DE2641588A1 - Verbindungselement - Google Patents

Verbindungselement

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DE2641588A1
DE2641588A1 DE19762641588 DE2641588A DE2641588A1 DE 2641588 A1 DE2641588 A1 DE 2641588A1 DE 19762641588 DE19762641588 DE 19762641588 DE 2641588 A DE2641588 A DE 2641588A DE 2641588 A1 DE2641588 A1 DE 2641588A1
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pyrotechnic
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connecting element
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Hellmut Bendler
Heinz Dipl Chem Dr Gawlick
Gerrit Scheiderer
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Dynamit Nobel AG
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Dynamit Nobel AG
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Description

2BA15M-
Troisdorf, den 26. Aug. I976 : OZ: 76084 (2602) Dr.Sk/Sch j
DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT
Troisdorf, Bez. Köln
Verbindungselement
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Element aus einem ;
durch Druckeinwirkung verformbaren Material zum festen bzw. un- ι
I lösbaren Verbinden von Werkstücken. j
i Es sind bereits Bolzen aus leicht verformbaren Materialien zum j Verbinden von Werkstücken bekannt, die aus einem Schaft mit daran befindlichem Setzkopf bestehen, wobei in dem Schaftende ein Hohl-
raum sein kann, in dem sich dann ein pyrotechnischer Satz befin- :" det. !
Solche Bolzen v/erden im allgemeinen Sprachgebrauch auch als > Sprengnieten bezeichnet. j
Beim Verbinden zweier Werkstücke mit Sprengnieten wird der Schaft durch die vorher gebohrten oder gestanzten Nietlöcher der zu ver-j
I bindenden Teile gesteckt, der Niet am Setzkopf mit einem Gegen- ί halter festgehalten und das freie, aus dem einen Teil heraus- j
ι ragende Ende des Schaftes zu einem Schließkopf verformt. Diese
Verformung erfolgt bei den Sprengnieten durch den Druck, der
nach der Zündung des in dem Schaftende vorhandenen pyrotechnischen Satzes entsteht.
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Der Nachteil dieser Sprengnieten liegt darin, daß eine offene Flamme am Schaftende auftritt, die beim Verbinden leicht ent-
I flammbarer Stoffe diese zum Anbrennen oder Ankohlen bringt oder \ die sonstige, beim Arbeiten mit offenen Flammen bekannte unge- ' ■wünschte Auswirkungen verursacht. -|
Weiterhin sind solche bekannten Nietverbindungen immer an der ■ Oberfläche sichtbar..Dies wirkt sich nachteilig z.B. bei Möbelstücken, die diese Verbindungen aufweisen, auf, weil dadurch der optische Eindruck von diesen Gegenständen ungünstig beeinflußt wird. Außerdem haben Halbrund-Nietverbindungen den Nach- : teil, daß die verbleibenden Nietköpfe und Schließköpfe aus der Oberfläche der Werkstücke herausragen und damit ein plan- . j
i paralleles, direktes Ubereinanderlagern oder auch weiteres Ver- !
binden dieser vernieteten Teile verhindern. |
Es bestand nun die Aufgabe, ein fest verankerbares Verbindungs- j
element zu finden, mit dem man Werkstücke sehr schnell ohne An- j
Wendung von Klebern derart verbinden kann, daß bei der Her- ;
stellung des Verbunds keine offenen Flammen entstehen; das ge- j
wünschte Verbindungselement soll weiterhin so angeordnet werden ί können, daß es von der Außenseite her nicht sichtbar wird.
In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun ein Element aus einem durch Druckeinwirkung verformbaren Material zum festen bzw. unlösbaren Verbinden von Werkstücken gefunden, das dadurch gekennzeichnet i ist, daß es als ein .allseitig verschlossener Hohlkörper mit in j seinem Hohlraum angeordnetem,durch Wärme zündbarem pyrotechnischen Satz ausgebildet ist.
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Der in dem Hohlraum enthaltene pyrotechnische Satz besteht vorzugsweise aus einem Metallpulver, wie z.B. Pulver aus Eisen oder! Leichtmetallen und verbrennbaren mehrwertigen Salpetersäure- ! estern wie Nitromannit oder Nitrocellulose. Diese Ester können '
teilweise oder vollständig durch Pentaerythriftetranitrat er- ')
setzt sein. Außerdem enthalten die einsetzbaren pyrotechnischen ;
j Sätze Tetrazen in Mengen zwischen 10 und 30 Gew.-^. Der j Anteil des Metallpulvers in den pyrotechnischen Sätzen liegt j im allgemeinen zwischen 50 und. 70 Gew.-%. j
Die Zündung des pyrotechnischen Satzes erfolgt durch Wärme entweder in Form von Kontaktwärme oder durch Induktionswärme.
Letztere kann beispielsweise durch einen Hochfrequenzgenerator
erzeugt werden, dessen Induktionsschleife zweckmäßigerweise in ! Kunststoff oder Holz eingebettet ist, der eng an einen der zu |
ι verbundenen Teile angelegt werden kann. Damit ist es z.B. auch j möglich, mehrere Nieten gleichzeitig zu zünden, wenn die Schlei-■ fe entsprechend groß ist. Die aufzuwendenden elektrischen Energien hängen selbstverständlich von der Wärmeempfindlichkeit
des pyrotechnischen Satzes und der Länge und geometrischen Anordnung der Induktionsschleife ab. Bei einer rechtwinklig angeordneten Induktionsschleife mit einer Länge von ca. 800 mm sind
1-3 MHz und ca. 4 - 7 kW erforderlich, wenn pyrotechnische
Sätze aus Tetrazen (10 - 20 %), Nitromannit (15 - 25 %) und
Aluminiumgrieß (50 - 70 %) eingesetzt sind.
Unter einem durch Druckeinwirkung verformbaren Material wird
erfindungsgemäß ein Werkstoff verstanden, der durch"mechanische
Kräfte zerstörungsfrei verformbar ist und die dabei erhaltene
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Form nach dem Ende der Krafteinwirkung beibehält. Besonders ge- J
eignete Werkstoffe sind Metalle wie Aluminium, Kupfer, Eisen j
oder Legierungen, die diese Metalle enthalten. Das zu wählende
i Material richtet sich nach der Standfestigkeit der Aufbauchung ' und dem Material der zu verbindenden Werkstoffe. Es ist erfin- '' dungsgemäß durchaus möglich, auch ein wenig standfestes Material einzusetzen, wenn man nur einen vorübergehenden Verbund z.B. zum Fixieren zweier Werkstücke erreichen will, der dann durch äußere Krafteinwirkung, z.B. durch Zugv/irkung wieder gelöst werden soll.
Das erfindungsgemäße Element ist bevorzugt als länglicher Bolzen; oder als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet, dessen Querschnitt nicht nur rund, sondern z.B. auch quadratisch, oval oder sternförmig sein kann. Es kann jedoch auch -jede beliebige andere ; geometrische Form besitzen, wie z.B. Würfel, Quader oder Kegel- j stumpf..
j Die Dicke der V/and des Hohlkörpers spielt erfindungsgemäß keine '■
Rolle; es muß jedoch gewährleistet sein, daß der Hohlkörper j durch den nach der Zündung des pyrotechnischen Satzes entstehenden Druck bleibend ohne Rißbildung aufgeweitet wird. Es ist demzufolge auch möglich, die Wand des Hohlkörpers unterschiedlich dick zu gestalten, so daß sich eine unterschiedliche Aufbauchung in vorbestimmten Bereichen des Hohlkörpers ergibt.
Eine besondere Ausführungsform ergibt sich beim Einsatz von länglichen Bolzen oder Zylindern als Hohlkörper. Es ist dann z.B. auch möglich, mehrere Ladungen aufeinander in den Hohlraum
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einzubringen und. auf Jede einzelne Ladung ein wärmeleitendes oder inertes Material aufzubringen. Auf diese Yfeise lassen sich die einzelnen Ladungen voneinander trennen und man erhält nach Zündung der Ladung Aufbauchungen in vorbestimmten Bereichen des Hohlkörpers. Als wärmeleitendes Material können dabei z.B. Metallpulver oder Metallkörper eingesetzt werden.
Es ist weiterhin möglich, daß zwischen der freien Oberfläche des I pyrotechnischen Satzes und einer Hohlkörperwand sich ein Pfropfen
ί aus Stahl oder einem aiideren, gut wärmeleitfähigem Material be- !
findet. Dieser Pfropfen hat bevorzugt die gleiche geometrische [
i Form wie der Hohlkörper, innerhalb dessen er sich befindet, mit der Maßnahme, daß er entsprechend dem Volumen des pyrotechnischen Satzes kleiner ist.
Es ist weiterhin nicht notwendig, daß der pyrotechnische Satz den gesamten Hohlraum des Hohlkörpers ausfüllt. Es ist dann von j Vorteil, die freie Oberfläche des Satzes mit einer Abdeckung zu versehen. Diese Abdeckung besteht bevorzugt aus Papier; auch zinnplattierte Bleifolie läßt sich einsetzen.
Es ist auch möglich, auf den pyrotechnischen Satz eine Aufladung von inerten Stoffen aufzubringen. Als inerte Stoffe eignen sich z.B. feuerhemmende Materalien wie Kalium- oder Ammoniumnitrat; dadurch ist es möglich, den Austritt von Flammen aus dem Verschluß zu verhindern, wenn der Hohlkörper aus einer Hülse gebildet wird.Weiterhin empfiehlt sich eine solche Ausführungßform, wenn der Hohlkörper mehrere räumlich voneinander getrennte pyro-
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technische Sätze enthält.
Die erfindungsgemäßen Hohlkörper lassen sich vorteilhaft aus einer Hülse herstellen, deren offenes Ende z.B. durch Zufaltung oder durch Bördelung oder auf eine andere geeignete Weise verschlossen wird. Die freie Oberfläche des pyrotechnischen Satzes befindet sich bevorzugt gegenüber dieser Zufaltung.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen durch die Figuren 2 bis 5 beispielhaft dargestellt. In allen Figuren ist der pyrotechnische Satz 8 in einer Hülse 7 untergebracht, die bei 9 durch Zufaltung oder Bördelung verschlossen ist. Auf dem pyrotechnischen Satz befindet sich eine Abdeckung 10.
' ■ . j
In der Figur 3 besteht das den Hohlraum bildende Material aus einem leicht verformbaren Metall (weiche Kupferlegierung). Es hat die Form einer Hülse 7, die bei 9 verschlossen ist. Innerhalb dieser Hülse, an dieser anliegend, befindet sich eine weitere Hülse 11 aus einem festeren, dehnbaren Metall oder Metall-legierung, um dadurch die Festigkeit des gesamten Verbindungselementes zu erhöhen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, die gute Verformbarkeit eines leicht verformbaren Materials, wie z.B. von Aluminium- oder Kupferlegxerungen, auszunutzen. Dies ermöglicht gleichzeitig ein spannungsfreies Ausdehnen ohne Rißbildung. Weiterhin wird damit ein Verbindungselement hoher Festigkeit erhalten. Da der Boden 12 der zweiten Hülse 11, die nicht verschlossen zu sein braucht, dabei vorzugsweise an dem.Verschluß 9 der Außenhülse 7 anliegt, hat
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diese Aus führung s form den v/eiteren Vorteil, daß das Verbindungs-j element einen sicheren Verschluß erhält.
Die Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Pfropfen 13
aus Stahl oder einem anderen, gut wärmeleitfähigem Material |
sich zwischen der Oberfläche des pyrotechnischen Satzes und |
der HohlkÖrperv/and befindet. >
In der Figur 5 befindet sich zwischen den pyrotechnischen Sätzen. 8 Aufladungen aus Metallpulver 12. Mit Hilfe dieser Metall- | pulver werden die pyrotechnischen Sätze voneinander getrennt, ι
so daß bei dieser Ausführungsform nach Zündung der pyrotechni- j
sehen Sätze die Aufbauchung der V/andung 7 an den Stellen, an j
denen die pyrotechnischen Sätze sich befinden, größer ist als an; den Stellen, an denen sich das Metallpulver befindet.
Eine mögliche Anwendungsform eines erfindungsgemäßen Verbindungs-! elementes geht aus Figur 1 hervor. Das erfindungsgemäße Element ' 1 befindet sich in einem Kunststoffdübel 2, der einen kegel- ;
I förmigen Fuß 3 besitzt. Dieser Fuß befindet sich fest verankert | (z.B. durch Einspritzen) in einem Holz- oder Kunststoffteil 4,
das mit einem weiteren Teil f? verbunden v/erden soll. Das zu
befestigende Teil 5 besitzt an der Verbindungsstelle ein Sackloch 6, in das der Kunststoffdübel 2 eingesteckt wird. Der in
dem Element 1 befindliche pyrotechnische Satz wird durch Induktionswärme gezündet. Daraufhin weitet sich die Wand des Hohlkörpers aus und bewirkt dadurch eine Befestigung des Teiles 5
an dem Teil 4. Die in dem Hohlkörper des Verbindungselementes 1
befindliche Ladung ist dabei so bemessen, daß eine Aufweitung
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des Teiles 5 am Boden des Sackloches 6 nicht erfolgt.
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Leerseite

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    Element aus einem durch Druckeinwirkung verformbaren Material ! zum festen bzw. unlösbaren Verbinden von Werkstücken, da-! durch gekennzeichnet, daß es als ein all-j seitig verschlossener Hohlkörper mit in seinem Hohlraum an-
    geordnetem, durch Wärme zündbarem, pyrotechnischen Satz aus- j gebildet ist. !
  2. 2. Element gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als ein zylindrischer Hohlkörper ausgebildet ist.
  3. 3. Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pyrotechnische Satz Tetrazen, Nitrocellulose und/oder Nitromannit und Metallpulver enthält, wobei der.Anteil des Metallpulvers in dem Satz mehr als 50 % beträgt.
  4. 4. Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem pyrotechnischen Satz eine Aufladung aus einem feuerhemmenden Material aufgebracht ist.
  5. 5. Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Metallhülse mehrere pyrotechnische Sätze übereinander angebracht sind, zwischen denen sich eine oder mehrere Trennschichten aus einem wärmeleitenden Material befinden.
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    ORIGINAL INSPECTED
DE19762641588 1976-09-16 1976-09-16 Verbindungselement Withdrawn DE2641588A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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