DE4213862C2 - Blindnietartiger Klemmverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen blindnietartigen Klemmverbinder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Ein solcher Klemmverbinder ist aus der US-A-4 629 380 bekannt, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird.

Es ist weiter bereits ein Nietverbinder bekannt geworden (DE-C-40 03 373), der aus einer Niet­ hülse sowie einem in die Niethülse einsetzbaren Nietdorn besteht. Die Niethülse und der Nietdorn stehen über ein Gewinde miteinander in Wirkverbindung. Durch Verdrehen des Nietdornes gegenüber der Niethülse wird der vergrößerte Kopfansatz gegen das eine Ende der Hülse gepreßt, so daß dieses aufspreizt. Mit einem solchen Nietverbinder ist wohl eine ausgezeichnete Verbindung herstellbar, doch ist der Bohrteil an der Rückseite der Befestigungsstelle nach wie vor vorhanden.

Auch bei einer anderen bekannten Ausführung (US-A-4 293 258) ist die Bohrspitze, welche in diesem Falle an der Niethülse befestigt ist, auch nach Beendigung des Setz­ vorganges weiterhin vorhanden.

Daß dies bei selbstbohrenden Nieten praktisch immer so ist, zeigt ebenfalls ein weiterer bekannter, selbstbohrender Niet auf (DE-A-25 48 860). Hier ist ein plättchenartiger Bohrteil vorgesehen, welcher einstückig mit einem verbreiterten Kopfansatz eines Dorn­ teiles verbunden ist und somit auch nach dem Setzen der Nietverbindung erhalten bleibt.

Insbesondere dann, wenn die Rückseite einer solchen Verbindung frei zugänglich ist, be­ deuten diese vorstehenden Bohrteile eine beachtliche Verletzungsgefahr. Obwohl der Setzvorgang durch die Verwendung von selbstbohrenden Blindnieten wesentlich ver­ kürzt und damit die Montagekosten gesenkt werden können, ergibt sich dann eben das Problem der Verletzungsgefahr durch die vorstehenden Bohrteile.

Die US-A-3 750 518 und 3 935 786 zeigen blindnietartige Klemmverbinder, bei welchen nach dem Setzen der Nietverbindung und nach dem Abreißen eines Dornteiles die Möglichkeit besteht, daß ein mit dem Bohrteil verbundener Dornteil aus dem Hülsenteil herausfallen könnte. Ein solches Herausfallen ist dem Zufall überlassen. Es gibt aber eine Reihe von Anwendungen von blindnietartigen Klemmverbindern, wo es absolut notwendig ist, die Bohrung in der Hülse gerade durch diesen Dornteil verschlossen zu lassen.

In der eingangs bereits erwähnten US-A-4 629 380 ist ein blindnietartiger Klemmverbinder beschrieben und gezeigt, welcher einen vom Dornteil getrennten Bohrteil aufweist, wobei dieser Bohrteil eine annähernd zylinderförmige Öffnung hat, in welcher ein entsprechender Kopfansatz des Dornteiles eingesetzt wird. Beim Setzvorgang des Klemmverbinders schiebt sich der Hülsenteil über den Kopfansatz des Dornteiles und schiebt somit den Bohrteil weg. Ein besonderer Nachteil dieses Klemmverbinders liegt in der relativ komplizierten Form des Bohrteiles und seinem damit verbundenen Herstellungsaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen blindnietartigen Klemmverbinder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß das Bohrteil einfacher und damit kostengünstiger gefertigt werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patent­ anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Klemmverbinder ist der Bohrteil als plätt­ chenförmiger Stanzteil ausgeführt, wobei beide Seitenränder des Bohrteils über den daran anschließenden Abschnitt eines im Durchmesser gegenüber dem Schaft größeren Kopfansatzes des Dornteiles radial vorstehen. Es ist dadurch ein Angriff bzw. eine axiale Krafteinwirkung an zwei einander diametral ge­ genüberliegenden Stellen gegeben, so daß es zu keinem Verkanten des eingesetzten Bohrteiles kommen kann. Somit ist ein sicheres Verschieben bzw. Abstreifen des Bohr­ teiles gewährleistet.

Gemäß einer weiteren Variante wird vorgeschlagen, daß der unmittelbar dem Bohrteil zugewandte Endbereich des Kopfansatzes im Durchmesser wieder verjüngt ausgeführt ist.

Es hat sich gezeigt, daß diese vorstehenden Bereiche des Bohrteiles nicht unbedingt über den Außendurchmesser des Kopfansatzes des Dornteiles vorstehen müssen. Es reicht also aus, wenn der unmittelbar an den Bohrteil anschließende Abschnitt des Kopfansatzes einen entsprechend geringeren Durchmesser hat. Beim Aufweiten des Hülsenteiles durch den Kopfansatz des Dornteiles wird wohl ein Aufweiten des Hülsen­ teiles bewirkt, wobei jedoch die Spannungen in diesem Hülsenteil dazu führen, daß die­ ser bei einer nachfolgenden Verringerung des Durchmessers des Kopfansatzes der Ober­ flächenkontur des Kopfansatzes folgt, sich also im Durchmesser wieder verringert. Es ist also auch bei einer solchen Variante eine sichere Möglichkeit geschaffen, axiale Kräf­ te auf den Bohrteil ausüben zu lassen, um den Bohrteil in axialer Richtung zu verschie­ ben bzw. abzustreifen. Bei einer solchen Ausführung ist es vorteilhaft, wenn der Durch­ messer des Kopfansatzes des Dornteiles annähernd dem Außendurchmesser des Hül­ senteiles und somit dem Bohrdurchmesser entspricht, wobei der unmittelbar an den Bohrteil anschließende Abschnitt des Kopfansatzes im Durchmesser kleiner ist als der Bohrdurchmesser.

Eine solche Ausführung ist gerade aus Fertigungsgründen zweckmäßig, da die einzelnen Durchmesser aufeinander abgestimmt werden können, ohne daß es dabei besonders stark seitlich vorstehender Abschnitte des Bohrteiles bedarf.

Bei Schrauben ist es an sich bekannt, eine Gewinde- oder Bohrspitze in axialer Richtung gesehen gegenüber einem Schraubenschaft zu verschieben und von diesem wegzuneh­ men (GB-PS 865 200, GB-PS 585 887). Es sind hier jedoch keine zweiteiligen Befesti­ ger vorgesehen, und es ist auf jeden Fall notwendig, die Bohr- bzw. Gewindespitze durch einen zusätzlichen Montageschritt bzw. Demontageschritt zu entfernen.

Es ist bei einem selbstbohrenden Befestiger auch bereits vorgesehen worden (DE-C-40 03 374), einen plättchenförmigen Schneidteil allein durch Aufschieben des Schneidteiles auf den Schaft, also einen Nietdorn, zu befestigen, so daß die Halterung allein durch den Preßsitz ausreicht. Ebenfalls ist dort bereits erwähnt worden, daß da­ durch auch eine Möglichkeit geschaffen worden ist, den Schneidteil nach dem Bohrvor­ gang durch eine Schlag- oder Ziehbewegung zu entfernen, womit also auch dann eine zusätzliche Bearbeitung notwendig ist.

Im Gegensatz dazu kann durch die vorliegende Erfindung in einem Arbeitsgang mit dem Setzen des blindnietartigen Klemmverbinders zugleich auch das axiale Wegdrücken bzw. Abstreifen des als plättchenförmiges Stanzteil ausgebildeten Bohrteiles bewirkt werden.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehen­ den Beschreibung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen blindnietartigen Klemmverbinder in Vorderansicht und

Fig. 2 in Seitenansicht;

Fig. 3 einen Teilabschnitt des Klemmverbinders nach den Fig. 1 und 2 während des Setzvorganges;

Fig. 4 eine Ausführungsform eines Klemmverbinders;

Fig. 5 den Klemmverbinder nach Fig. 4 kurz vor dem endgültigen Abschluß des Setz­ vorganges im Schnitt dargestellt;

Fig. 6 im Schnitt dargestellt die gegenseitige Befestigung zwischen Bohr- und Dornteil des Klemmverbinders;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsvariante eines Klemmverbinders teilweise im Schnitt dargestellt;

Fig. 8 den Klemmverbinder nach Fig. 7 unmittelbar vor Abschluß des Setzvorganges;

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 7.

Der blindnietartige Klemmverbinder 1 besteht im wesentlichen aus einem verformbaren Hülsenteil 2, welcher einen Anschlagflansch 3 aufweisen kann, einem in den Hülsen­ teil 2 einsetzbaren und mit dem Hülsenteil 2 zumindest beim Setzvorgang in Wirkverbin­ dung stehenden Dornteil 4, wobei dies je nach Art des blindnietartigen Klemmverbinders 1 auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen kann.

Es ist ja einerseits möglich, den Setzvorgang des Klemmverbinders allein durch axiales Ziehen des Dornteiles gegenüber dem Hülsenteil zu bewirken. Eine weitere Möglichkeit liegt darin, den Hülsenteil 2 und den Dornteil 4 mit einem Innen- bzw. Außengewinde zu versehen, wobei der Setzvorgang durch gegenseitiges Verdrehen oder zumindest durch Verdrehen des Dornteiles gegenüber dem Hülsenteil bewirkt wird.

Der Bohrteil 5 ist bei dieser Ausführungsform als plättchenförmiger Stanzteil ausge­ führt, wobei die erfindungsgemäßen Maßnahmen jedoch genauso bei einem im Quer­ schnitt an sich zylindrischen Bohrteil eingesetzt werden können.

Durch die vorliegende Erfindung soll nun erreicht werden, daß der Bohrteil 5 während des Setzvorganges in Pfeilrichtung 6 verschoben bzw. abgestreift wird, so daß der vor­ stehende Bohrteil nach Beendigung des Setzvorganges nicht mehr mit dem blindnietarti­ gen Klemmverbinder in Wirkverbindung steht. Zu diesem Zweck ist der Bohrteil 5 (wie beispielsweise der Fig. 6 entnommen werden kann) in axialer Richtung gesehen kraft­ schlüssig und in Drehrichtung gesehen formschlüssig am Dornteil 4 gehalten. Der Bohrteil 5 greift dabei mit einem entsprechenden Fortsatz 7 in eine Vertiefung 8 am Dornteil 4 ein, wobei die oberen seitlichen Randabschnitte 9 des Bohrteiles 5 in einen radial durchgehenden Schlitz 10 eingreifen, so daß hier der Formschluß für die Drehmit­ nahme gewährleistet ist. Die Art der gegenseitigen Verbindung des einen Teiles mit dem Bohrteil 5 kann natürlich in allen Möglichkeiten verändert werden.

Es ist lediglich vorgesehen, daß der Bohrteil 5 der Bohrspitze 11 abgewandt zumindest eine annähernd radial ausgerichtete Anschlagfläche 12 aufweist, welche in den axialen Bewegungsbereich des Dornteiles 4 bzw. des Hülsenteiles 2 hineinragt, je nachdem, an welchem Teil nun der Bohrteil 5 gehalten wird. Durch die Relativbewegung zwischen dem Dornteil 4 und dem Hülsenteil 2 wird auf die radial vorstehenden Anschlagflächen 12, die ein Wegdrücken bzw. Abstreifen des Bohrteiles 5 bewirken, eine axiale Kraft ausge­ übt. Die Anschlagflächen 12 müssen natürlich nicht exakt radial, also im rechten Winkel zur Mittelachse des Klemmverbinders 1 ausgerichtet sein. Diese Anschlagflächen 12 kön­ nen auch in einem entsprechend spitzen Winkel verlaufen, da es an sich nur erforderlich ist, entsprechende Anschlagflächen oder vorstehende Anschlagnocken oder dergleichen zu haben. Es wäre ja auch denkbar, daß lediglich der die Anschlagflächen 12 bildende Bereich entsprechend weit radial vorsteht, und daß der daran anschließende bzw. der Bereich zwischen den Anschlagflächen 12 und der Bohrspitze 11 im Durchmesser ent­ sprechend verringert wird.

Bei der speziellen Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 besteht der Dornteil 4 aus einem bolzenförmigen Schaft 13 und einem gegenüber dem Durchmesser des Schaftes 13 im Durchmesser größeren, den Bohrteil 5 aufnehmenden Kopfansatz 14. Dieser Kopfan­ satz 14 ist bei dieser Ausführungsform mehrstufig aufgeweitet. Der Bohrteil 5 steht da­ bei mit den Anschlagflächen 12 beidseitig radial über den unmittelbar an den Bohrteil 5 anschließenden Abschnitt des Kopfansatzes 14 vor. Es wäre dabei lediglich notwendig, daß der Bohrteil 5 einseitig radial vorsteht, doch ist dies insofern nachteilig, als dadurch ein Verkanten des Bohrteiles beim Abstreifvorgang erfolgen könnte.

Wenn nun der Hülsenteil 2 nach dem Bohrvorgang in der durch den Bohrteil 5 herge­ stellten Bohrung ist und der Dornteil 4 durch ein entsprechendes Werkzeug in Pfeilrich­ tung 15 herausgezogen wird, dann weitet sich der Hülsenteil 2 durch den eindringenden Kopfansatz 14 auf, wie dies der Fig. 3 entnommen werden kann. Der Hülsenteil 2 liegt jedoch mit seinem Innendurchmesser stets an der Oberfläche des Kopfansatzes 14 satt an, was durch die inneren Spannungen im aufgeweiteten Hülsenteil 2 begründet werden kann. Nach entsprechendem axialem Verschieben des Dornteiles 4 in Pfeilrichtung 15, und zwar als Relativbewegung zum Hülsenteil 2, stößt dann der freie Endbereich 16 des Hülsenteils 2 an den Anschlagflächen 12 des Bohrteiles 5 an, so daß hier eine axiale Krafteinwirkung auf den Bohrteil 5 ausgeübt wird. Beim weiteren Anziehen des Dorntei­ les 4 wird ein Verschieben des Bohrteiles 5 in Pfeilrichtung 6 und somit ein Abstreifen desselben vom Dornteil 4 bewirkt. Es kann also durch eine relativ einfache konstruktive Maßnahme eine optimale Wirkung erzielt werden, indem nämlich in einem Arbeitsgang ein Loch gebohrt, ein blindnietartiger Klemmverbinder gesetzt und der für die Herstel­ lung des Loches benötigte Bohrteil abgestoßen wird. Der Bohrteil 5 ist daher nicht nur entfernt worden, um eine Verletzungsgefahr zu verhindern, sondern auch deshalb, weil dadurch die Gefahr eines Rostens unterbunden ist, zumal ja solche Bohrteile 5 aus einem Kohlenstoffstahl gebildet sind.

Bei der Ausführung nach den Fig. 4 bis 6 sind der Aufbau und die Wirkung ähnlich wie bei der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3, wobei jedoch der Kopfansatz 14 als Bund mit gegenüber dem Schaft 13 größerem Durchmesser ausgeführt ist. Ein unmittelbar dem Bohrteil 5 zugewandter Endbereich 17 des Kopfansatzes 14 ist im Durchmesser wieder ver­ jüngt ausgeführt. Es ist dabei eine vorteilhafte Ausgestaltung, wenn der Durchmesser des Kopfansatzes 14 annähernd dem Außendurchmesser des Hülsenteiles 2 und somit dem Bohrdurchmesser entspricht, wobei der unmittelbar an den Bohrteil 5 anschließen­ de Abschnitt 17 des Kopfansatzes 14 im Durchmesser kleiner ist als der Bohrdurchmes­ ser. Bei einer solchen Variante genügt es, wenn der Bohrteil 5 mit den Anschlagflä­ chen 12 zumindest über den Durchmesser des Abschnittes 17 radial vorsteht, da beim Setzvorgang und somit beim Aufweiten des Hülsenteils 2 dieser Hülsenteil exakt der Kontur des Kopfansatzes 14 und auch des Abschnittes 17 folgt. Infolge der inneren Spannungen beim Aufweiten fügt sich der Hülsenteil 2 auch anschließend an den Kopfan­ satz 14 mit größerem Durchmesser wiederum dem Abschnitt 17 mit kleinerem Durch­ messer an, so daß der untere Endbereich des Hülsenteiles 2 wiederum die Anschlag­ flächen 12 des Bohrteiles 5 erreicht und diesen in axialer Richtung wegschieben kann.

Bei der Ausführung nach den Fig. 7 bis 9 ist lediglich insofern eine Änderung gegenüber den beiden vorher erläuterten Ausführungsvarianten gegeben, als der Dornteil 4 einen Schaft 13 bzw. einen Kopfansatz 14 mit einer von der Kreisform abweichenden Quer­ schnittsform aufweist. Hier sind diese Abschnitte im Querschnitt quadratisch ausge­ führt. Es ist natürlich jede andere Querschnittsform möglich, wobei beispielsweise an der Oberfläche des Dornteiles 4 Stege oder Nuten in Längsrichtung verlaufend angeordnet sein können, welche wiederum korrespondierend mit einer entsprechenden Oberflächen­ gestaltung an der Innenseite des Hülsenteiles 2 zusammenwirken. Eine solche Variante ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Drehmoment für den Bohrvorgang sowohl über den Dornteil 4 als auch über den Hülsenteil 2 übertragen werden soll.

Auch bei dieser Ausführung stehen entsprechende Anschlagflächen 12 des Bohrteiles 5 in radialer Richtung über den Kopfansatz 14 vor, so daß der beim Setzvorgang entlang des Kopfansatzes 14 vordringende Hülsenteil 2 mit seinem freien Ende 16 wiederum ge­ gen diese Anschlagflächen 12 des Bohrteiles 5 stößt.

In der vorstehenden Beschreibung wurde stets von Ausführungsbeispielen ausgegan­ gen, bei welchen der Bohrteil 5 am praktisch immer innen liegenden Dornteil befestigt ist. Es wäre durchaus denkbar, den Bohrteil 5 sowohl am Dornteil 4 als auch am Hülsen­ teil 2 zu befestigen, was beispielsweise gerade bei einer Ausführung gemäß den Fig. 7 bis 9 von Vorteil ist. Eine weitere Variante ergibt sich aber auch dann, wenn der Bohr­ teil 5 ausschließlich am Hülsenteil 2 gehalten ist. Gerade bei einer Ausführung, bei der der Hülsenteil 2 und der Dornteil 4 über ein Gewinde miteinander in Wirkverbindung ste­ hen und bei der zum Setzen des Klemmverbinders der Dornteil 4 relativ zum Hülsenteil 2 in axialer Richtung nach innen wandert, besteht die Möglichkeit, daß der im Hülsenteil 2 ge­ haltene Bohrteil in axialer Richtung verschoben und abgestreift wird.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich also einsetzen, ob nun der Setzvorgang des blindnietartigen Klemmverbinders 1 durch ein axiales Ziehen oder durch eine axiale Bewegung infolge einer Gewindeverbindung erfolgt.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich bei blindnietartigen Klemmverbindern einer jeden Materialauswahl anwenden, wobei jedoch immer die Gewähr gegeben sein muß, daß durch die Relativbewegung in axialer Richtung zwischen dem Bohrteil und entweder dem Dorn- oder Hülsenteil eine axiale Kraft auf den Bohrteil ausgeübt werden kann, um diesen in axialer Richtung wegzudrücken bzw. abzustreifen.

Claims (3)

1. Blindnietartiger Klemmverbinder, bestehend aus einem verformbaren Hülsenteil (2), einem in den Hülsenteil (2) einsetzbaren und mit dem Hülsenteil (2) zumindest beim Setzvorgang in Wirkverbindung stehenden Dornteil (4) sowie einem Bohrteil (5), welcher zum freien Ende des Klemmverbinders (1) hin durch eine beim Setzvorgang des Klemmverbinders (1) hervorgerufene axiale Relativ­ bewegung zwischen Hülsenteil (2) und Dornteil (4) auslösbare Krafteinwirkung in axialer Richtung (6) verschieb- bzw. abstreifbar gehalten ist, wobei der Bohrteil (5) in axialer Richtung gesehen kraftschlüssig und in Drehrichtung gesehen formschlüssig gehalten ist und der Bohrspitze (11) abgewandt eine annähernd radial ausgerichtete Anschlagfläche (12) aufweist, welche in den axialen Bewegungsbereich des Dornteiles (4) bzw. des Hülsenteiles (2) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrteil (5) als plättchenförmiger Stanzteil ausgeführt ist, wobei beide Seitenränder des Bohrteils (5) über den daran anschließenden Abschnitt (17) eines im Durchmesser gegenüber dem Schaft (13) größeren Kopfansatzes (14) des Dornteiles (4) radial vorstehen.

2. Klemmverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar dem Bohrteil (5) zugewandte Endbereich (17) des Kopfansatzes (14) im Durchmesser wieder verjüngt ausgeführt ist.

3. Klemmverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kopfansatzes (14) des Dornteiles (4) annähernd dem Außendurchmesser des Hülsenteiles (2) und somit dem Bohrdurchmesser entspricht, wobei der unmittelbar an den Bohrteil (5) anschließende Abschnitt (17) des Kopfansatzes (14) im Durchmesser kleiner ist als der Bohrdurchmesser.