DE815281C

DE815281C - Verfahren zum Verbinden von Werkstuecken aus Material, welches weicher ist als der dazu benuetzte Befestigungskoerper, und ein zur Ausfuehrung dieses Verfahrens bestimmter rohr-foermiger Befestigungskoerper

Info

Publication number: DE815281C
Application number: DE1949P0030890
Authority: DE
Inventors: Roy Horace Mumford
Original assignee: AVIAT DEVELOPMENTS Ltd
Current assignee: AVIAT DEVELOPMENTS Ltd
Priority date: 1946-09-02
Filing date: 1949-01-04
Publication date: 1951-10-01
Also published as: GB640451A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 1. OKTOBER 1951

p 30890 XII j 47 a D

Bekannt sind rohrförmige Niete, welche bestimmt sind, in Löcher von zwei oder mehr miteinander zu verbindenden Werkstücken eingesetzt und dann durch ein Gesenk vernietet zu werden. Dabei sind solche Niete am einen Ende mit einem als Nietkopf dienenden Bördel versehen, während sie am anderen Ende glatt auslaufen. Durch das Gesenk wird dann dieses glatte Ende umgebördelt und damit die Vernietung bewirkt.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von Werkstücken aus Material, welches weicher ist als der dazu benützte Befestigungskörper, und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein in eine das Werkstück gegebenenfalls völlig durchdringende Bohrung eingesetzter, Vorsprünge aufweisender rohrförmiger Befestigungskörper in radialer Richtung auseinandergetrieben wird, so daß die Vorsprünge in das Material des Werkstückes eindringen.

Gemäß dieser Erfindung kann der rohrförmige Befestigungskörper auf mindestens einem Teil der Mantelfläche solche Vorsprünge aufweisen, die beim Auseinandertreiben des Befestigungskörpers in das Material der zu verbindenden Werkstücke eindringen und damit eine solide Verbindung herstellen, Der rohrförmige Befestigungskörper wird in ein

Loch in den zu verbindenden Werkstücken aus Holz, Metall, Preßstoff oder einem anderen Material, welches weicher als der Befestigungskörper ist, eingesetzt und durch ein Werkzeug, beispielsweise einen Stempel, dessen Durchmesser größer als die Bohrung im Befestigungskörper ist, auseinandergetrieben, so daß die Vorsprünge auf der Mantelfläche des Befestigungskörpers in die Werkstücke eindringen.

ίο In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen die

Fig. i, 2, 3, 4, 5 und 7 Axialschnitte durch Befestigungskörper mit schraubenförmigen Vorsprüngen;

Fig. 6 und 8 zeigen Ansichten der Beispiele, wie in Fig. 5 und 7 schnittweise dargestellt;

Fig. 9 bis 12 zeigen weitere teilweise geschnittene Beispiele, und zwar

Fig. 9 und 10 mit ringförmigen Vorsprüngen und Fig. 11 und 12 mit rhombischen Vorsprüngen, welche durch axiale und schraubenlinienförmige Nuten gebildet sind.

Fig. 13 stellt einen Axialschnitt durch einen in den Werkstücken eingesetzten Befestigungskörper mit schraubenförmigen Vorsprüngen und einem darin zum Austreiben bestimmten eingesetzten Werkzeug dar.

Fig. 14 ist eine gleiche Darstellung wie Fig. 13 nach durchgeführtem Auseinandertreiben des Befestigungskörpers.

Fig. 15 zeigt ein Werkzeug, um Befestigungskörper mit schraubenförmigen Vorsprüngen aus dem Werkstück wieder herausnehmen zu können.

Der rohrförmige Befestigungskörper weist im wesentlichen einen außen zylindrischen Schaft auf, der mindestens teilweise, und zwar vor allem im unteren Teil, durch Nuten und Vorsprünge profiliert ist und am oberen Teil eine Erweiterung, beispielsweise einen Flansch oder Senkkopf, aufweist. Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Befestigungskörper besitzen im oberen Schaftteil eine zylindrische Mantelfläche 1. Die Bohrung 2 ist ebenfalls zylindrisch. Die Vorsprünge 3 sind als Schraubengänge ausgebildet. Das obere Ende des Körpers ist mit einem Flansch 4 versehen, welcher als Auflage mit einer Ringebene auf der Außenseite des Werkstückes 11 dient. Um einen solchen Befestigungskörper mit schraubenförmigen Vorsprüngen 3 wieso der entfernen zu können, ist in den Beispielen gemäß Fig. 2 und 4 ein Schlitz 5 für den Angriff eines Schraubenziehers vorgesehen.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Beispiele zeigen an Stelle eines Flansches 4 mit horizontaler L'nterfläche für die Auflage an einer ebenen Fläche am Werkstück 11 einen Senkkopf 6 für den Sitz in einer kegelförmigen Eindrehung im Werkstück. Auch hier sind die Bohrungen 2 zylindrisch.

Die in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Ausführungsformen besitzen nach unten konisch verjüngte Bohrungen 7, wobei die Beispiele gemäß Fig. 5 und 6 wiederum mit Flanschen 4 Und diejenigen nach Fig. 7 und 8 mit Senkköpfen versehen sind.

Auch in diesen Fällen können, was indessen zeichnerisch nicht dargestellt ist, Schraubenzieherschlitze 5 vorgesehen werden. Die Bohrung kann auch im oberen Teil in der Richtung nach unten konisch verjüngt und daran anschließend im unteren Teil zylindrisch sein.

Wo verlangt wird, daß die Verbindung nicht mehr gelöst werden kann, werden die Vorsprünge als ringförmige Rippen 8 ausgebildet, wie in den Fig. 9 und 10 beispielsweise dargestellt ist. Als eine weitere solche Ausführungsform zeigen die Beispiele nach Fig. 11 und 12 durch axial und schräg verlaufende Nuten gebildete rhombische Vorsprünge 8^a. In den Fig. 9 und 12 sind zylindrische Bohrungen 2 und in den Fig. 10 und 11 konische Bohrungen 7 vorgesehen. Bei den Fig. 9 und 11 haben die Körper Flanschen 4 und bei den Fig. 10 und 12 Senkköpfe.

In Fig. 13 ist dargestellt, wie das Verfahren durchgeführt wird. Die beiden miteinander zu verbindenden Werkstücken und 12 werden aufeinandergelegt und durch diese an der Befestigungsstelle ein dem Durchmesser des Schaftes 1 entsprechendes Loch 10 gebohrt, das so tief ist, daß nach dem Einsetzen des Befestigungskörpers unter diesem noch ein freier Raum zur Aufnahme des Kopfes 9" an einer Stempelstange 9 vorhanden ist. Dann wird die Stempelstange 9 durch die zylindrische Bohrung 2 des Befestigungskörpers von unten eingezogen, bis letzterer auf dem Stempelkopf 9°, welcher einen größeren Durchmesser als die Bohrung 2 besitzt, aufliegt. Hierauf wird der Befestigungskörper mit dem darin befindlichen Stempel 9 in das Loch 10 bis zum Aufsitzen des Flansches 4 auf dem Werkstück 11 hineingesteckt. Bei den Ausführungen mit Senkkopf 6 erhält das Werkstück 11 eine der Form des Senkkopfes 6 entsprechende kegelförmige Eindrehung. Dann wird auf den oberen Rand des Befestigungkörpers ein zeichnerisch nicht dargestelltes als Widerlager dienendes Gegendruckstück aufgesetzt. Dieses ist dazu bestimmt, um bei dem kommenden Vorgang ein Zurückziehen des Körpers aus dem Loch 10 zu verhindern. Dann wird gemäß Fig. 13 der Stempel 9 nach oben gezogen und damit dessen Kopf g^a durch die Bohrung 2 gedrängt. Da diese ursprünglich einen kleineren Durchmesser als der Stempelkopf g" hat, wird durch dessen Durchgang durch die Bohrung 2 diese ausgeweitet, was in einem Auseinandertreiben des Schaftes 1 mit den darauf befindlichen Vörsprüngen 3, 8 und 8" verbunden ist; das setzt voraus, daß der Befestigungskörper aus einem genügend verformbaren Material, beispielsweise Aluminium, Kupfer, Messing oder einem anderen genügend dehnbaren Metall, besteht. Fig. 14 zeigt die Verbindung der Werkstücke mit dem Befestigungskörper unmittelbar nach Verlassen des Sternpelkopfes g" der Bohrung 2.

Durch das Ausdehnen des Schaftes 1 bzw. dessen Auseinandertreiben werden die Vorsprünge 3 bzw. 8 oder 8" in die in bezug zum Material des Befestigungskörpers weichere Masse des Werkstückes hineingepreßt und auf diese Weise darin verankert.

Bei der radialen Ausweitung des Schaftes wird dieser durch die auf ihn ausgeübte axiale Pressung verkürzt. Bei der Verwendung von Gewinde als Vorsprünge 3 w ird durch diese Ausweitung und die axiale Verkürzung die Gewindesteigung herabgesetzt, und zwar nimmt die Gewindesteigung von unten nach oben zufolge des zunehmenden Widerstandes beim Durchziehen des Stempelkopfes 9" durch die Bohrung 2 und ferner dadurch, daß die ersten, vom Stempel aus in die Wand des Loches 10 auseinandergetriebenen Gewindegänge dort verankert werden, allmählich ab, wodurch ein leichtes oder gar selbsttätiges Herausschrauben des Befestigungskörpers aus dem Loch 10 verhindert wird.

Konstruktiv läßt sich die Vorrichtung zum Herausziehen des Stempels 9 durch dieBohrungmit dem Gegendruckstück verbinden, so daß, je größer der Zug am Stempel 9 nach oben ist, desto größer die Pressung des Gegendruckstückes auf den oberen Teil des Befestigungskörpers wird. Beispielsweise läßt sich diese Vorrichtung wie ein Korkzieher ausbilden, wobei die Korkzieherschraube durch den Stempel ersetzt wird und der beim Korkzieher auf dem Rande des Flaschenhalses aufsitzende Ring das Gegendruckstück bildet. Dabei kann wie beim Korkziehen der Stempel 9 beim Hochziehen gleichzeitig auch eine drehende Bewegung ausführen.

Befestigungskörper mit konischen Bohrungen 7 werden dadurch mit dem Werkstück verbunden, daß das Austreiben anstatt von innen nach außen, von außen nach innen vor sich geht, indem von außen ein Stempel, welcher zweckmäßigerweise gegen das freie Ende hin konisch verjüngte Form hat, in die konische Bohrung 7 so weit hineingepreßt wird, bis der Schaft derart auseinandergetrieben ist, daß die Vorsprünge im Material des Werkstückes eingedrungen sind.

Um Befestigungskörper, wie in den Fig. 1, 3, 5, 6, 7 und 8, welche keine Schraubenzieherschlitze 5 besitzen, wieder entfernen zu können, dient das in Fig. 15 dargestellte Werkzeug. Dieses weist einen Schaft 13 mit polygonalem Querschnitt mit einem konisch verjüngten Ende 14 auf. Das andere Ende des Schaftes 13 ist mit einem quer durchgehend eingesetzten Stift 15 als Handgriff versehen. Um mit diesem Werkzeug einen der genannten Befestigungskörper aus seinem Sitz herauszunehmen, wird das konische Ende 14 in die Bohrung 2 bzw. 7 hineingestoßen, wobei ein Reibungssitz entsteht, welcher ein Drehen des Werkzeuges in der Bohrung des Körpiers verhindert. Beim Drehen des Werkzeuges im Sinne des Lösens der Schraube wird der Befestigungskörper aus dem Werkstück herausgedreht.

Die beschriebenen Ausführungsformen betreffen Befestigungskörper als Verbindungselemente in der Form von Schrauben, Bolzen, Niete o. dgl. Der Flansch 4 kann auch als Sechskant ausgebildet werden, um den Körper mit einem Schraubenschlüssel zu lösen.

Der Befestigungskörper kann aber auch mit einem Haken versehen werden, wie solcher zum Aufhängen von Gegenständen benutzt wird, sei es, daß dieser Haken mit dem Flansch 4 oder dem Senkkopf 6 aus einem Stück besteht oder an einer Unterlagscheibe zwischen dem Flansch 4 und dem Werkstück 11 angebracht ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Verbinden von Werkstücken aus Material, welches weicher ist als der dazu benützte Befestigungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß der in eine das Werkstück gegebenenfalls völlig durchdringende Bohrung eingesetzte, Vorsprünge aufweisende, rohrförmige Befestigungskörper in radialer Richtung auseinandergetrieben wird, so daß die Vorsprünge in das Material des Werkstückes eindringen.

2. Rohrförmiger, mit Vorsprüngen versehener Befestigungskörper zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem oberen Teil erweitert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auseinandertreiben des rohrförmigen Befestigungskörpers ein Werkzeug durch die Bohrung des Körpers getrieben wird.

4. Werkzeug zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Stempel mit einem Kopf, der einen größeren Durchmesser als die Bohrung des rohrförmigen Befestigungskörpers hat.

5. Verfahren nach Anspruch 1, unter Verwendung eines Werkzeuges nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug durch die Bohrung des rohrförmigen Körpers hindurchgezogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Gegendruckstückes zur Ausübung eines Druckes auf den Befestigungskörper im entgegengesetzten Sinne der Zugrichtung des zur Ausweitung dienenden Werkzeuges.

7. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge als Schraubengewindegänge ausgeführt sind.

8. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge ringförmige Rippen sind.

9. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge durch axiale und schräge Nuten gebildete Rhomben sind.

10. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung zylindrisch ist.

11. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung nach unten konisch verjüngt ist.

12. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die

Bohrung im oberen Teil nach unten konisch verjüngt und im unteren Teil daran anschließend zylindrisch ist.

13. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende ein Schraubenzieherschlitz vorgesehen ist.

14. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende flanschenförmig erweitert ist, wobei die Unterseite des Flansches eine Ringebene senkrecht zur Körperachse bildet.

15. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch außen als Sechskant ausgebildet ist.

16. Rohrförmiger Befestigungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende als Senkkopf ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

& 1556 9.51