DE2537582B2 - Befestigungsstift mit Gegenhalterhülse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Befestigungsstift mit einem Kopf- und einem Schaftteil, wobei eine Gegenhalterhülse in einen Verriegelungsteil des Stiftes eingepreßt werden kann, um Werkstücke zusammenzuhalten, wobei der Verriegelungsteil unterschiedlich proportionierte aufeinanderfolgende Verriegelungsschultern und Rillen aufweist.

In der CH-PS 3 51 802 ist ein Befestigungselement beschrieben, an dessen zylindrischem Schaft lediglich zwei durch eine Schulter voneinander getrennte Verriegelungsnuten vorgesehen sind, welche das Material einer Druckhülse aufnehmen können.

Der aus der DT-AS 10 99 275 bekannte Niet ist an seinem Schaftabschnitt mit einer Vielzahl gleichmäßiger Ausnehmungen und entsprechenden Schultern versehen, welche mit einer Gegenhalterhülse in Eingriff kommen, wenn Zug und Druck ausgeübt wird. Bei dem in der DT-AS 10 30 111 erläuterten flüssigkeitsdichten Befestigungselement ist die Anordnung so getroffen, daß eine Ringnut mit einem besonders ausgebildeten Dichtungsring zusammenwirkt und somit eine flüssigkeitsdichte Verbindung geschaffen wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Befestigungsstift der eingangs umrissenen Art so auszubilden, daß mittels einer Proportionierung der Zugfestigkeit und der Scherfestigkeit des Verriegelungsteiles am Schaft und in der Gegenhalterhülse Schulter-Rillen-Scherbezirke geschaffen werden, die der Scherfestigkeit des verwendeten Materials entsprechend proportioniert sind, wobei der Stift ein geringes Gewicht sowie eine große Zugfestigkeit aufweisen soll, so daß in bezug auf Ermüdung oder einem Ausfall durch Beanspruchung und Korrosion nur eine geringe Gefahr besteht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stift wenigstens drei Verriegelungsschultern umfaßt und daß zwecks vorbestimmter Lastverteilung längs des Schaftabschnittes die den drei aufeinanderfolgenden Schultern entsprechend vorangehenden Rillen

ίο mit zunehmender Entfernung von der Werkstückinnenseite progressiv größer ausgebildet sind.

Zweckmäßig sind die Schultern zu den Werkstücken hin geneigt, um die wirksame Festigkeit der Befestigungsvorrichtung zu erhöhen.

Dabei kann aber auch jede Schulter mit zunehmender Entfernung von den Werkstücken progressiv größer bemessen sein.

Vorteilhaft sind die Rillen am Schaft mit zunehmendem Abstand von den Werkstücken progressiv breiter ausgebildet, wobei die Rillen auch progressiv tiefer ausgebildet sein können.

Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Stiftausbildung kann die Zugfestigkeit so bemessen werden, daß die Schaftverriegelung zuerst oder die Hülsenverriegelung zuerst ausfällt oder daß beide genannten Verriegelungen bei ungefähr der gleichen Belastung ausfallen. Im letztgenannten Falle kann die höchste Festigkeit pro Rille für jede Kombination des Schaft- und Hülsenmaterials erhalten werden. Soll entweder der Schaft oder die Hülse zuerst ausfallen, so kann dann der Abscherbezirk des gewünschten schwächsten Bauteiles vermindert und der Abscherbezirk des anderen Bauteiles vergrößert werden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die

Steifheit und/oder die Festigkeit des Verriegelungsteiles bzw. der Rillen so proportioniert werden kann, daß über die axiale Länge des Verriegelungsteiles des Stiftes hinweg die Belastung in bestimmter Weise vorgesehen werden kann.

Um die Belastung gleichmäßig zu verteilen, werden die Abmessungen der Verriegelungsrillen so verändert, daß deren Steife erhöht wird mit der Vergrößerung des Abstandes vom Werkstück. Zu diesem Zweck sind die Abmessungen des Scherbezirks der Verriegelungsrillen vergrößert mit größer werdendem Abstand, wobei die Tiefe und/oder die axiale Länge von mindestens drei Verriegelungsrillen vergrößert wird.

Bei dem Befestigungsstift gemäß Erfindung ist ferner ein Schulter- und Rillenscherbezirk vorgesehen, der in vorbestimmter Weise proportional ist, wobei die

Schulter- und/oder die Rillenausgestaltung axial oder

radial gemessen wesentlich verschiedene Abmessungen aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbei-

spielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1, la, Ib Ausführungsformen festgelegter Befestigungsstifte, bei denen eine proportionierte Festigkeit mit einer proportionierten Steife bei den Verriegelungsrillen nach der Erfindung kombiniert ist,

F i g. 2, 3 und 4 Befestigungsstifte in stummelartiger Ausgestaltung nach der Erfindung,

F i g. 5a, 5b weitere Ausführungsformen von Befestigungsstiften.

In Fig. 1, la und Ib ist ein Befestigungsstift mit einem Kopf 10, einem Schaftteil 12 und mit einer aufgepreßten Gegenhalterhülse 14 gezeigt, wodurch die Werkstücke 15, 16 zusammengehalten werden. Dabei weist jede

ringförmige Schulter oder Gewindegang 18 an dem Befestigungsstift mit der Entfernung von der Innenseite

17 der Werkstücke 15, 16 einen proportional größeren Abstand auf. Ebenso ist die Weite der Rillen 19 mit der Entfernung von der Seite 17 der Werkstücke 15, 16 größer bemessen. Der Befestigungsstift wird in an sich bekannter Weise mittels eines Werkzeuges angebracht, mit dem das Ende 13 des Schaftes erfaßt wird, wobei der Befestigungsstift so angezogen wird, daß die Werkstükke 15, 16 zusammengepreßt werden. Danach wird die Hülse 14 an der Gebrauchsstelle auf dem Schaft 12 mit seinem Verriegelungsteil aufgepreßt, so daß die Werkstücke zusammengehalten werden, während das Endteil 13 später an der Sollbruchstelle 11 abgebrochen wird.

Es ist an sich bekannt, daß die erste oder die beiden ersten Schultern an der Innenseite der zusammengepreßten Werkslücke im wesentlichen den größten Teil der Belastung des Befestigungsstiftes aufnehmen und daß nur dann, wenn diese genannten Schultern nachzugeben beginnen, ein Teil der Belastung auf die nach außen nachfolgenden Schultern des Befestigungsstiftes übertragen wird.

Diese Schwierigkeit wird nach der Erfindung dadurch behoben, daß die Abmessungen von der zur Werkstükkinnenseite 17 am nächsten gelegenen Verriegelungsrille aus bei den folgenden Rillen mit der Entfernung von der genannten Innenseite 17 entsprechend vergrößert werden, wie dies in Fig. 1, la und Ib gezeigt ist. In der gleichen Weise sind die Schultern 18 nach F i g. 1,1 a und Ib so dimensioniert, daß der Abstand der Schultern voneinander mit der Entfernung der Schultern von der Werkstückseite 17 proportional vergrößert wird. Es erfolgt auf diese Weise eine gleichmäßigere Belastung aller Verriegelungsrillen an der Hülse von der Werkstückseite 17 aus bis zu dem Sollbruchbezirk 11.

Zu diesem Zweck können die Abmessungen aller Verriegelungsrillen 19 in axialer Richtung proportional vergrößert werden, oder die Tiefe der Verriegelungsrillen wird in radialer Richtung vergrößert. Andererseits können auch beide Abmessungen mit der Entfernung von der Werkstückinnenseite 17 vergrößert werden.

Bei der in F i g. Ib dargestellten Ausführungsform des Befestigungsstiftes wird die Wirksamkeit der Schulter

18 dadurch erhöht, daß sie in der zu den Werkstücken entgegengesetzten Richtung geneigt verläuft, wodurch die Wirksamkeit der Verriegelungsrillen erhöht wird. Mit anderen Worten wird die Masse innerhalb der Verriegelungsrille, die abgeschert werden muß, bevor die Hülse vom Schaft des Befestigungsstiftes weggebrochen wird, wirksamer gemacht, da die Masse innerhalb der Verriegelungsrille auf eine Wandung 18a der Schulter hinaufgleiten muß, die so geneigt verläuft, daß sie sich allgemein senkrecht zur Hülsenmasse erstreckt und von der Werkstückseite 17 aus nicht nach unten abfällt, wie in F i g. 1 a dargestellt ist.

In Fig.2—4 sind stummelartige Ausführungen von Befestigungsstiften gezeigt, wobei Fig. 2 die bevorzugte Ausführungsform mit einer aufgepreßten Hülse ist. Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, ist die erste ringförmige Schulter 18, die am nächsten zur Werkstückseite 17 gelegen ist, die Schulter mit der geringsten Massendicke und daher die biegsamste Schulter. Die nächste ringförmige Schulter ist dann die nächstbiegsamere ringförmige Schulter, während die dritte ringförmige Schulter mit der größten Dicke die steifste Schulter ist. Bei der in der F i g. 2 gezeigten Ausführungsform erfolgt eine gleichmäßige Verteilung der Belastung über die Länge der aufgepreßten Hülse hinweg.

Bei der in der F i g. 3 gezeigten Ausführungsform weisen die beiden mit \9f bezeichneten ringförmigen Schultern die gleichen Abmessungen auf, während die mittlere ringförmige Schulter i9g breiter bemessen ist und eine größere Steife aufweist als die beiden ringförmigen Schultern 19/ Bei dem Befestigungsstift nach F i g. 3 würde sich daher die Belastung auf die steifeste ringförmige Schulter i9g konzentrieren, die in der aufgepreßten Hülse in deren Mitte gelegen ist.

Bei der in der F i g. 4 gezeigten Ausführungsform weisen die ersten beiden ringförmigen Schultern 19Λ die gleichen Abmessungen auf, während die äußerste ringförmige Schulter 19/ eine größere Abmessung aufweist, so daß die Belastung auf die Nähe des Außenteiles der aufgepreßten Hülse konzentriert wird, d.h. auf den dem Werkstück abgewandten Teil der Hülse.

In Fig.5a und 5b sind zwei weitere Ausführungen eines Befestigungsstiftes gezeigt. Bei der Ausführungsform nach Fig.5a ist 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 Ausfuhrungsform nach der Fig.5a dadurch bewirkt, daß die Steife einer jeden ringförmigen Schulter in bezug auf den Abstand einer jeden Schulter von der Werkstückseite 17 erhöht wird und daß die Masse in jeder Verriegelungsrille in bezug auf den zunehmenden Abstand einer jeden Rille von der Werkstückseite 17 vergrößert wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig.5 wird die Festigkeit jeder Verriegelungsrille mit der Entfernung vom Werkstück dadurch erhöht, daß die Eindringtiefe aller folgenden Rillen 18x, 18/, 18z in dem Schaft 12 größer bemessen ist. Bei der Ausführungsform nach Fig.5b sind die Abmessungen der ringförmigen Schultern 18 mit dem Abstand vom Werkstück gleichfalls progressiv vergrößert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Befestigungsstift mit einem Kopf- und einem Schaftteil, wobei eine Gegenhalterhülse in einen Verriegelungsteil des Stiftes eingepreßt werden kann, um Werkstücke zusammenzuhalten, wobei der Verriegelungsteil unterschiedlich proportionierte aufeinanderfolgende Verriegelungsschultern und Rillen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift wenigstens drei Verriegelungsschultern

(18) umfaßt und daß zwecks vorbestimmter Lastverteilung längs des Schaftabschnittes (12) die den drei aufeinanderfolgenden Schultern entsprechend vorangehenden Rillen (19) mit zunehmender Entfernung von der Werkstückinnenseite (17) progressiv größer ausgebildet sind.

2. Befestigungsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern (18) zu den Werkstücken (15, 16) hin geneigt sind, um die wirksame Festigkeit der Befestigungsvorrichtung zu erhöhen.

3. Befestigungsstift nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schulter (18) mit zunehmender Entfernung von den Werkstücken progressiv größer bemessen ist.

4. Befestigungsstift nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (19) am Schaft (12) mit zunehmendem Abstand von den Werkstücken (15,16) progressiv breiter ausgebildet sind.

5. Befestigungsstift nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen

(19) mit zunehmendem Abstand von den Werkstükken (15,16) progressiv tiefer ausgebildet sind.