillenverbindung hinweg die Belastung in vorherbestimmter Weise vorgesehen werden kann.

Um die Belastung gleichmäßig zu verteilen, wie später noch beschrieben wird, sollen die Abmessungen der Verriegelungsrillen so verändert werden, dass deren Steife erhöht wird mit der Vergrößerung des Abstandes vom Werkstück, zu welchem Zweck die Abmessungen des Scherbezirkes der Verriegelungsrillen vergrößert

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werden mit größer werdem Abstand, wobei die Tiefe und/oder die axiale Länge von mindestens drei Verriegelungsrillen erliöht wird.

Die Figuren 1, 1a und 1b zeigen Befestigungsmittel mit einem Kopf 10, einem Schaftteil 12 und mit einem aufgepressten Kragenglied 14, welches Befestigungsmittel die Werkstücke 15, 16 zusammenhält. Es wird darauf hingewiesen, dass jede ringförmige Schulter oder Gewindegang 18 an den Befestigungsmitteln mit der Entfernung von der Innenseite der Werkstücke 17 einen proportional größeren Abstand aufweist. Ebenso ist die Weite der Rillen 19 mit der Entfernung von der Seite 17 der Werkstücke größer bemessen. Das Befestigungsmittel wird in an sich bekannter Weise mittels eines Werkzeuges angebracht, mit dem das Ende 13 des Schaftes erfasst wird, wobei das Befestigungsmittel so angezogen wird, dass die Werkstücke 15» 16 zusammengepresst werden, wonach der Kragen 14- an der Gebrauchs stelle auf dem Schaft 12 auf das Gewinde 18 aufgeprasst wird, wodurch die Werkstücke zusammengehalten werden, während das Endteil 13 später an der Sollbruchstelle 11 abgebrochen wird.

Es ist an sich bekannt, dass der erste oder die beiden ersten Gewindegänge an der Innenseite der zusammengepressten Werkstücke im wesentlichen den größten Teil der Belastung des Befestigungsmittels aufnehmen, und dass nur dann, wenn diese genannten Gewindegänge auszuweichen beginnen, ein Teil der Belastung auf die nach außen nachfolgenden Gewindegänge des Befestigungsmittels übertragen wird. Diese Schwierigkeit wird nach der Erfindung dadurch behoben, dass die Abmessungen, von der zur Werkstückinnenseite am nächsten gelegenen Verriegelungsrille aus bei den folgen^L den Rillen mit der Entfernung von der genannten Innenseite 17

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entspreciLend. vergrößert werden, wie aus den Figuren 1, 1a und 1b zu ersehen ist. In der gleichen Weise werden die Gewindegänge 18 nach den Figuren 1, 1a und 1b so dimensioniert, dass der Abstand der Gewindegänge von einander proportional vergrößert wird mit der Entfernung der Gewindegänge von der Werkstuckseite 17. 1Ü3 erfolgt auf diese Weise eine gleichmäßigere Belastung aller Verriegelungsrillen am Kragen von der Werkstückseite 1? aus bis zu dem Sollbruchbezirk 11.

Zu diesem Zweck können die Abmessungen aller Ver-riegelungsrillen in axialer Richtung proportional vergrößert werden, oder die Tiefe der Yerriegelungsrillen wird inradialer Richtung vergrößert. Andererseits können auch beide Abmessungen mit der Entfernung von der WerkStückinnenseite 17 vergrößert werden·

Bei der in der Fig.1b dargestellten Ausführungsform des Befestigungsmittels wird die Wirksamkeit des Gewindes 18 dadurch erhöht, dass dieses in der zu den Werkstücken entgegengesetzten Richtung geneigt verläuft, wodurch die Wirksamkeit der Verriegelungsrillen erhöht wird. TvI.a.W., die Masse innerhalb der Verriegelungsrille, die abgeschoren werden muss, bevor der Kragen vom Schaft des Befestigungsmittels weggebrochen wird, wird wirksamer gemacht, da die Masse innerhalb der Verriegelungsrille auf eine Wandung 18a des Gewindeganges hinaufgleiten muss, die so geneigt verläuft, dass sie allgemein sich senkrecht zur Kragenmasse erstreckt und von der Werkstückseite 17 aus nicht nach unten abfällt, wie in der Fig.1a dargestellt.

Die Figuren 2-6 zeigen stummelartige Ausführungen von Befestigungsmitteln nach der Erfindung, wobei die Fig.5 die bevorzugte Ausführungsform zeigt mit einem aufgepressten Kragen. Wie

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aus der Fig,3 zu ersehen ist, ist die erste ringförmige Rippe (der erste G-ewindegang), die zur Werkstückseite 17 am nächsten gelegen ist, die Rippe mit der geringsten Massendicke und daher die "biegsamste Rippe„ Die nächste ringförmige Rippe (der zweite Gewindegang) wäre dann die nächstbiegsamere ringförmige Rippe, während die dritte ringförmige Rippe (mit der größten Dicke) die steifste Rippe wäre. Bei der in der Figo3 dargestellten Aus_ füfcrungsform erfolgt allgemein eine gleichmäßigere "Verteilung der Belastung über die Länge des aufgepressten Eragengliedes hinweg.

'.vie in der Fig.2 dargestellt, weist der Schaft des Befestigungsmittels die Gewindegänge oder ringförmigen Rippen 19a> 19b, 19o, 19d und 19e auf, die so dimensioniert sind, dass deren gegenseitiger Abstand von einander mit der .dihtfernung von der Vverkstückseite 17 immer größer wird. Bei dem Befestigungsmittel mit einem Schaft nach der Fig»2 erfolgt daher eine gleichmäßigere Verteilung- der Belastung am aufgepressten Hragenglied, das später am Schaft angebracht wird· Bei der in der Fig.4 dargestellten Ausführungsform weisen die beiden mit I9f bezeichneten ringförmigen Rippen (Gewindegänge) die gleichen Abmessungen auf, während die mittlere ringförmige Rippe 19g breiter bemessen .ist und eine größere Steife aufweist als die beiderseits gelegenen ringförmigen Rippen 19f. Bei dem Befsstigungsmittel nach der Fig.4· würde sich daher die Belastung auf die steifste ringförmige Rippe 19g konzentrieren, die im aufgepressten Kragenglied allgemin in dessen kitte gelegen ist. Bei der in der Fig.5 dargestellten Ausführungsform weisen die ersten beiden ringförmigen Rippen 19h die gleichen Abmessungen auf, während die nach außen

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nächstgelegene ringförmige Rippe iyi eine größere Abmessung aufweist, so dass die Belastlang bei dem Befestigungsmittel auf die Nähe des Außenteiles des aufgepressten Krag;-r.s konzentriert wird, d.h. auf den dem Werkstück abgewandten Teil des Kragens. Bei der Ausführungsforia nach der Fig.6 weist die zum Werkstück am nächsten gelegene ringförmige Rippe I9j die größten axialen Abmessungen auf und damit die größte Steife, während die nächstfolgende ringförmige Hippe 19k aufgrund der kleineren Abmessungen eine geringere Steife besitzt, und ferner weist die ringförmige Rippe 191 eine geringere oteife auf axs die Kippe 19k. Bei dieser möglichen und nicht bevorzugten Ausführungsform wird die Verteilung der Belastung auf einen in der Uähe der werkstücke gelegenen Teil des aufgepressten Kragens konzentriert.

Die Figuren 7 und 7a zeigen eine verriegelungsbolzenartige Ausführvne, eines Befestigungsmittels nach der Erfindung. Die Fig.7a zeigt in vergrößerter Darstellung den in der Fig.7 i?i Kreis 7a eingeschlossenen Bezirk. Bei dem Befestigungsmittel nach der Figβ7 bleibt die Rillenabmessung Λ* einer jeden ringförmigen Eippe die gleiche, so dass jede Rippe allgemein die gleiche bteife aufweist, während die Proportionierung der Festigkeit in den Rillen durch Verlängern der Rillen bewirkt wird.

Die Figuren 8a und 8b zeigen zwei weitere verriegelungsbolzenartige Ausführungen eines Befestigungsmittels nach der Erfindung. Bei der Ausführungsform nach der Fig.8a wird sowohl die Steife als auch die Abmessung der Rille mit der Entfernung von der Werkstückseite 17 vergrößert. Die proportionierte Festigkeit bei den Verriegelungsrillen wird bei der Ausführungs nach der Fig.8a dadurch bewirkt, dass die Steife eines jeden ringförmigen

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rippengliecies in bezug auf die Entfernung einer jeden ringförmigen Rippe von der Werkstückseite 17 erhöht wird, und dass die Masse in jeder Verriegelungsrille in bezug auf die wachsende Entfernung einer jeden Rille von der Werkstückseite 17 vergrößert wird.

• Bei der Ausführungsform nach der Fig.8b wird die Festigkeit jeder Verriegelungsrille mit der Entfernung vom Werkstück dadurch erhöht, dass die Eindringtiefe aller folgenden Rillen 18x, 18y, 18z in den Schaft 12 größer bemessen wird. Bei der Ausführungsform nach der Fig»8b werden die Abmessungen der ringförmigen Rippen 18 mit der- Entfernung vom Werkstück gleichfalls progressiv vergrößert.

Die Figuren 9 und 9a zeigen eine weitere stummelartige Ausführungsform eines Befestigungsmittels nach der Erfindung, wobei die Fig.9a eine vergrößerte Darstellung des in der Fig«9 von dem Kreis 9a eingeschlossenen Bezirks ist. Bei dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Befestigungsmittels ist das Material des Schaftes 12 weicher als das Material des Kragens 14. Die axiale Weite der ringförmigen Rippen 18 am Schaft ist daher wesentlich größer bemessen, während die Abmessung 1~ mit der Entfernung vom Werkstück progressiv vergrößert ist.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung ist darin zu sehen, dass das erfindungsgemäße Befestigungsmittel ein geringeres Gewicht aufweist sowie eine größere Zugfestigkeit, so das3 in bezug auf Ermüdung oder einem Ausfall durch Beanspruchung und Korrosion eine geringere Gefahr besteht. i

Patentansprüche ! 609811/0288

Claims

Patentansprüche

1. Befestigungsmittel mit einem Kopf- und einem Schaftteil sowie mit einem iozfpresskragen, der zum Zusammenhalten von Werkstücken in einen Verriegelungsrillenteil des Schaftes eingepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsrillenteil mindestens drei ringförmige Verriegelungsschultern (18, 19) fflit unterschiedlich proportionierter Festigkeit sowie Rillen (12) aufweist, welche Elemente eine vorherbestimmte und gewünschte Belastungsverteilung am Schaftteil

bewirken, die allgemein am Kragen und an der Innenseite des Werkstückes erfolgt, dass bei mindestens drei Killen die Abmessungen mit zunehmender Entfernung von der genannten Innenseite des Werkstückes vergrößert sind, dass die genannten Schultern und Rillen eine proportionierte Steife aufweisen, so dass die Schultern bei ungefähr der gleichen Belastung ausfallen und das Befestigungsmittel die größte Festigkeit aufweist, wobei verhindert wird, dass die Abacherbelastung nur an der zur genannten Werkstückseite am nächsten gelegenen Schulter auftritt·

2e Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schultern (18) zur genannten Werkstückseite (17) geneigt ausgestaltet sind, um die wirksame Festigkeit des Befestigungsmittels zu erhöhen«

3. Befestigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schulter (19) mit zunehmender Entfernung von der genannten Werkstückseite (17) größer bemessen ist.

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M-, Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 - 3', dadurch gekennzeichnet, dass die Schultern am Schaft zuerst ausfallen sollen«,

5« Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, dass die Kragenschultern zuerst ausfallen sollen.

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