DE3330658A1

DE3330658A1 - Device for connecting at least two plates

Info

Publication number: DE3330658A1
Application number: DE19833330658
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7763 Oehningen Mittelmann
Original assignee: Aluminium Walzwerke Singen GmbH
Current assignee: Constellium Singen GmbH
Priority date: 1983-08-25
Filing date: 1983-08-25
Publication date: 1985-03-14

Abstract

In a device for connecting at least two plates (1, 2), a cylindrical rivet (4) is inserted into a hole (3), which rivet rests with a flange (7) on the one plate or the like and has a grooved bolt (6) passing through it, which grooved bolt (6) on the one hand has a head plate (11) on the opposite side from the flange (7) and on the other hand can be held by an insertion tool (14). In this case, it is intended to arrange an expanding cap (9) between the head plate (11) and the rivet (4). This expanding cap (9) has oblique surfaces (10) which are inclined inwards towards the rivet (4) and rest against an outwardly inclined edge region (8) of the rivet (4). When the grooved bolt (6) is tightened, the expanding cap (9) slides over the rivet (4) and produces a bulge (22) in the rivet (4) which is bounded and determined by the expanding cap (9). <IMAGE>

Description

Vorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei Device for connecting at least two

Platten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei Platten od. dgl. mittels eines in eine Bohrung einsetzbaren zylinderförmigen Nietes, welcher mit einer Krempe der einen Platte od. dgl. anliegt und von einem Riffelbolzen durchsetzt ist, welcher einends jenseits der Krempe eine Kopfplatte aufweist und andernends von einem Einsatzwerkzeug aufnehmbar ist, sowie ein Verfahren hierfür. Plates The invention relates to a device for connecting at least two plates or the like by means of a cylindrical plate that can be inserted into a bore Rivet, which or with a brim of one plate. The like. Rests and from one Corrugated bolt is penetrated, which one end beyond the brim is a head plate and at the other end can be picked up by an insert tool, as well as a method therefor.

Unter dem Nieten wird ein Fügen durch Umformen eines Verbindungselementes verstanden, wobei eine unlösbare, formschlüssig und teilweise auch kraftschlüssig übertragende Verbindung der zu fügenden Teile entsteht. Je nach Art des Niets und seiner Zugänglichkeit kann das Umformen mittels Schlagenergie oder Preßkraft durch axiales Stauchen des Schafts eines Vollniets und Anstauchen seines Kopfes, durch Weiten und Anbördeln eines Bundes an einem Hohlniet oder durch Stauchen eines Schließrins um den Bolzen einer zweiteilifflen lTietverbindur.g erfolgerl. Letztere wird als sogenannte Schließringbolzen-Verbindung bezeichnet.Under the riveting, joining is achieved by reshaping a connecting element understood, with a non-releasable, form-fitting and partly also force-fitting The transferring connection of the parts to be joined is created. Depending on the type of rivet and its accessibility can be achieved by forming by means of impact energy or pressing force axial upsetting of the shank of a solid rivet and upsetting of its head Widening and flanging a collar on a hollow rivet or by upsetting a locking ring around the bolt of a two-part rivet connector. The latter will as so-called locking ring bolt connection.

Sie setzt voraus, daß die zu verbindenden Teile von beiden Seiten zugänglich sind, das Verarbeitungswerkzeug greift jedoch unter Umständen nur von einer Seite an. Es packt die in die vorbereitete Bohrung eingeführten Bolzen außerhalb des Schließrings in einem geriffelten Zugteil an, übt eine Zugkraft auf den Riffelbolzen aus, während es gleichzeitig eine Druckkraft auf den konischen Ansatz des Schließringes setzt. Dadurch werden bei Betätigung des Werkzeugs zunächst die zu verbindenden Teile mit der im Bolzen zuläßigen Zugkraft zusammengedrückt und anschließend der Schließring in einem Längsziehverfahren in Schließrillen eingestaucht. Ist die Verformung des Schließrings beendet, reißt der Zugteil des Bolzens an einer Sollbruchstelle ab.It assumes that the parts to be connected come from both sides are accessible, but the processing tool may only reach from one side. It grips the bolt inserted into the prepared hole outside of the locking ring in a corrugated pulling part, exerts a pulling force on the corrugated bolt while there is at the same time a compressive force on the conical shoulder of the locking ring puts. As a result, when the tool is operated, the Parts pressed together with the tensile force permitted in the bolt and then the Lock ring pressed into locking grooves in a longitudinal drawing process. Is the deformation of the locking ring ended, the pulling part of the bolt tears at a predetermined breaking point away.

Sind jedoch die beiden zu verbindenden Teile nicht von beiden Seiten zugänglich, so werden meist Blindnieten oder Becher-Blindnieten verwendet. Diese sind von einem Dorn oder Riffelbolzen durchsetzt und stutzen sich einerseits mit Krempe gegen die eine Platte ab. Jenseits dieser Krempe weist der Dorn oder Riffelbolzen einen Kopf auf, welcher in die Bohrung des Niets zurückführbar ist und diesen ausbaucht. An einer Sollbruchstelle bricht dann der Dorn ab. Sein Rest mit dem Kopfteil verbleibt im Niet. Der Einsatz dieser Blindnieten macht eine zielgenaue Bohrung notwendig, da die Spreizung im Verhältnis zum Durchmesser der Bohrung relativ klein ist.However, the two parts to be joined are not from both sides accessible, blind rivets or cup blind rivets are mostly used. These are penetrated by a mandrel or corrugated bolt and on the one hand support each other Brim off against one plate. Beyond this brim, there is a pin or corrugated bolt a head which can be returned into the bore of the rivet and bulges this out. The mandrel then breaks off at a predetermined breaking point. His remainder with the headboard remains in the rivet. The use of these blind rivets makes a precise drilling necessary, because the spread is relatively small in relation to the diameter of the bore.

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt,eine Vorrichtung der obengenannten Art zu entwickeln, welche einmal das Vernieten von Platten od. dgl. von nur einer Seite ermöglicht, und zum anderen auch bei größeren und ungenaueren Bohrungen einsetzbar ist.The inventor has set himself the goal of creating a device of the above Kind to develop, which once the riveting of plates od. Like. Of only one Side allows, and on the other hand can also be used for larger and more imprecise bores is.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß zwischen der Kopfplatte und dem Niet ein Spreizhut angeordnet ist. Dieser Spreizhut soll vorteilhafterweise zum Niet hin nach innen geneigte Schrägflächen aufweisen, welche einem nach außen geneigten Randbereich des Nietes anliegen.To solve this problem leads that between the head plate and the Rivet a spreader hat is arranged. This spreader hat should be advantageous for Rivet have inwardly inclined surfaces, which an outwardly inclined Make contact with the edge area of the rivet.

Beim Anziehen des Riffelbolzens mittels des Einsatzwerkzeuges drückt die Kopfplatte des Riffelbolzens auf den Spreizhut, wobei gleichzeitig die Schrägfläche des Spreizhutes auf dem Randbereich des Nietes abgleitet . Damit wird ein vorzeitiges Ausbrechen oder Stauchen des Nietes verhindert.When the knurled bolt is tightened using the tool, it presses the head plate of the corrugated bolt on the expansion hat, at the same time the inclined surface of the spreader hat slides on the edge area of the rivet. This is a premature one Prevents the rivet from breaking or buckling.

Wird der Riffelbolzen weiter gezogen, öffnet sich auch der Spreizhut immer weiter, wobei er mit seiner Innenwandung an der Kante des Randbereiches des Nietes entlanggleitet. Erst wenn der Randbereich des Nietes den Boden des Spreizhutes erreicht, beginnt auch bei ihm die Stauchung. Jedoch kann er sich nur innerhalb des Spreizhutes auswölben, so daß er dies in sehr regelmäßiger Form tun muß. In der Praxis hat sich gezeigt, daß der Niet dabei lediglich eine einzige Falte bildet, nach deren Fertigstellung die Kraft, welche dem Zug des Riffelbolzens entgegenwirkt,so groß ist, daß dieser an einer vorbestimmten Sollbruchstelle bricht und so das Einsatzwerkzeug gelöst wird. Der Rest des Riffelbolzens kann entweder in der Bohrung im Niet belassen oder aus ihm ausgestoßen werden.If the corrugated bolt is pulled further, the expansion cap also opens always on, with its inner wall on the edge of the edge area of the Rivet slides along. Only when the edge area of the rivet hits the base of the expanding hat reached, the compression begins also with him. However, he can only be within of the spreader hat so that it has to do this in a very regular manner. In Practice has shown that the rivet only forms a single fold, after its completion, the force that counteracts the pull of the grooved bolt, so it is great that this breaks at a predetermined breaking point and so does the tool insert is resolved. The rest of the grooved bolt can either be left in the hole in the rivet or be cast out of it.

Bei den bekannten Schließringbolzenverbindungen werden oftmals hydraulisch betätigbare Nietwerkzeuge eingesetzt. Diese sind auch für die vorliegende Erfindung anwendbar, jedoch genügt bei kleineren Nieten auch der Einsatz eines einfacheren Werkzeugs. Hierbei ist an einen Schraubzylinder gedacht, welcher eine eischraub bare Gewindestange besitzt, die auf den Riffelbolzen aufgesetzt werden kann. Der Schraubzylinder stützt sich bei seiner Drehbewegung mit Preßbacken gegen die Krempe des Niets ab und verhindert auch so ein Herausgleiten des Niets aus der Bohrung in den Platten. Gegebenenfalls kann auch der Riffelbolzen selbst mit einem Gewinde versehen sein, welches ein Innengewinde in dem Schraubzylinder kämmt. Hierbei könnte sich jedoch das Herausnehmen der Reststückes aus dem Schraubzylinder schwierig gestalten.The known locking ring bolt connections are often hydraulic operable riveting tools used. These are also for the present invention applicable, but with smaller rivets it is sufficient to use a simpler one Tool. Here, a screw cylinder is thought of, which is an egg screw bare threaded rod that can be placed on the knurled bolt. Of the Screw cylinder is supported during its rotary movement with press jaws against the brim of the rivet and also prevents the rivet from sliding out from the hole in the plates. If necessary, the corrugated bolt itself can also be used be provided with a thread, which is an internal thread in the screw cylinder combs. However, this could involve removing the remnants from the screw cylinder difficult to make.

Diese so beschriebene Vorrichtung hat einmal den Vorteil, daß eine Zugänglichkeit der beiden zu verbindenden Elemente von beiden Seiten nicht notwendig ist und zum anderen ungenaue Bohrungen in den zu verbindenden Platten od. dgl. ausgeglichen werden, da die Platten von der Preßkraft der Krempe und der Auswölbung gehalten sind.This device thus described once has the advantage that a Accessibility of the two elements to be connected from both sides is not necessary is and on the other hand inaccurate bores in the plates to be connected od. The like. Compensated because the panels are held by the pressing force of the rim and the bulge are.

Ein Verfahren der obengenannten Art sieht vor, daß über den Niet ein zwischen ihm und der Kopfplatte angeordneter Spreizhut geführt und mit diesem die Verformung des Nietes bestimmt und begrenzt wird. Wie oben angedeutet, kann sich der Niet nicht bereits bei dem ersten Druck der Kopfplatte verformen, da er von der Innenwandung des Spreizhutes umschlossen wird. In dem späteren Stadium dann besteht für ihn nur die Möglichkeit sich innerhalb des von dem Spreizhut bestimmten Raumes auszuwölben.A method of the above type provides that over the rivet a between him and the head plate arranged spreading hat out and with this the Deformation of the rivet is determined and limited. As indicated above, can the rivet does not deform when the head plate is pressed for the first time, as it is affected by the inner wall of the expansion hat is enclosed. At the later stage then there is only the possibility for him within the range determined by the spreader hat Bulging space.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in Fig. 1: einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Verbindungselement in Gebrauchslage mit teilweise geschnittenem Einsatzwerkzeug; Fig. 2: einen Querschnitt durch das Verbindungselement in fortgeschrittener Gebrauchslage; Fig. 3: einen weiteren Querschnitt durch das Verbindungselement in einer weiteren, fortgeschritteneren Gebrauchslage; Fig. 4: einen Querschnitt durch das Verbindungselement in seiner Endlage mit gelöstem Einsatzwerkzeug.Further advantages, features and details of the invention result can be derived from the following description of a preferred exemplary embodiment as well based on the drawing; this shows in Fig. 1: a cross section through an inventive Connecting element in the position of use with partially cut tool insert; 2: a cross section through the connecting element in an advanced position of use; 3: a further cross section through the connecting element in a further, more advanced position of use; 4: a cross section through the connecting element in its end position with the accessory tool released.

Zum Verbinden beispielsweise zweier Platten 1 und 2 wird nach Fig. 1 in eine durch beide Platten 1 und 2 geführte Bohrung 3 ein zylinderförmiger Niet 4 eingesetzt, dessen Innenbohrung 5 von einem Riffelbolzen 6 durchsetzt ist. Der Niet 4 stützt sich dabei mit einer Krempe 7 gegen die Platte 1 ab. Der Randbereich 8 des Nietes 4, der Krempe 7 gegenüber, ist dagegen nach außen abfallend abgeschrägt. Auf ihm sitzt ein Spreizhut 9 mit nach innen abfallender Schrägfläche 10. Der Schrägfläche 10 gegenüber ist der Spreizhut 9 von einer Kopfplatte 11 des Riffelbolzens 6 beaufschlagt.To connect, for example, two plates 1 and 2, according to Fig. 1 in a hole 3 guided through both plates 1 and 2 a cylindrical rivet 4 is used, the inner bore 5 of which is penetrated by a grooved bolt 6. Of the The rivet 4 is supported against the plate 1 with a rim 7. The edge area 8 of the rivet 4, opposite the brim 7, on the other hand, is sloping towards the outside. On it sits an expanding hat 9 with an inwardly sloping inclined surface 10. The inclined surface 10 opposite the expansion hat 9 is acted upon by a head plate 11 of the grooved bolt 6.

Andernends der Kopfplatte 11 umzieht eine Riffelung oder ein Gewinde 12 den Riffelbolzen 6, auf das ein Einsatzwerkzeug 14 aufsetzbar ist. Dieses besteht einfachheitshalber aus einer Gewindestange 15, welche mit einem Innengewinde 16 das Gewinde 12 des Riffelbolzens 6 kämmt und mit einem Außengewinde 17 in einem Schraubzylinder 18 eingeführt wird.The other end of the head plate 11 is surrounded by a corrugation or a thread 12 the corrugated bolt 6, onto which an insert tool 14 can be placed. This exists For the sake of simplicity, from a threaded rod 15, which is provided with an internal thread 16 the thread 12 of the knurled bolt 6 meshes with an external thread 17 in one Screw cylinder 18 is introduced.

Dieser Schraubzylinder 18 weist Preßbacken 19 auf, welche nach wenigen Drehbewegungen in Richtung x der Krempe 7 anliegen. Bei weiteenDrehbewegungen in Richtung x wird der Riffelbolzen 6 in den Schraubzylinder 18 eingezogen, wobei die Kopfplatte 11 auf den Spreizhut 9 drückt. Dieser spreizt sich, da die Schrägfläche 10 auf dem abgeschrägten Randbereich 8 abgleitet und schließlich der Platte 2 aufsteht, wobei dieses Spreizen noch von einer an der als Gleitfläche 20 wirkenden Innenwand des Spreizhutes 9 entlanggleitenden Kante 21 des Nietes 4 unterstützt wird.This screw cylinder 18 has jaws 19, which after a few Rotational movements in direction x of the brim 7 are present. With extensive turning movements in Direction x, the corrugated bolt 6 is drawn into the screw cylinder 18, the Head plate 11 presses onto expansion hat 9. This spreads because the inclined surface 10 slides on the beveled edge area 8 and finally the plate 2 stands up, this spreading of an inner wall acting as a sliding surface 20 of the spreader hat 9 sliding along edge 21 of the rivet 4 is supported.

Nach einigen weiteren Drehbewegungen in Richtung x schlägt dann der Randbereich 8 des Nietes 4 am Spreizhut 9 an und der Niet 4 wird langsam gestaucht, wobei eine Auswölbung 22 entsteht (Fig. 3), welche die Platte 2 übergreift, so daß nunmehr Platte 1 und Platte 2 fest zwischen Krempe 7 und Auswölbung 22 eingepreßt sind.After a few more rotations in direction x, the will then strike Edge area 8 of the rivet 4 on the expansion hat 9 and the rivet 4 is slowly compressed, whereby a bulge 22 arises (Fig. 3), which engages over the plate 2, so that now plate 1 and plate 2 are pressed firmly between the rim 7 and the bulge 22 are.

Dabei können gegebenenfalls die Endbereiche 23 des Spreizhutes 9 zu Gleitfüßen nach außen aufbrechen.In this case, the end regions 23 of the expanding hat 9 can optionally close Break open the sliding feet outwards.

Da nunmehr eine erhebliche Kraft einer weiteren Zugbewegung des Riffelbolzens 6 entgegenwirkt, soll dieser außerhalb des Einsatzwerkzeuges 14 an einer vorbestimmten Sollbruchstelle 24 abbrechen und so das Werkzeug 14 gelöst werden. Der Rest des Riffelbolzens kann, wenn zugänglich, zusammen mit dem Spreizhut 9 aus der Innenbohrung 5 genommen, oder, wenn nicht zugänglich, beispielsweise belassen oder durchgestoßen werden.There is now a considerable force of a further pulling movement of the grooved bolt 6 counteracts, this should outside of the insert tool 14 at a predetermined Predetermined breaking point Cancel 24 and so the tool 14 can be released. The rest of the stud can, if accessible, taken out of the inner bore 5 together with the expansion cap 9, or, if not accessible, for example left or pushed through.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE i,l, Vorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei Platten ¼ od. dgl. mittels eines in eine Bohrung einsetzbaren zylinderförmigen Nietes, welcher mit einer Krempe der einen Platte od. dgl. anliegt und von einem Riffelbolzen durchsetzt ist, welcher einends jenseits der Krempe eine Kopfplatte aufweist und andernends von einem Einsatzwerkzeug aufnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kopfplatte (11) und dem Niet (4) ein Spreizhut (9) angeordnet ist. PATENT CLAIMS i, l, device for connecting at least two Plates ¼ or the like by means of a cylindrical rivet that can be inserted into a bore, which or with a brim of one plate is penetrated, which one end on the other side of the brim has a head plate and can be picked up at the other end by an insert tool, characterized in that a spreader hat (9) is arranged between the head plate (11) and the rivet (4).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizhut (9) zum Niet (4) hin nach innen geneigte Schrägflächen (10) aufweist, welche einem nach außen geneigten Randbereich (8) des Nietes (4) anliegen. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the expanding hat (9) towards the rivet (4) inwardly inclined oblique surfaces (10), which a outwardly inclined edge region (8) of the rivet (4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anziehen des Riffelbolzens (6) der Spreizhut (9) über den Niet (4) gleitet und eine von ihm begrenzte und bestimmte Auswölbung (22) des Nietes (4) erzeugt. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that when tightening the grooved bolt (6), the expansion cap (9) slides over the rivet (4) and a bulge (22) of the rivet (4) limited and determined by it.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Riffelbolzen (6) eine Sollbruchstelle (24) aufweist, an welcher nach Beendigung des Nietvorganges der Riffelbolzen (6) trennbar und so das Einsatzwerkzeug (14) lösbar ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the corrugated bolt (6) has a predetermined breaking point (24) at which after completion of the riveting process, the knurled bolts (6) can be separated and thus the tool insert (14) is solvable.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzwerkzeug (14) aus einem Schraubzylinder (18) mit einschraubbarer Gewindestange (15) besteht, welche den Riffelbolzen (6) hält, wobei sich der Schraubzylinder (18) mit Preßbacken (19) gegen die Krempe (7) abstützt.5. Device according to at least one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the insert tool (14) consists of a screw cylinder (18) with screw-in threaded rod (15) which holds the knurled bolt (6), wherein the screw cylinder (18) with pressing jaws (19) is supported against the rim (7).

6. Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Platten od. dgl. mittels eines in eine Bohrung einsetzbaren zylinderförmigen Nietes, welcher mit einer Krempe der einenPlatte od. dgl. anliegt und von einem Riffelbolzen durchsetzt wird, welcher einends jenseits der Krempe eine Kopfplatte aufweist und andernends von einem Einsatzwerkzeug aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Niet ein zwischen ihm und der Kopfplatte angeordneter Spreizhut geführt und mit diesem die Verformung des Nietes bestimmt und begrenzt wird.6. Method for connecting at least two plates or the like. Means a cylindrical rivet which can be inserted into a bore and which has a rim which bears against a plate or the like and is penetrated by a corrugated bolt, which at one end beyond the brim has a head plate and at the other end of an insert tool is received, characterized in that a rivet between him and the head plate arranged expansion hat out and with this the deformation of the Rivet is determined and limited.