DE2941885C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Durchzieh-Blindbefestiger nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durchzieh-Blindbefestiger mit einer Hülse, an deren einem En­ de ein Kopf angeformt ist, und mit einem in der Hülse längs­ bewegbaren Dorn, mit dem am anderen Hülsenende ein Kopf an­ geformt werden kann, wenn auf den Dorn Zugkraft aufgebracht wird, sind bekannt. Sie dienen üblicherweise dazu, mindestens zwei Werkstücke miteinander zu verbinden, wenn von nur einer Seite der Werkstücke Zugang zu ihnen möglich ist. Bei einigen dieser Blindbefestiger bleibt nach dem Setzen ein Stück des Dorns in der Hülse zurück, bei anderen nicht.

Bei den den Dorn zurückhaltenden Durchzieh-Blindbefestigern kann der Dorn durch Reibung oder eine mechanische Sperre in der Hülse verbleiben; die Erfindung befaßt sich mit der letzte­ ren Art von Blindbefestigern.

Bei mechanisch versperrten Dornen ist der vorgeformte Kopf der Hülse mit einer Senkbohrung versehen, durch welche der Dorn ragt, während der Dorn mit einer Sperrtasche versehen ist, die mit der Senkbohrung zusammenwirkt. Beim Setzen des Befestigers bewirkt die auf den Dorn aufgebrachte Ziehkraft die Ausbildung eines Kopfes auf dem inneren Hülsenende, wäh­ rend der Dorn und dessen Sperrtasche in Längsrichtung in den Bereich der erweiterten Senkbohrung geraten. Ein mindestens teilweise innerhalb der Senkbohrung angeordneter Sperring wird dann in die Sperrtasche eingedrückt, um den Dorn in der Sollage relativ zur Hülse zu versperren. Bei anhaltender Zug­ kraft auf dem Dorn reißt dann dessen auswärts vorstehender Teil an einer Sollbruchstelle nahe der Außenfläche des vorge­ formten Kopfes auf der Hülse ab.

Üblicherweise wird zum Setzen dieser Befestiger ein doppelt­ wirkendes Werkzeug verwendet. Derartige Befestiger, die mit doppeltwirkenden Werkzeugen gesetzt werden, sind in den US-PSen 32 85 121 und 39 15 055 beschrieben. Bei der Erfindung wird ein einfach wirkendes Werkzeug verwendet, wobei sämtliche Lasten zwischen dem Dorn und dem separaten Sperring aufgenom­ men werden. Das einfach wirkende Werkzeug hat eine Nasenan­ ordnung mit einer Öffnung zur Aufnahme des Dornes. Das Vorder­ ende dieser Nasenanordnung greift am ringförmigen Sperring an und drückt ihn in die Senkbohrung und in die geeignet positio­ nierte Sperrtasche, nachdem der Kopfanformvorgang am Dorn be­ endet ist. Dabei ist der Dorn mit einem Auspreßbund geringfü­ gig größeren Durchmessers versehen, der die Hülse aufweitet, während er durch sie gleitet. Die Öffnung der Nasenanordnung ist groß genug, um diesen Auspreßbund aufzunehmen, während letzterer sich durch die Nasenanordnung bewegt. Da der Sperr­ ring jedoch auf den Dorn aufgepaßt ist, schert der Auspreß­ bund einen Teil des Ringmaterials ab und schiebt diesen in die Öffnung der Nasenanordnung. Bei herkömmlichen Ringen mit Öff­ nungen konstanten Durchmessers wird dieses Ringmaterial (der "Ringgrat") in die Nasenanordnung des Werkzeugs gedrückt. Während die Nasenanordnung des Werkzeugs anfänglich engtole­ riert bemessen sein kann, um den Auspreßbund mit minimalem Spiel aufzunehmen, nimmt dieses Spiel infolge des normalen Verschleißes durch anfänglich den Anpreßbund und dann das aus­ gedrückte Ringmaterial allmählich zu, so daß die Standzeit des Werkzeugs verkürzt wird und die Nasenanordnung auch brechen kann. Mit zunehmendem Spiel nimmt auch die Menge des Ringmate­ rials (bzw. des Grats) zu und bildet einen unabnehmbaren Vor­ sprung, nachdem das Ende des Dorns vorzugsweise bündig mit dem vorgeformten Kopf der Hülse abgerissen ist. Dieser Ringgrat muß dann abgeschnitten, abgeschliffen oder in einem separaten Behandlungsgang entfernt werden, so daß zusätzliche Montage­ zeit und Montagekosten entstehen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Durchzieh-Blindbefestiger der eingangs umrissenen Art so auszubilden, daß der Dorn mit der Hülse wirksam versperrbar ist, jedoch die Ausbildung von Ringgrat vermieden wird, so daß die Setzkosten eines derartigen Befestigers gering ge­ halten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sperring wenigstens einen Endteil aufweist, dessen Wanddicke geringer als die eines axial weiter einwärts liegenden Teils zwischen den Endteilen ist, und daß dieser Endteil des Sperr­ ringes eine solche Größe aufweist, daß er radial auswärts ei­ ner Öffnung der Nasenanordnung liegt.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Durchzieh-Blindbefestigers er­ geben sich aus den Unteransprüchen.

Es wird also ein mechanisch versperrender Durchzieh-Blindbefesti­ ger angegeben, welcher unmittelbar am äußeren Ende des Sperr­ rings eine Öffnung mit größerem Durchmesser aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sperring mit symmetrischen Endteilen mit jeweils einer aufgeweiteten Senkbohrung ausge­ führt; diese Senkbohrungen enden an einem axial weiter einwärts liegenden Teil, dessen Durchmesser etwa gleich dem des Dornes ist. Die Senkbohrung schafft also einen Bereich, der bezüglich des axial weiter einwärts liegenden Teiles des Sperrings als auch bezüglich des am Sperring angreifenden Endes der Nasen­ anordnung des Werkzeugs radial auswärts versetzt ist, so daß durch die Auspreßwirkung des Auspreßbundes kein Materialfluß zwischen dem Dorn und dem Endteil des Setzwerkzeugs bewirkt wird und somit die Bildung des Ringgrats verhindert ist.

Die Erfindung wird nachfolgend von Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines dreiteiligen Blindbefestigers mit einer Hülse, einem Dorn und einem Sperring; dieser Blindbefestiger sitzt in Bohrungen in Werkstücken, wobei ein Ende einer Nasenanordnung eines Setz­ werkzeugs am Sperring vor dem Setzen des Blind­ befestigers angreift;

Fig. 2 eine Detailansicht des Blindbefestigers nach Fig. 1 mit gesetztem Sperring;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch den in Fig. 1 gezeigten Sperring;

Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungs­ form eines Sperrings;

Fig. 5 eine der Fig. 3 und 4 ähnliche Darstellung, jedoch eine andere Ausführungsform eines Sperr­ rings;

Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung, jedoch einen Blindbefestiger mit einem vorgeformten vorstehenden Kopf auf der Hülse.

Der Befestiger 10 hat eine Hülse 20 mit einem vorgeformten, mit einer Senkung versehenen Kopf 22 an deren äußerem Ende sowie einem mit dem Kopf einteiligen langgestreckten Rohrkör­ per 23, der sich durch die Öffnungen 12, 14 erstreckt, einen langgestreckten Dorn 24, der in Längsrichtung in der Bohrung 25 der Hülse 20 bewegbar ist, und einen Sperring.

Der Kopf 22 der Hülse 20 ist mit einer sich auswärts öffnenden gradwandigen Senkbohrung 28 versehen, die konzentrisch mit der Bohrung 25 verläuft, deren Durchmesser aber größer ist als der der Bohrung. Die Senkbohrung 28 endet innen an einem sich dem Einführen des Sperrings widersetzenden Abschnitt 30 mit ver­ jüngt geführter Innenfläche, welcher die Senkbohrung 28 mit der Bohrung 25 verbindet. Die Bohrung 25 hat weiterhin einen Ab­ schnitt 32 reduzierten Durchmessers, der vom Abschnitt 30 zu einer in Längsrichtung einwärts gewandten Schulter 34 etwa in Höhe der Oberfläche 35 des Werkstücks 18 verläuft. Während die bevorzugte Ausführungsform der Hülse 20 eine gradwandige Senkbohrung aufweist, läßt sich jedoch auch eine Hülse mit ei­ ner herkömmlich gesenkten Öffnung zur Aufnahme des Sperrings verwenden.

Der Dorn 24 hat einen langgestreckten zylindrischen Schaft 36 mit einem am inneren Ende angeformten Kopf 38 mit vergrößer­ tem Durchmesser, der etwa gleich dem des Rohrkörpers 23 ist. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, erstreckt sich der Schaft 36 in Längsrichtung bzw. axial auswärts über den Kopf 22 der Hülse 20 hinaus und kann von einer Öffnung 41 im Ende 43 einer Na­ senanordnung 42 eines herkömmlich einfach wirkenden Setzwerk­ zeuges aufgenommen werden.

Der Schaft 36 des Dorns 24 hat eine axial auswärts gerichtete Anschlagschulter 44, an die sich eine Schulter 34 der Hülse 20 anlegen kann, wenn der Blindbefestiger 10 vollständig gesetzt ist. Axial auswärts der Anschlagschulter 44 ist der Schaft 36 mit einer umlaufenden Sperrtasche 46 und einer umlaufenden Sollbruchnut 48 ausgeführt. Dabei liegt die Sollbruchnut 48 am inneren Ende eines im Durchmesser geringfügig größeren Aus­ preßbunds 50 auf dem Schaft 36; dieser Bund soll den mit ver­ ringertem Durchmesser ausgeführten Teil 32 der Hülse 20 radial aufweiten, während der Dorn 24 nach Fig. 1 in Längsrichtung aufwärts gezogen wird; so ist es gewährleistet, daß der Blind­ befestiger 10 die Bohrungen 12, 14 ausfüllt.

Der Sperring 26 ist teilweise in der gradwandigen Senkbohrung 28 des Kopfes 22 angeordnet, in der bevorzugten Ausführungs­ form zylindrisch ausgebildet und hat von Ende zu Ende einen im wesentlichen konstanten Außendurchmesser, der nur gering­ fügig kleiner als der Durchmesser der Senkbohrung 28 ist.

Der Sperring 26 hat zwischen Endteilen 54, 56 einen Mittel­ teil 52 mit vorbestimmter Wanddicke, der eine Öffnung 58 (vergl. Fig. 3) bildet, deren Durchmesser etwa gleich dem des Schaftes 36 ist. Dabei sind die Endteile 54, 56 symme­ trisch und mit verringerter Wanddicke ausgeführt, um die Öff­ nungen 60, 62 zu bilden, deren Durchmesser größer als der der Öffnung 58 und damit größer als derjenige der Öffnung 41 im Endteil 43 sind. Der Sperring 26 ist vorzugsweise ein Spalt­ ring und wird auf den Schaft 36 des Dorns 24 aufgepreßt. Der Mittelteil 52 kann also den Dorn 24 beim Setzen des Befestigers führen.

Um den Blindbefestiger 10 zu setzen, führt man ihn zunächst in die fluchtenden Bohrungen 12, 14 so ein, daß der Dorn 24 und der Sperring 26 die in Fig. 1 gezeigte Lage einnehmen. Danach legt man das Ende 43 der Nasenanordnung 42 eines nur teilweise gezeigten, bekannten Setzwerkzeugs an das Außen­ ende des Sperrings 26 an. Dabei wird das vorstehende Ende des Dorns von (nicht gezeigten) Backen im Setzwerkzeug er­ faßt, die den Dorn 24 ziehen und die Reaktionskraft auf den Sperring 26 über das Ende 43 der Nasenanordnung 42 aufbrin­ gen.

Der Sperring 26 wird von der gradwandigen Senkbohrung 28 auf­ genommen; während die Zeichnung ein geringes Spiel zeigt, ist die Passung so gewählt, daß der Sperring 26 von der Wand der Senkbohrung 28 so abgefangen wird, daß der Mittelteil 52 den Dorn 24 umgibt. Das innere Ende des Sperrings liegt also auf dem schrägen Wandabschnitt 30 auf. Während der Dorn 24 in Längsrichtung durch die Hülse 20 gezogen wird, läuft der Auspreßbund 50 axial aufwärts durch den Teil 32 der Hülse 20, der einen geringeren Durchmesser aufweist, so daß die Hülse 20 sich radial aufweitet und dabei die Bohrung 12, 14 der Werkstücke ausfüllt. Während das Werkzeug weiter Zugkraft auf den Dorn 24 aufbringt, zieht es den Auspreßbund 50 durch den Sperring 26 in die Öffnung 41. Während der Auspreßbund 50 die Öffnung 58 durchläuft, wird ein Teil des Ringmaterials aufwärts in die Öffnung 60 bzw. 62 gedrückt. Da die Öffnung 60 ausreichend weit ist, daß der Auspreßbund 50 durch sie hin­ durchpaßt, wird im wesentlichen kein Ringmaterial in die Öff­ nung 41 gedrückt. Während der Dorn 24 von der Nasenanordnung 42 durchgezogen wird, bildet sich ein kolbenartiger Blind­ kopf auf dem inneren Ende der Hülse 20. Wenn dieser Blindkopf vollständig ausgebildet ist, hat sich die Anschlagschulter 44 an die Schulter 34 angelegt, und die Sperrtasche 46 befindet sich in der Senkbohrung 28.

Während das Werkzeug weiter am Dorn zieht und sich Reaktions­ kraft auf dem Ende 43 der Nasenanordnung 42 gegen den Sperr­ ring 26 aufbaut, wird dieser in die Sperrtasche 46 hineinge­ drückt. Während der Sperring 26 in die Sperrtasche 46 des Dorns 24 hineingedrückt wird, fließt das Ringmaterial so, daß es die Sperrtasche im wesentlichen vollständig ausfüllt (Fig. 2). Es wird also die Bildung eines Ringgrats wirkungs­ voll verhindert beziehungsweise äußerst gering gehalten, so daß man einen verhältnismäßig bündig gesetzten Befestiger erhält, der nicht mehr bearbeitet zu werden braucht.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Sperrings 66 gezeigt. Der Sperring 66 ist ebenfalls zylindrisch mit im we­ sentlichen konstantem Außendurchmesser und weist eine mittige Öffnung 68 auf. In dieser Ausführungsform ist die Öffnung 65 von einer oberen, sich einwärts verjüngenden kegelstumpfförmi­ gen Seitenwand 70 und einer unteren, sich einwärts verjüngenden Seitenwand 72 gebildet. Der Durchmesser der Öffnung 68 ändert sich folglich von einem Maximum unmittelbar an den entgegen­ gesetzten Enden zu einem Minimum in der Mitte 74 des Rings; dieser minimale Durchmesser ist nur geringfügig größer als der Durchmesser des Schafts eines Dorns, mit dem er eingesetzt wer­ den soll. Entsprechend ändert sich die Seitenwanddicke des Sperrings von einem Minimalwert an den entgegengesetzten Ring­ enden zu einem Maximum in der Mitte 74.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Sperrings 76 gezeigt. Der Sperring 76 ist ebenfalls zylindrisch und hat einen im wesentlichen konstanten Außendurchmesser. In dieser Ausführungsform ist der Minimaldurchmesser des Mittelteils 78 bestimmter axialer Breite nur geringfügig größer als der Durchmesser des Dorns, mit dem der Sperring eingesetzt wer­ den soll. Im oberen Abschnitt 80 nimmt die Wanddicke axial einwärts so zu, daß der Durchmesser der Öffnung stetig ab­ nimmt. Entsprechend hat der untere Abschnitt 82 ebenfalls ei­ ne axial auswärts abnehmende Wanddicke, die eine Öffnung mit zunehmendem Durchmesser bildet.

Sämtliche Ausführungsformen umfassen einen Sperring, dessen Innendurchmesser am äußersten Ende gleich dem oder größer als der Durchmesser des Auspreßbunds 50 und größer als der Durchmesser der Öffnung 41 der Nasenanordnung des Setzwerk­ zeuges ist. Die Stirnfläche des Sperrings, an welche sich das Werkzeug anlegt, ist in Bezug auf die Fläche 43 der Nasen­ anordnung 42 radial auswärts versetzt, so daß ein Zwischenraum entsteht. Das Volumen dieses Zwischenraums ist so gewählt, daß das fließende Material des Sperrings auf keinen Fall den Zwischenraum zwischen dem Dorn und der Nasenanordnung des Setzwerkzeugs erreichen kann. Weiterhin ist das Spiel 64 bei einem neuen Werkzeug extrem gering, so daß sich kein Ringgrat bilden kann; bei längerem Gebrauch des Werkzeugs vergrößert sich jedoch der Zwischenraum infolge des normalen Verschleißes, so daß die Bildung eines größeren Ringgrats möglich ist.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Blindbefesti­ gers mit Rundkopf 88 gezeigt. Der Blindbefestiger 84 weist eine Hülse 86 mit dem angeformten vorstehenden Rundkopf 88 an einem Ende eines mit dem Kopf einteiligen Rohrkörpers 90 auf. Ein Dorn 24′ ist vorgesehen, der im wesentlichen identisch mit dem Dorn 24 ausgeführt und in einer Bohrung 92 der Hülse 86 in Längsrichtung bewegbar ist.

Der Kopf 88 des Blindbefestigers 84 hat eine gradwandige Senkbohrung 94, die konzentrisch mit der Bohrung 92 bei ge­ ringfügig größerem Durchmesser ist und an einem Anschlag­ abschnitt 96 endet; diese Elemente entsprechen den oben zum Befestiger 10 beschriebenen. Ein Sperring 26′ befindet sich teilweise in der Senkbohrung 94 und ist identisch mit dem Sperr­ ring 26; entsprechende Teile sind daher mit den gleichen Be­ zugszahlen, aber jeweils mit Hochstrich gekennzeichnet.

Es hat sich herausgestellt, daß ein Sperring der in Fig. 1-3 gezeigten Gestalt gute Ergebnisse erbringt, wenn die Öffnun­ gen 60, 62 jeweils nach 15 bis 20% der axialen Länge des Sperr­ rings 26 lang sind und ihr Durchmesser ausreicht, um die Wanddicke der Teile 54, 56 auf etwa 50% der Wanddicke des Teils 52 zu reduzieren. Der Sperring arbeitet aber auch gleich gut in einem asymmetrischen Aufbau, bei dem die Wanddicke in der Mitte und folglich der kleinste Durchmesser axial konstant von der Mitte zum äußeren Ringende erhalten bleibt. Wird die­ ser asymmetrische Aufbau verwendet, muß beim Aufsetzen des Sperrings auf den Dorn und dem Einsetzen in die Hülse darauf geachtet werden, daß der Endteil verringerter Wanddicke und somit vergrößerten Durchmessers der Öffnung von der Senkbohrung abgewandt liegt.

Claims (12)

1. Durchzieh-Blindbefestiger zum Aneinanderbefestigen ei­ ner Vielzahl von Werkstücken, der unter Benutzung eines ein­ fach wirkenden Ziehwerkzeugs mit einer Nasenanordnung setz­ bar ist und eine rohrförmige Hülse mit einem an einem Ende vorgeformten Kopf mit einer Öffnung, einen sich in Längs­ richtung durch die Hülse erstreckenden Dorn, der unter einer vom Werkzeug aufgebrachten Zugkraft bezüglich der Hülse be­ weglich ist, um an das andere Ende der Hülse beim Setzen des Befestigers einen Kopf anzuformen, und einen Auspreßbund, eine Sperrtasche sowie einen Sperring aufweist, der teilweise in die Öffnung des vorgeformten Kopfes einsetzbar ist, wobei der Sperring im wesentlichen rohrförmig mit im wesentlichen konstantem Außendurchmesser ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sperring (26′, 26, 66, 76) wenig­ stens einen Endteil (54; 56; 70; 72; 80; 82) aufweist, dessen Wanddicke geringer als die eines axial weiter einwärts lie­ genden Teils (52; 74; 78) zwischen den Endteilen ist, und daß dieser Endteil des Sperringes eine solche Größe aufweist, daß er radial auswärts einer Öffnung (41) der Nasenanordnung (42) liegt.

2. Durchzieh-Blindbefestiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Wand dieses einen Endteiles (70, 72; 80, 82) kegelstumpfför­ mig ausgebildet ist und die Wanddicke zum axial weiter einwärts liegenden Teil (74, 78) zunimmt.

3. Durchzieh-Blindbefestiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches Innenteil (78) der Boh­ rungen an wenigstens einem Endteil angrenzt, der eine Bohrung (80, 82) graduell zunehmenden Durchmessers aufweist.

4. Durchzieh-Blindbefestiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring (26) einen zylindrischen In­ nenabschnitt (52) aufweist, der durch eine sich radial er­ streckende Fläche von wenigstens einem Endabschnitt (54, 56) getrennt ist.

5. Durchzieh-Blindbefestiger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring (26) eine bestimmte Länge aufweist, und daß wenigstens ein Endteil (54, 56) eine Axial­ länge hat, die im Bereich von 15 bis 20% der bestimmten Länge liegt.

6. Durchzieh-Blindbefestiger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil des Sperringes eine Wanddicke von etwa 50% der Wanddicke des axial weiter einwärts liegenden Teils des Sperrings aufweist.

7. Durchzieh-Blindbefestiger nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring (26) um eine rechtwinklig zu seiner Längsrichtung verlaufende Radialebene symmetrisch ausgeführt ist.

8. Durchzieh-Blindbefestiger nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring symme­ trische Endabschnitte aufweist.

9. Durchzieh-Blindbefestiger nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auspreßbund (50) des Dornes (4) einen vorbestimmten Außendurchmesser hat, der größer als der Innendurchmesser (32) der Hülse (20) ist, um die Hülse (20) aufzuweiten, daß die Öffnung (41) der Nasen­ anordnung (42) einen Durchmesser aufweist, der nur etwas größer als der Außendurchmesser des Auspreßbundes (50) ist, und daß die Bohrung (62) wenigstens eines Endteiles (56) des Sperrin­ ges (26) benachbart zum Außenabschnitt des Endteiles einen Durch­ messer aufweist, der größer als der Durchmesser des Auspreßbun­ des ist, während der Durchmesser des axial innenliegenden Ab­ schnittes (52) des Sperringes (26) größer als der Durchmesser des Auspreßbundes (50) ist.

10. Durchzieh-Blindbefestiger nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (28) in dem vorgeformten Kopf (22) einen sich einwärts verengenden Abschnitt (30, 96) aufweist.

11. Durchzieh-Blindbefestiger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in dem vorgeformten Kopf (22) mit einer zylindrischen Senkbohrung (28; 94) beginnt.

12. Durchzieh-Blindbefestiger nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeformte Kopf (88) der Hülse (20) nach außen vorsteht.