DE2337037A1

DE2337037A1 - Bolzen mit einem zu vernietenden kopf

Info

Publication number: DE2337037A1
Application number: DE19732337037
Authority: DE
Inventors: Joseph Steiner
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1972-07-21
Filing date: 1973-07-20
Publication date: 1974-01-31
Also published as: IT991314B; JPS4945250A; AU471840B2; AU5827973A; GB1431860A; NL7309644A; US3782436A; JPS5648730B2; CA979793A; FR2194254A5

Description

München, den 20, JULI 1973

Anmelder t USM Corporation

Flemington/New Jersey - USA Zustelladresee t
140, Federal Street
Boston/Mass. o21o7
USA

Bolzen mit einem zu vernietenden Kopf.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bolzen mit einem zu vernietenden Kopf, einem mit einem Gewinde versehenen Schaft und einem integrierten Kragenteil, der kochachsial mit dem Schaft verbunden is* und an der unteren Oberfläche des Kopfes angeordnet ist.

Spezieller steht die Erfindung in Beziehung zu mit einem Gewinde versehenen Bolzen, die in blattförmigen Materialien

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durch ein erzeugter. Ineinanderfließen des Kopfmaterials befestigt werden rollen, ohne dabei das Gewinde zu beschädigen und wobei daß Ineinanderfließen eise Kopf- und. Verkstückmaterials durch achsial auf den Kopf des Bolzens angewendete Kräfte hervorgerufen wird. Der Kopf des eingefügten Bolzens ist dann so in der Oberfläche des Werkstückmaterials eingeebnet und widersteht einer Drehbeanspruchung und eineia Qchcialen Zug.

Ώα ist das Vorhandensein von zu vernietenden Uefestigungsmitteln bekannt. Jedoch dio der gegenwärtigen Erfindung am nächsten kommende und mit ihr verwandte Konstruktion ist die in dem U.S.Pa. Nr. 3·127·919 beschriebene. Dieses U.S.Patent i3t EuB 7. April 1964 veröffentlicht und gehört K.A. Sv/anstrom. Bei disaer bekannten Anordnung ißt es erforderlich, wenn der Bolzen mit einem herkömmlichen Gewinde versehen 1st, daß zwei oder mehr ringförmige Aushöhlungen an der Unterseite gleichzeitig auf den Schaft aufgebracht werden müssen, die denn dem Schaft eine unstabile Lage verleihen.

Ein bekanntgewordene« VerankerungeEiittal stützte sich auf die Deformation eines von zwei zwischengerchalteten Teilen ab, aber es umfcßte keine Gewindebildung, wie sie beispielsweise ira U.S. Pat. Mr, 2.358.728 von Miller offenbart ist, in der kein achsialer Schlitz für die Aufnahme des verformten Materials vorgesehen ist.

Die Hauptaufgabe der gegenwärtigen Erfindung besteht im Hinblick auf das Vorhergehende darin, daß ein verbesserter Belestigungsbolzentyp geschaffen wird, der wirtschaftlich hergestellt werden kann und befähigt ist, sich selbst im Material zu vernieten, wenn er eingetrieben wird. Gemäß der Erfindung wird dies· Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kragenteil eine Mehrzahl von au Umfang engeordneten Sektoron umfaßt, von denen Jeder einen außen ausgehöhlten Hand in der Näh· d#8 Kopf·« besitzt, der gegenüber 4inea inneren Rand abgestuft 1st, und daß Ausläufer der genannten ausgehöhlten

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Händer eich jeveils bis zu einer zungenartig geformten Fläche den iurgehühltcn Kr-figentciler frz;trecken, dessen Durchmesser otver kleiner ί*1ε C er des Kopjer um" gröSer als der üeu Geßui dem Schaft i&t.

Fin anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Sektoren nviEchen den Mittelpunkten der nachfolgenden, ausgehöhlten Ränder CUöurtijte sind und daß die achslale Dicke des Laßeren ausgehöhlten Randes und die des inneren ausgehöhlten F.cjides im wesentlichen gleich der achoialen Dicke des Kragent eil er, ist.

Schließlich, vie tuch hier riargertellt, kenn der Bolzen, der zwischen den Kopf und dem mit einen Gewinde versehenen Schaft f-ine Anzahl ringsum verlaufender, gleichmäßig voneinander entfernter und achsial abgestufter Rillen besitzt, vorzugsweise, wie es dargestellt ist, so ausgebildet sein, daß neben einem kreisförmigen Kopf, der einen Durchmesser hat, der kleiner als der des Kopfes aber größer als der des Gcvindes auf dem Schaft ist, eine Hehrzahl von radial hervorstehenden Zonen angeordnet ist, die Jwells eine nach außen gev/clbte Oberfläche haben und die jeweils zwischen den em Umfang gelegenen Stufen angeordnet sind. Die letzteren sind in ihrer Anzahl beliebig wählbar, in diesem Beispiel sind vier gewählt und so bemessen, daß das Metall (vorausgesetzt, daß dan Material, in dem befestigt werden soll. Metall ist) während der Befestigung in die vier Höhlen genügend hineinfließen kann, die zum Teil durch den Mindestdurchmesser des Gewindee auf dem Schalt und den benachbarten Stufen gebildet werden.

DIo obergenrnnten und andere Merkmale der Erfindung werden jetzt spezieller im Zusammenhang mit einer bildlichen Darstellung und unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

In der Zeichnung zeigt!

rig. 1 einen Teil eines zu vernietenden Bolzens im Aufriß, der einen Kopf, einen neuartigen Kragenteil und einen mit einem Gewinde versehenen Schaft besitzt,

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Fig. 2 ist eine Ansicht des Bolzens der Fig. 1 von unten, bei der der Schaft teilweise zurückgezogen ist, um die anfänglichen GewindezUge zu y.eigen,

Fig. 3 einen radialen Schnitt längs dtr Lini· III-III der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der strichpunktierten Linie IV-ZV der Fig. 2 mit einem Paar der Anbringungswerkzeuge in der Anfangslage gegenüber dem blattförmigen Material, in dem in einem Loch das Befestigungsmittel vernietet werden soll,

Fig. 5 eine Ansicht entsprechend der Fig. 4, die den Bolzen in der vernieteten Lage darrteilt, und

Fig. 6 eine Ansicht entsprechend der Fig. 1, die den durch Vernieten befestigten Solzen zeigt.

Die Fig. 1 und 2 stellen einen generell mit 10 bezeichneten Bolzen dar, der einen Kopf 1? und einen mit ihm integrierten Schaft 14, der mit einem Gevdnde versehen 1st, umfaßt. Der Schaft hat ein um ihn umlaufendes Gewinde 16. Das Ende des Gewindes 16 und die flache Unterseite des Kopfes 12 sind über einen integrierten Kragenteil 18 verbunden» der durch einen kalten Formungsprozeß erstellt und,wie im folgenden Beschrieben wird, in einer koachsialen Beziehung zu den Kopf und dem Schaft steht.

Der Kragenteil 18 hat an allen Stellen einen Durchmesser, der kleiner 1st als der des Kopfes 12 und in seiner kleinsten Abmessung dem Durchmesser des Schaftes 14 an einer Gewindehöhe entspricht. Der Kragenteil 18 umfaßt im wesentlichen vier identische Sektoren, jeder enthält einen außen hohlgeschliffenen Rand 20, dessen untere Kante in achsialer Richtung abnimmt oder stufenförmig ausgebildet ist, um einen inneren ausgehöhlten Rand 22 zu bilden* Radial nach außen sich erstreckende Teile der Ränder 20 und 22 bilden auf dem Umfang

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eine nach außen gebogene, zungenartig geformte Fläche 24 des Kragens, die nicht abgestuft sind, sondern im wesentlichen auf der Oberfläche des Zylinders lieg«n. Die achsiale Dicke jeder dieser zungenartig geformten Flächen 24 ist im wesentlichen gleich der Summe der Dicke der nebeneinandergestellten Ränder 20 und 22. Der innere Rand 22 ist im wesentlichen tangential mit den Höhendurchmesser des Gewindezuges auf dem Schaft 14, wie es in der Flg. 2 dargestellt 1st* Ein Werkstück, z.B. ein Metallblatt W, siehe Fig. 4 bis 6, hat eine Ausnehmung 26, die im wesentlichen in einem Durchmesser geformt ist, der dem äußeren Durchmesser des Gewindes 16 entspricht,

Nach dem Einfügen des Bolzen» 10 in die Ausnehmung des Metallblattes W, wie in der Fig. 4 dargestellt, bis die radial hervorstehenden unteren Flächen 28 der entsprechenden Flächen 24 mit einer Seite des Metallblattes in Eingriff kommen,kenn ein Stempel 30, siehe Fig. 4 oder 5, oder ein anderes geeignetes Werkzeug auf den Kopf 12 sehlegen, gegen den Widerstand eines Oegenwerkzeugs, z.B. eines Ambosses 3?-, der manchmal auch wie bei 34 dargestellt etwas zurtlckgesetzt sein kann. Das äußere des Kopfes wird im allgemeinen im wesentlichen in gleicher Ebene mit der Oberfläche des Metallblattes ¥, wie in Flg. 5 dargestellt, befestigt werden, wahrend der Befestigung ist die Oberfläche 28 zunächst bestrebt, Metall von den Wänden 26 des Metallblattes wegzunehmen, darauf folgt dann dap in Eingriffkomaen der unteren Oberflächen der äußeren Ränder 20 mit dem Blatt und dann die Verankerung des Kopfes 12, um das Material radial in die Rille oder Rillen der benachbarten Gewindezüge 16 und in die räumlich getrennten Kühlen 36 (Fig. 2) fließen zu lassen, die im wesentlichen durch die inneren auegehöhlten Ränder 22, wie in Fig. 5 dargestellt, gebildet werden. Bei» Wogziehen des Stempels 30 und des Ambosses 32 wird der Bolzen dann in dem Metallblatt, wie in Fig. 6 dargestellt, fest verankert sein.

Es wird bemerkt, daß in den ringförmig entfernten Metall des Metallblattes die vier gleichmäßig getrennten und halbkreis-

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förmlg angeordneten Aushöhlungen 36 (nur eine ist in Flg. 6 dargestellt) geforat sind und ringförmig den Aushöhlungen 36 entsprechen. Diese Auehöhlungen erhalten das abfließende Metall und steigern so den Widerstand gegen ein Drehmoment. Ee wurde festgestellt, daß die vom Metallblatt durch das nachfolgende Einwirken der Oberflächen 28 freigemachten Gebiete, der unteren Oberfläche der Ränder und der unteren Oberfläche des Köpfte 12 in der erwähnten Reihenfolge fortschreitend größer sind, und daß der nachfolgend nachlassende Druck pro Einheit des Gebietes, der die ganze Stoßkraft aufgenommen hat, konstant iat. Der genietete Bolzen widersteht eines achsialen Ausziehen, Scherkräften und Drehmomenten.

Im Rahmen der Erfindung kann der Kragenteil 18 mehr oder auch weniger als vier Sektoren, wie hier in der Beschreibung dargestellt habenι es hat sich jedoch generell herausgestellt, daß die vier vorgesehenen Sektoren eine befriedigende Verankerung im metallischen Material mit sich bringen.

5 Ansprüche

6 Figuren

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Claims

Ansprüche

Iy Bolzen mit einem zu vernietenden Kopf, einem mit einem Gewinde versehenen Schaft und einem integrierten Kragenteil, der koachsial mit dem Schaft verbunden ist und an der unteren Oberfläche dee Kopfes angeordnet ißt, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte: I'ragenteil (18) eine Mehrzahl von am IMf«ng angeordneten Sektoren umfaßt, von denen ^eder einen außen ausgehöhlten Rand in der Nähe des Kopfes 20 besitzt; der gegenüber einem inneren Rand abgestuft ist, ur.d daß Ausläufer der genannten ausgehöhlten Ränder (2O₁ 22) sich jeweils bis zu einer zungenartig geformten Fläche (24) des ausgehöhlten Kragenteiles erstrecken, decaen Durchmesser etwas kleiner als der des Kopfes und größer als der des Gewindes auf den Schaft ist.
2. Bolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren zwischen den Mittelpunkten der nachfolgenden, ausgehöhlten Ränder (20, 22) Quadrate sind.
3. Bolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die . achsiale Dicke des äußeren ausgehöhlten Randes (20) und die des inneren auegehöhlten Randes (22) im wesentlichen gleich der achsialen Dicke des Kragenteiles (16) ist.
4. Bolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (24) des Kragentailes (18) zylindrisch ist und die Unterseite (28) des ausgehöhlten Randes (24) die des inneren ausgehöhlten Randes (22) vorzugsweise unter einem Vinkel von etwa 90° schneidet,
5. Bolzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Umfanges der vier zungenartig geformten Flächen (24) gegenüber den Rändern (20, 22) so gewählt sind, daß das von den Wänden (26) abgestoßene Material aufgenommen werden kann, wenn der Schaft (14) des Bolzens achsial in ein Loch gestoßen wird, und das Material im wesentlichen in seiner Menge dem Volumen zwischen der Rille des Sohaftendee und dem Kopf zuzüglich dem Volumen der vier Höhlen (3() entspricht , die durch die genannten ausgehöhlten Ränder (24) und dem Kopf gebildet werden. 3Q9885/0599

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