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Blindbefestigungsmittel, insbesondere für einseitig zugängliche Löcher
und zur Herstellung einer Gelenkverbindung.
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Es sind Blindbefestigungsmittel, wie z.B. Blindnieten bekannt, die
aus einem Hülsenteil und aus einem Bolzenteil bestehen, wobei beim Setzen eines
solchen Blindniets der Bolzen gewöhnlich mit Hilfe einer Zugpistole durch das Hülsenteil
gezogen wird und das Hülsenteil dabei durch das Bolzenteil keilförmig aufgeweitet
wird, so daß sich dadurch eine festaund meistens auch mediumsdichte Verbindungsstelle
herstellen lässt. Bei dieser bekannten Einrichtung ist jedoch von Nachteil, daß
man zum Setzen des Blindniets ein relativ aufwendiges und teures Gerät, die Setz-
oder Zugpistole benötigt. Dieser Nachteil tritt insbesondere dann hervor, wenn aus
wirtschaftlichen Gründen Blindnieten an mehreren Stellen zur gleichen Zeit gesetzt
werden sollen, jedoch nur eine begrenzte Anzahl von Setzpistolen zur Verfügung steht,
die nicht nur funktionsmässig ausfallen können, sondern auch in der Anschaffung
relativ teuer sind.
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Es ist ebenfalls bekannt, ein Blindbefestigungslittel in Form einer
Hülse und eines Zugankers vorzusehen, wobei gewdhnlich eine keilförmige Mutter durch
Drehen des Zugankers in das Hülsenteil gezogen wird und dieses ebenfalls keilförmig
aufweitet.
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Es ist jedoch nicht nur zeitraubend, durch Schrauben bzw. Drehen des
Zugankers ein Blindbefestigungsmittel im entsprechenden Setzloch zu befestigen,
sondern es ist auch das Blindbefestigungsmittel selbst herstellungstechnisch relativ
teuer,
da man hierzu ein Hülsenteil, ein Nutternteil und ein mit
einem Gewinde versehenes Bolzenteil benötigt.
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Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht
darin, ein Blindbefestigungsmittel zu schaffen, das die zuvor geschilderten Nachteile
beseitigt und einfach mit Hilfe eines gewöhnlichen Hammers gesetzt werden kann und
darüberhinaus für viele Anwendungsfällr geeignet ist.
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Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe im wesentlichen dadurch,
daß ein nietförmiges Hülsenteil wenigstens an einem Ende mit einem nach innen ragenden
Flansch oder Schulter ausgestattet ist, die sich durch Einschlagen eines Bolzteils
in das Hülsenteil radial nach aussen biegen kann. Dieser Flansch kann z.B. trichterförmig
nach innen gerichtet ausgebildet sein und verjüngt sich zur Spitze des Trichters
hin. Dieser Flansch muß in diesem Fall an der Ubergangszone zwiaden Flansch und
Hülse stärker ausgebildet sein, als die Wandstärke der Hülse selbst.
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Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung
erfahren, daß der Flansch das eine Ende der nietfrigen Hülse im ungesetzten Zustand
ganz oder'teilweise verschließt.
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Eine besonders wirkungsvolle Ausbildung ergibt sich dadurch, daß der
Flansch zusansen mit den zugeordneten Hülsenende in bestimmten Abständen radial
geschlitzt ist. Die Zahl der radialen Schlitze ist in vorteilhafter,Weise eine gerade
Zahl, so daß beil Einschlagen eines Bolzenteiles in das Hülsenteil sich die einzelnen
Flanschabschnitte durch Kräfte aufteilung gegeneinander wegdrücken können und sich
somit eine radial
nach aussen gerichtete Kraftkomponente aufbauen
kann.
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Das eingeschlagene Bolzenteil wird erfindungsgemäss im Hülse teil
dadurch festgehalten und blockiert, daß das Bolzenteil am hinteren Ende mit umfangsmässig
verlaufenden und in einer Rich-'ng weisenden Zähnen versehen ist, in die die der
Trichterspitze zugeordneten Flanschenden eingreifen können. Ein weiteres Festhalten
des eingeschlagenen Bolzenteiles wird dadurch erreicht, daß das der Zahnung gegenüberliegende
Ende des Bolzenteiles einen etwas grösseren Durchmesser als der mittlere Durchmesser
des Bolzenteiles und als der Innendurchmesser des Hülsenteiles aufweist, so daß
sich dadurch ein mediumsdichter Preßsitz einstellen kann.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin,
daß der Flansch auf der zum Innenraum der Hülse hinweisenden Seite einen rechten
Winkel mit der Innenwandung der Hülse einschliesst und auf der anderen Seite bogenförmig
ausgebildet ist, wobei sich diese Ausführungaform insbesondere zur Herstellung von
einer Gelenkverbindung verwenden lässt.
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Der Aufweitvorgang beim Setzen des Blindbefestigungsmittels wird erfindangsgfflmäss
dadurch günstig gestaltet, daß das aufweitende Ende des Bolzenteile abgerundet ist,
so daß sich dadurch eine Hebelwirkung in jeder Phase beim Setzen des Befestigungsmittels
einstellt.
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Eine besonders vorteilhafte Wsiterbildung der Erfindung besteht auch
darin, daß der Flansch am Ende des nietförmigen Hülsenteiles trichterförmig von
innen nach aussen verläuft und an seinem äusseren Rand umfangsmässig Zähne aufweist.
Diese letztere Ausführungsform lässt sich dann insbesondere in der Form eines Spreizankers
verwenden. Bei dieser iusführungs- -'
form muß das Bolzenende keilförmig
ausgebildet sein, um ein Spreizen des Hülsenteils im Setzloch zu bewirken.
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Bei allen Ausführungsformen ist es erforderlich, daß das eine Ende
des Hülsenteiles in Form eines Widerlagers ausgebildet ist.
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Das Blindbefestigungamittel nach der vorliegenden Erfindung lässt
sich auch in vorteilhafter Weise zur Herstellung einer Gelenkverbindung einsetzen
und ein leichter Sitz des Befestigungsmittels im Gelenkloch lässt sich dadurch erzielen,
daß sowohl um das Widerlagerende als auch um das Flanschende des Hülsenteiles eine
Beilegscheibe angeordnet ist, wobei durch die Beilegscheibe am Flanschende des Hülsenteiles
die genaue Knickstelle des Flanschendes, um die sich dieses Ende radial ausweitet,
festgelegt wird.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nun folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung.
In dieser zeigen: Figur 1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen
Blindbefestigungsmittels im nicht gesetzten Zustand; Figur 2 eine Schnittdarstellung
des Befestigungsmittels nach Figur 1, jedoch in gesetztem Zustand; Figur 3 eine
Seitenansicht des Hülsenteiles nach Figur 1; Figur 4 eine Draufsicht auf das Hülsenteil
nach Figur 3 in Richtung des Pfeiles A; Figur 5 eine Schnittdarstellung einer weiteren
Ausführungsform eines Befedtigungsmittels nach der Erfindung, in nicht gesetztem
Zustand;
Figur 6 eine Schnittdsrstellung des Blindbefestigungsmittels
nach Figur 5, in gesetztem Zustand; Figur 7 eine Darstellung, teilweise geschnitten,
durch eine weitere Ausführungsform eines Blindbefestigungsmittels; und Figur 8 ein
Kräftediagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der erfindungsgenässen Vorrichtung.
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Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform lässt sich
insbesondere vorteilhaft zur Herstellung einer Blindnietbefestigungsstelle verwenden
und der dort veranschaulichte Blindniet besteht aiis einem Hülsenteil 1, das am
oberen Ende mit einem trichteformig nach innen ragenden Flansch 4 ausgebildet ist,
wobei die Dicke des Flansches 4 an der obergangsstelle zwischen Flansch und Hülsenteil
1 grösser ausgebildet ist als in der Umgebung der trichterförmigen Flanschspitze.
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Der trixhterförmig nach innen regelnde Flansch 4 besteht aus verschiedenen
Flanschsegmenten 8, wie dies am besten aus Figur 4 zu erkennen ist. Die Flanschabschnitte
8 wind jeweils genau gegenüberliegend angeordnet, was sich nur dann ergibt, wenn
man eine gerade Zahl von Flanschsegmenten 8 vorsieht.
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dus Figur 3 lässt sich erkennen, daß die radialen Schlitze 7 auch
durch das Hülsenteil 1 reichen, so daß also das Ende des Hülsenteiles 1 zusammen
mit dem Flansch 4 arial geschlitzt ist. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist nun
wie folgt: Wird das Hülsenteil 1 in ein Setzloch geschoben und schlägt man daraufhin
das Bolzenteil 2 in das Hülsenteil 1 hinein, so ergibt sich eine Hebelwirkung, d.h.
das Bolzenteil 2 versucht den hakenförmigen Flansch 4 aufzubiegen. Die Biegestelle
wird hierbei durch den hinteren Rand des Setzloches festgelegt und kann sich z.B.
in Höhe des Pfeiles B befinden. Diese Knickstelle
wird auch weiter
dadurch festgelegt, daß das Material der Hülse an dieser Stelle nicht die Stärke
aufweist wie der Flansch 4 an der Übergangsstelle zwischen Flansch und Hülse 1.
Ein Flanschsegment 8 versucht sich daher durch die Wirt kung des Bolzens 2 kreisförmig
um die Knickstelle (Pfeil B) zu drehen, wobei es jedoch durch das gegenüberliegende
Flanschsegment 8 an einer Drehbewegung gehindert wird, so daß els einzige Bewegungsmöglichkeit
eine radial nach aussen gerichtete Bewegung verbleibt. Die Flanschsegmente 8 drücken
sich also gegenseitig nach aussen, was solange vor sich geht, bis die innere trichterförmige
Flanschfläche horizontal verläuft, in welcher Phase das aufgeweitete Hülsenende
entweder bereits auf dem Werkstück um die Öffnung herum aufliegt, oder noch nicht
vollständig aufsitzt. Beim weiteren Einschlagen des Bolzens 2 tritt dieser zwischen
den Flanschsegmenten 8 hindurch und es stellt sich erneut eineHebelwirkung ein,
die so wirkt und gerichtet' ist, daß sie die Flanschsegmente 8 weiter aufzubiegen
sucht. Beim letzteren Vorgang wird jedoch auch die Knickstelle in der Höhe des Pfeiles
B erneut beansprucht und diese wird weiter nachgeben, da sie einen geringeren materialbedingten
Widerstand entgegensetzen kann. In der letzten Phase des Setzvorganges tritt der
Kopf 5 des Bolzens 2 durch de Flanschsegmente 8 hindurch und aufgrund der Spannung
in den Flanschsegmenten 8 rasten diese in eine der kreisSrmigen Zahnringe 6 ein.
Gleichzeitig gelangte jedoch ein etwas verdicktes Ende des Bolzenteiles 2 in die
vordere Hülsenöffnung und diese wurde dadurch geringfügig verformt. Es ergibt sich
dadurch am vorderen Ende des Befestigungsmittels eine mediumsdichte Vebindungsatelle
9, so daß das Bolzenteil 2 letzten Sandes an zwei gegenüberliegenden Stellen festgehalten
und blockiert ist.
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Die Aufteilung der Kräfte bzw. Impulse, wie sie beim Einschlagen des
Bolzenteiles in das Hiilsenteil auftreten, ist in Figur 8 wiedergegeben. Der Pfeil
X stellt den vom Hammer herrührenden Kreftvektor dar und dieser wird durch die zuvor
beschriebene Wirkung der gegenrliegenden hakenförmigen Flanschsegmente in nach radial
nnch aussen gerichtete Kraftkomponenten Y1 und X2 aufgeteilt. Die vektorielle Addition
dieser Kräfte ergibt schräg nach aussen gerichtete Kraftvektoren Z1 und Z2 so daß
sich hieraus erkennen lässt, daß das Hülsenteil im Setzloch axial auf Zug beansprucht
wird und sich somit eine einspannende Wirkung einstellt, Die zwei Plattenteile a
und b (Figur 2) werden also an der Stelle des Befestigungsloches aneinander gepresst,
so daß man dieselbe Wirkung wie bei einer normalen Nietverbindung erhält.
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Figur 5 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Blindbefestigungsmittels
und der Flansch 104, der an einem Ende des Hülsenteiles 101 ausgebildet ist, bildet
mit der Innenwendung des Hülsenteiles 101 auf der einen Seite einen rechten Winkel,
während die äussere Seite des Flansches 104 bogenförmig ausgebildet ist. Bei dieser
Ausführungsform können eine gerade Zahl von Flanschsegmenten 108 vorgesehen sein,
was jedoch hier nicht unbedingt erforderlich ist. Das Flanschende des Hülsenteiles
101 ist jedoch entsprechend den einzelnen Flanschsegmenten 108 bis ungefähr in Höhe'des
Pfeiles C geschlitzt. Diese Ausführungsform ist insbesondere zur Herstellung einer
Gelenkverbindung geeignet und zu diesem Zweck geht man wie folgt vor: Um den nietförmigen
Kopf 103 des Hülsenteiles 101 legt man eine Beilegscheibe und schiebt das Hülsenteil
101 in das Gelenkloch ein. Auf der anderen Seite legt man in Höhe des Pfeilea C
eine weitere Beilegscheibe um das Hülsenteil und schlägt
daraufhin
das Bolzenteil 102 in is Hülsenteil 101 hinein.
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Durch die abgerundete Form des vorderen Bolzenendes 105 ergibt sich
beim Einschlagen eine Hebelwirkung bzw. ein Drehmoment, wobei der Drehpunkt an der
Stelle C, d.h. ii inneren Rand der Beilegscheibe gelegen ist. Das Bolzenteil 102
biegt demnach die Flanschsegmente 108 beim Einschlagen radial nach aussen und tritt
schließlich zwischen den Flanschsegmenten hindurch, so daß sich eine Anordnung ergibt,
wie sie in Figur 6 veranschaulicht ist. Das Bolzenende 105 kann auch hier mit Zahnringen
ausgestattet sein (nicht gezeigt),um dadurch ein Blockieren im Hülsenteil sicherzustellen.
Des weiteren be- -sitzt auch dieses Bolzenteil ein Ende mit etwas grösserem Durchmesser
als der innere öffnungsdurchmesser des Hülsenteils 101, so daß sich auch hier an
der Stelle 109 ein Preßsitz ergibt. Die nach aussen gerichteten Biegekräfte können
jedoch nicht auf die Gelenkteile a1 und b1 übertragen werden, da dies durch die
Beilegscheiben an beiden Enden des Gelenkloches verhindert wird.
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Natürlich lässt sich diese Ausführungsform auch im Sinne einer Blindnietverbindung
verwenden.
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An dieser Stelle sei erwähnt, daß
durch die abgerundete äussere Form des Flansches 104 nach Herstellung der Gelenkverbindung
keine scharfen und kantigen Abschnitte nach aussen hin in Erscheinung treten, so
daß man eine feste und sichere Gelenkverbindung herstellen kann.
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In Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen
Blindbefestigungsmittels gezeigt und herbei ist das eine Ende des Hülsenteiles mit
einem konisch verlaufenden und nach innen gerichteten Flansch 404 ausgestattet,
der einen im Vergleich zur Ausführungsform nach Figur 1 umgekehrten
trichterförmigen
Verlauf aufweist. Das Hülsenteil ist an diesem Ende bei 206 mit Zahnringen ausgestattet
und das Bolzentei 202 ist am vorderen Ende 205 konisch ausgebildet, wobei die Konvergenz
oder der Konus dieses Endes den trichterförmigen Verlauf des Flansches 204 angepasst
ist. Schlägt man das Bolzenteil 202 in das Hülsenteil hinein, so wird das Flanschende
radial nach aussen aufgeweitet und es ergibt sich eine Spreizverankerung, wobei
das Bolzenteil 202 ebenfalls mit Hilfe eines Preßsitzes durch ein verdicktes Ende
im Hülsenteil blockiert werden kann. Auf diese Weise lassen sich z.B. schnell und
auf einfache Weise Platten 210 an einer Wand befestigen, wobei das Befestigungsmittel
selbst nach aussen hin die Form eines Nietkopfes zeigt. Es ist natürlich auch möglich,
das Widerlager des Hülsenteiles so auszubilden, daß es z.B. plan mit der äusseren
Fläche einer zu befestigenden Platte 210 abschliesst, so daß sich an dieser Platte
210 weitere Gegenstände plan anliegend befestigen lassen. Auch in diesem Ausführungsbeispiel
ist das innere Hülsenende 204 radial geschlitzt und zwar entsprechend der Schlitzführung
der Flanschsegmente, die in diesem Ausführungsbeispiel eine gerade oder ungerade
Zahl sein können.
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Es ist offensichtlich, daß man die Form des Flansches,der am Ende
des Hülsenteiles nach innen ragend ausgebildet ist, in mannigfaltiger Weise gestalten
kann, so daß man dadurch sich dem jeweiligen Anwendungsfall anpassen kann.
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So ist z.B. bei der Ausführungsfore nach Figur 1 das dort veranschaulichte
Blindbefestigungsmittel von der Setztiefe des Loches bzw. der Länge des Loches relativ
unabhängig, während beim Ausführungsbeispiel nach Figur 5 die Lochtiefe aufgrund
der Lage der Knickstelle C enger toleriert sein muß.
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Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen dargestellten
technischen Einzelheiten sind fiir die Erfindung von Bedeutung.