DE7132776U

DE7132776U - Spreiznietartiges Befestigungselement zum Verbinden dünner Körper, wie Bleche, Platten od. dgl

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Publication number: DE7132776U
Application number: DE7132776U
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Publication date: 1971-11-25

Description

PATENTANWXLTE DiPL-ING. LUDEWIG · dipl.-phys. BUSE . dipl-phys. MENTZEL

89 Kennworti Spreizniet

Firma Carx Bauer, Wuppertal-Cronenberg, Solinger Str.

Spreiznietartiges Befestigungselement zum Verbinden dünner Körper, wie Bleche, Platten od.dgl.

Die Erfindung bezieht sich auf ein spreiznietartiges Befestigungselement zum Verbinden dünner Körper, wie Bleche, Platten od.dgl., welches durch einen Kolben, insbesondere durch den Kolben eines Brennkraftbolzensetzer eintreibbar ist, dessen Spreizniethülse einen Abstützflansch und eine durchmessermäßig abgesetzte Bohrung aufweist, in die ein einen verjüngten vorderen Bereich aufweisender Spreizstift eingreift und bei welchem der Spreizniethülse eine Nietbolzenspitze vorgeschaltet 4Γ* ist. Wie gesagt, werden derartige spreiznietartige Befestigungselemente zum Verbinden dünner Körper, wie Bleche, Platten od.dgl. benutzt, wobei festzuhalten bleibt, daß unter "dünnen¹¹ Körpern solche zu verstehen sind, in denen ein mit einem Bolzensetzwerkzeug eingetriebener Stahlbolzen sich nicht mehr verankern würde. Insoweit sind die spreiznietartigen Befestigungselemente der angeführten Art vorteilhaft, als sie die Verbindung dünner Körper, wie Bleche, Platten od.dgl. zulassen. Andererseits sind die bekannten Aus führ uiigs formen von spreiznietartigen Befestigungselementen dieser Art noch mit Mangeln behaftet. Dies ist nicht zuletzt darauf zurückzuführen, daß die Spreiz-

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niethülse und die Nietbolzenspitze einen einstückigen Körper bilden, wobei die Spreizniethülse von der Nietbolzenspitze durch eine Sollbruchstelle, vorzugsweise in Gestalt einer umlaufenden Nut, getrennt ist. Beim Eintreiben des bekannten spreiznietartigen Befestigungselementes wird die Eintreibkraft über den Spreizstift auf das eigentliche Befestigungselement übertragen. Kommt der Abstützflansch der Spreizniethül- * se an der ihm benachbarten Wandung zur Anlage, dann reißt der

sich auf der Spitze abstützende Spreizstift die Sollbruchstelle zwischen Nietbolzenspitze und Spreizniethülse, wobei der rückwärtige, im Durchmesser dickere Teil des Spreizstiftes den an der Abreißstelle engeren Bohrungsteil spreiznietartig aufweitet. Diese Ausbildung eines spreiznietartigen Befestigungselementes hat den Mangel, daß die Spreizniethülse, die ja mit der Nietbolzenspitze einstückig gehalten ist, als ganzes aus einem härtbaren, kohlenstoffhaltigen, d.h. korrosionsempfindlichen Stahl gefertigt sein muß. Ferner ist der zum Abreißen und Aufweiten des Ringes erforderliche Kraftaufwand sehr erheblieh. Außerdem kann es bei der bisherigen Ausführungsform leicht vor- r- kGxräaen, daß dünnwandige oder sehr weiche Bleche vom Bund des

"■" Befestigungseleinentes trichterförmig aufgeweitet werden, so daß

der gewünschte Halt des Befestigungseleinentes nicht erzielt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, spreizniet artige Befestigungselemente zum Verbinden dünner Körper, wie Bleche, Platten od.dgl., der eingangs näher gekennzeichneten Art weiter zu verbessern, wobei man insbesondere hinsichtlich der Wahl der Werkstoffe für die Fertigung des Befestigungselementes 33nabnäng±ger als bisher sein soll, so daß mit den unterschiedlich zu wählenden Materialien auch die Einsatzmöglichkeiten

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des Befestigungselementes vergrößert werden. Dieses Ziel ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß <y.e Spreizniethülse und die Nietbolzenspitze selbständige Körper sind, die derart hintereinanderliegen, daß sich das vordere Ende des Spreizstiftes an der ihm zugekehrten Rückwand der Nietbolzenspitze anlegt und daß Spreizniethülse und Nietbolzenspitze bis zum Eintreiben des Befestigungselementes durch einen Halter zusammengehalten sind. Das erfindungsgemäße spreiznietartige Befestigungselement besteht somit aus vier Teilen, nämlich der Spreizniethülse, dem Spreizstift, der Nietbolzenspitze und dem Halter. Die Spreizniethülse wird mit der gehärteten Nietbolzenspitze durch die Klemmkraft eines Halters verbunden. Die erfindungsgemäße Ausbildung des spreiznietartigen Befestigungselementes hat den Vorteil, daß lediglich die beim Eintreiben beanspruchten Teile des spreiznietartigen Befestigungselementes, nämlich der Spreizstift und die Nietbolzenspitze aus einem gehärteten Stahl gefertigt zu werde« Brauches= Die Spreizniethülse ist dagegen den Eintreibbeanspruciungen entzogen und kann somit aus einem andexen beüwigca Trexikstoff <jsf«rti5t werden. Erwähnt seien Kunststoff, Aluminium, Kupfer oder auch rostfreie Stähle. Durch die Wahl dieser Werkstoffe kann der Verwendungsbereich der spreiznietartigen Befestigungselemente gegenüber dein Bekannten erheblich erweitert werden*

Bei der bevorzugten Ausrahrungsform der Erfindung ist der Halter als einstückiger Kunststoffkörper ausgebildet, dessen Bohrung unter gegenseitiger Berührung benachbarter Flächen sowoiüL Teile des Schaftes der Spreizniethülse als auch Teile der "Sietbolzenspitze aufnimmt. Zur Fertigung eines solchen Halters aus Xxjnststoff kossaen ±n erster T>1nie Polyäthylene oder ähnliche

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Kunststoffe infrage, also solche, die dem Halter eine gewisse Elastizität geben, die zum Zusammenhalten von Spreizniethülse und Nietbolzenspitze benutzt wird. Im übrigen dient der aus Kunststoff bestehende Halter nur so lange zum Zusammenhalten der Einzelteile, bis der Eintreibvorgang eingeleitet wird. Beim Eintreiben des erfindungsgemäßen Befestigungselementes wird der Halter zerstört.

Es empfiehlt sich, den Halter einen der Führung des Befestigungselementes dienenden Flansch aufweisen zu lassen. Dabei ist es zweckmäßig, die Stoßstelle zwischen Spreizstift, Sprelzniethülse und Nietbolzenspitze in Höhe des Flansches des Halters zu legen. Bei dieser Ausführungsform des Halters hat er zwei Funktionen zu erfüllen, nämlich einmal vor dem Gebrauch des Befestigungselementes für den Zusammenhalt der Einzelteile desselben zu sorgen, zugleich soll er aber auch mit seinem Flansch für eine Führung des Befestigungselementes im Lauf eines Brennkraftbolzensetzers od.dgl. dienen. Dabei ist es zweckmäßig, zur Erzielung einer doppelten Führung des Befestigungselementes im Lauf eines Setzgerätes den Abstützflansch der Spreizniethülse und den Flansch des Halters im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweisen zu lassen. Dabei ist es von weiterem Vorteil, daß diese beiden Flansche in verhältnismäßig großem Abstand voneinander liegen, wodurch sich die doppelte Führung verbessert.

Zweckmäßig ist es ferner, den Kegel des Spreizstiftes an seinem vorderen Ende eine Abflachung aufweisen zu lassen. Damit wird eine flächige Anlagestelle des Spreizstiftes an der Rückwand der Nietbolzenspitze erzielt, was für die Übertragung von Kräften von Vorteil ist.

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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und zwar zeigen :

Fig. 1 im Längsschnitt den Lauf eines Brennkraftbolzensetzers mit eingesetztem erfindungsgemäßen Befestigungselement vor Beginn des Eintreibens,

Fig. 2 den Längsschnitt nach Fig. 1 in einem Zwischenstadium des Eintreibens,

Flg. 3 den Längsschnitt gemäß der Fig. 1, jedoch

in der Endphase des Eintreibens des Befestigungselementes /

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Befestigungselement in vergrößerter Darstellung,

Flg. 5 im Schnitt den Halter des Befestigungselementes nach Fig. 4,

Fig. 6 in Ansicht den Spreizstift des Befestigungselemeates nach Fig. 4,

Fig. 7 Im Schnitt die Spreizniethülse des Befestigungselemetes nach Fig. 4 und

Fig. 8 in Ansicht die Nietbolzenspitze des Befestigungselementes nach der Fig. 4.

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Es sei zunächst erwähnt, daft in den Figuren der Zeichmangen nur diejenigen Teile eines Bolzensetzgerätes, insbesondere eines Srennkraftbolzensetzers dargestellt sind, die für das Verständnis der Erfindung von Bedeutung sind. Im übrigen kann es sich dabei um bekannte Brennkraftbolzensetzer oder Bolzensefczgeräte, die mit Hammerschlägen arbeiten, handeln.

Es sei zunächst die Ausbildung des erfindungsgeHaßen, generell mit Io bezeichneten Befestigungselementes beschrieben, die am besten aus den Fig. 4 bis 8 der Zeichnung ersichtlich ist. Danach besteht das Befestigungselement Io aus insgesamt vier Teilen, nämlich aus der Spreizniethülse 11, aus dem Spreizstift 12, aus der Nietbolzenspitze 15 und aus dem Halter 14. Von diesen Teilen sind nur der Spreizstift 12 und die Nietbolzenspitze 13 aus gehärtetem Stahl hergestellt. Die Spreizniethülse 11 kann dagegen aus einem beliebigen Werkstoff, z„B. aus Kunststoff, Aluminium, Kupfer oder auch aus einem rostfreien Stahl gefertigt sein. Ffir die Herstellung des Halters 14 werden ebenfalls Kunststoffe benutzt, insbesondere Polyäthylene.

Wie die Fig. 7 erkennen läßt, besitzt die Spreizniethülse 11 einen Abstützflansch 15, dessen Durchmesser dem Lauf eines Bolzensetzgerätes angepaßt ist. Die Abstützfläche 16 des Abstützflansches 15 tritt beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Befestigungselementes Io mit der benachbarten Fläche eines der zu verbindenden Körper in Wirkverbindung. Die Fig. 7 läßt ferner erkennen, daß die Spreizniethülse von einer durchlaufenden Bohrung durchsetzt ist. Die Bohrung setzt sich zusammen aus einem zylinderförmigen Teilstück 17 und dem sich daran anschließenden Bohrungsteil 18 von kegeliger Gestalt. Dabei ist der kleinste Bohrungsdurchmesser dieser kegeligen Bohrung 18 mit 19 bezeich-

net. Es sei erwähnt, daß die Kegelbohrung 18 nicht ±n eine Kegelspitze ausläuft.

Der Spreizstift 12 besteht aus einem zyiinäerfönnigen Schaft 2o und einem sich daran anschließenden Kegel 21 mit einer Abflachung 22. Die rückwärtige Stirnfläche des Schaftes 2o ist dabei mit 32 bezeichnet. Die Abmessungen des Schaftes 2o und des Kegels 21 mit seiner Abflachung 22 sind dabei an diejenigen der Bohrungen 17 und 18 sowie des Bohrungsdurchmessers 19 der Spreizniethülse 11 angepaßt, mit einer Ausnahme, die Länge des Schaftes 2o ist nämlich größer gehalten als die Länge der Bohrung ΛΊ, so daß nach dem Zusammensetzen, wie die Fig. 4 zeigt, der Schaft 2o um den Betrag a aus der Spreizniethülse 11 herausragt.

Die aus gehärtetem Stahl gefertigte Nietbolzenspitze 13 läuft in eine Spitze 23 aus, die auf diejenige Stelle der dünnen Körper aufgesetzt wird, wo ein Zusammenfügen mehrerer dünner Körper erfolgen soll. Die Rückwand der Nietbolzenspitze 13 ist mit 34 bezeichnet.

Der in der Fig. 5 dargestellte Halter 14 ist einstückig aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem Polyäthylen, gefertigt. Er besitzt eine durchgehende Bohrung 24, die sich in Richtung auf das vordere freie Ende hin eteas verjüngt. Die Abmessungen der Bohrung 24 sind so gehalten, daß beim Aufziehen des Halters auf das Befestigungselement (siehe dazu die Fig. 4) eine Klemmkraft im Sinne des Zusammenhaltens der Einzelteile herbeigeführt wird. Der Halter 14 hat im gewählten Ausführungsbeispiel einen außenliegenden Ringflansch 25, der etwa in der Mitte des Halters

liegt und der Führung des Befestigungselementes im Lauf eines Bolzensetzgerätes dient.

Die vier Einzelteile, nämlich die Spreizniethülse 11, der Spreizstift 12, die Nietbolzenspitze 13 und der Halter 14 wer- -*. den nach ihrer Fertigung zu dem in Fig. 4 dargestellten Befestigungselement Io zusammengesetzt. Daraus ergibt sich, daß der Spreizstift 12 in die Bohrung 17, 18 der Spreizniethülse 11 eingeführt wird. Vorgeschaltet wird der Spreizniethülse 11 die Nietbolzenspitze 13> deren Rückwand 34 stützt sich an der zugekehrten Stirnfläche der Spreizniethülse 11 ab. Zugleich wird aber auch die Abflachung 22 mit der Rückwand 34 der Nietbolzenspitze in Kontakt kommen, so daß eine durchgehende Verbindung von der Spitze 23 bis zur rückwärtigen Stirnfläche 32 des Spreizstiftes 12 hergestellt ist. Der Zusammenhalt dieser so angeordneten Teile wird durch den Halter 14 erzielt_P der so angeordnet ist, daß in seine Bohrung 24 von unterschiedlichen Seiten her Teile der Spreizniethülse 11 und der Nietbolzenspitze 13 eingreifen. Die Trennfuge liegt dabei in Höhe des Flansches 25 des Halters 14.

In den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung ist der bestimmungsgemäße Gebrauch des Befestigungselementes Io dargestellt und zwar zeigt die Fig. 1 die Lage des Befestigungselemente^ vor Beginn des Eintreibens. Mit 29 und 3o sind die zu verbindenden dünnen Wandungen bezeichnet. Hierbei kann es sich um dünne Bleche, Platten od.dgl. handeln. Die Spitze 23 der Nietbolzenspitze liegt unmittelbar auf der Wandung 3o an der Eintreibstelle auf. Die Rückwand 32 des Spreizstiftes 12 hat direkten Kontakt mit

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der Stirnfläche 31 des Kolbens 27 eines der Einfachheit halber nicht dargestellten Brennkraftbolzensetzers. Es ist somit eine traffor>hl iieoi λο UarWniinnfl ίτλώ Αλτ firsi+¹StJa ">Ί hjg gum gfiihon 9*7

hergestellt. Die Fig. 1 zeigt ferner, daß das Befestigungselement Io an der Innenwandung der Laufbohrung 28 eines Laufs 26 eine doppelte Führung erfährt und zwar einmal durch den Flansch 25 des Halters 14 und zum anderen durch den Abstützflansch 15 der Spreizniethülse 11. Beide Führungen liegen recht weit voneinander entfernt. In Fig. 1 ist auch mit a der Abstand der Stirnfläche 31 des Laufs 26 vom Abstützflansch 15 dargestellt, so wie er zu Beginn des Eintreibens sich einstellt.

Beim Eintreiben- z_;B_? beim Zünden einer Kartusche- wird die Eintreibkraft des Brennkraftbolzensetzer über den Kolben 27 auf den Spreizstift 12 übertragen, der im Hinblick auf die erwähnte kraftschlüssige Verbindung mit dar Nietbolzenspitze das gesamte Befestigungselement Io eintreibt. Erst wenn sich die Abstützfläche 16, siehe dazu die Lage der Einzelteile in Fig. 2, auf der Wandung 3o abstützt, wird der Spreizstift 12 um den Betrag seines Vorstandes a über die Spreizniethülse weiter eingetrieben. Dabei wird, siehe Fig. 2, die Bolzenspitze 13 abgedrückt. In dieser in Fig. 2 dargestellten Phase des Eintreibens ist der Halter 14 schon zerstört. Auf die Darstellung des in einzelne Stücke zerrissenen Halters ist daher verzichtet. In der Endphase nach der Fig. 3 hat die Stirnfläche 31 des Kolbens 27 den Weg a zurückgelegt und damit nicht nur die rückwärtige Seite der Spreizniethülse erreicht sondern auch den Spreizstift 12 so weit vorgetrieben, daß die Teile 33 der Spreizniethülse zu einem Spreizkopf umgebogen sind, so daß das gewollte Verbinden der Wandungen 29, 3o erreicht ist. Wenn der

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- Io -

Spreizstift 12 nicht aus der Spreizniethülse herausgetrieben werden sollte, dann läßt er sich mit einem Werkzeug entfernen _t z.B. kann er nach Abnahme des Laufs 26 nach vorn durchgestoßen werden.

Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführung nur eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. Anstelle eines Brennkraftbolzensetzers läßt sich auch ein Bolzensetzgerät benutzen, dessen Kolben mit Hammerschlägen von Hand aus eingetrieben wird. Beim gewählten Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen, daß es sich beim Befestigungselement Io um eine*! Verbrauchsartikel handelt, d.h. die Spreizniethülse verbleibt als Verbindungselement zwischen den Wandungen 29, 3o. Die Nietbolzenspitze 13, der Spreizstift 12 und der Halter 14 sind dagegen verlorene Teile. Abweichend hiervon ist es auch möglich, in Sonderfällen den Spreizstift 12 als einstückige Verlängerung des Kolbens 27 auszubilden. In diesem Spezialfall lt sich der Sprizstift 12 im Zusammenwirken mit dein Kolben 27 mehrfach benutzen.

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PATENTANWÄLTE DIPL-ING. LUDEWIG · DlPL-PHYS. BUSE - DIPL-PHYS. MENTZEL

89 Kennwort; Spreizniet

Bez ugs zeichenliste

10 - Befestigungselement

11 - Spreizniethülse

12 - Spreizstift

13 - Nietbolzenspitze

14 - Halter

15 - Abstützflansch (von 11)

16 - Abstützfläche (von 15)

17 - Bohrung (zylindrische von 115

18 - Bohrung (kegelige von 11)

19 - kleinster Bohrungsdurchmesser (von 18) 2ο - Schaft (zylindrischer von 12)

21 - Kegel (von 12)

22 - Abflachung (an 21)

O ²³ ~ Spitze (von 13)

24 - Bohrung (von 14}

25 - Flansch (außenliegend an 14)

26 - Lauf (des Brennkraftbolzensetzers)

27 - Kolben (des Brennkraftbolzensetzexs)

28 - Laufbohrung

29 - Wandung

30 - Wandung

31 - Stirnfläche (von 27) 33 - umgebogene 2eile (von 11)

32 - Stirnfläche (von 12) 34 - Rückwand (von 13)

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Claims

PATENTANWÄLTE DiPL-ING. LUDEWIG · dipl.-phys. BUSE * dipl.-phys. MENTZEL 89 Ansprüche

1. Spreiznietartiges Befestigungselement zum Verbinden dünner Körper, wie Bleche, Platten od.dgl., welches durch einen KoI-ben, insbesondere durch den Kolben eines Brennkraftbolzensetzers eintreibbar ist, dessen Spreizniethülse einen Abstützflansch und eine durchmessermäßig abgesetzte Bohrung aufweist, in die ein einen verjüngten vorderen Bereich aufweisender Spreizstift eingreift und bei welchem der Spreizniethülse eine Nietbolzenspitze vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizniethülse (11) und die Nietbolzenspj!tze (13) selbständige Körper sind, die derart hintereinanderliegen, daß sich das vordere Ende (22) des Spreizstiftes (12) an die ihm zugekehrte Rückwand (34) der Nietbolzenspitze (13) anlegt und daß Spreizniethülse (11) und Nietbolzenspitze (13) bis zum Eintreiben des Befestigungselementes (lo) durch einen Halter (14} zusammengehalten sind.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (14) ein einstöckiger Kunststoffkörper ist, dessen Bonrung (24) unter gegenseitiger Berührung benachbarter Flächen sowohl Teile des Schaftes der Spreizniethülse (11) als auch Teile der Nietbolzenspitze (11) aufnimmt.

3» Befestigungselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (14) einen der Führung des Befestigungselementes (lo) dienenden Flansch (25) aufweist.

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4. Befestigungselement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstelle zwischen Spreizstift (12), Spreizniethülse (11) und Nietbolzenspitze (13) in Höhe des Flansches (25) des Halters (14) liegt.

5. Befestigungselement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche _t dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer doppelten Führung des Befestigungselementes (lo) im Lauf eines Setzgerätes der Abstutζflansch (15) der Spreizniethülse (11) und der Flansch (25) des Halters (14) im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweisen.

6. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (21) des Spreizstiftes (12) an seinem vorderen freien Ende eine Abflachung (22) aufweist.

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