DE632855C - Stauchstift - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit prismatischen Nuten versehenen Stauchstift, bei dem zum Ausgleich der Durchmesserunterschiede zwischen Stift und Bohrung und zur Herstellung eines elastischen Preßsitzes in rohen Löchern von Bauteilen die erforderliche Formänderung an den zwischen den Nuten stehengebliebenen, im Innern des Stiftes liegenden Wurzeln der Stege zwischen den Nuten erfolgt.

Es sind bereits Stifte bekannt, die sich auch gegenüber Lochwandungen verspannen und die im wesentlichen eine teilweise Formänderung des Stiftes zulassen und die im Stift vorhandene Elastizität zur Verspannung ausnutzen. Bei den gebräuchlichen zylindrischen und konischen Stiften muß der Lochdurchmesser dem Durchmesser und der Form des Stiftes genau angepaßt sein, da der Stift bei den zur Verspannung zur Verfügung stehenden Kräften nur eine geringe Formänderung erfahren kann.

Bei den Kerbstiften wird die Mantelfläche des Stiftes durch Kerbfurchen unterbrochen, neben denen Aufwulstungen liegen. Bei dieser Art von Stiften kann der Lochdurchmesser gegenüber dem Durchmesser des Stiftes in stärkerem Maße abweichen als bei den massiven Stiften mit glatter Oberfläche, da die Kerbwulste beim Eindrücken des Stiftes in die Kerbfurchen zurückfließen. Bei diesen bekannten Stiften spielt sich die gesamte Formänderung in den Randzonen der Stifte ab. Hierbei kann jedoch bei der Wahl nicht ge-' eigneter Werkstoffe eine Beschädigung der Lochwandung oder der StiftoberfLächeeintreten.

Es sind außerdem hülsenförmige Spannstifte bekannt, bei denen eine Hülse teilweise oder ganz geschlitzt ist, so daß sie beim Eindrücken in eine Bohrung, die auch hier von dem Nenndurchmesser der Hülse abweichen kann, sich mit dieser verspannt. Außer dieser Art von Spannstiften sind stiftartige Körper vorgeschlagen worden, die mit tiefen, in das Innere des Stiftes eindringenden Nuten versehen sind und bei denen die neben diesen Nuten liegenden Stiftteile ähnlich wie bei den Hülsenspannstiften zum Ausgleich von Durchmesserunterschieden zwischen Stift und Bohrung federn können. Es ist fernerhin versucht worden, die Verspannungskräfte gegenüber der Lochwandung bei Hülsenspannstiften dadurch zu vergrößern, daß der Hohlraum innerhalb der Hülse durch einen nietartigen Körper ausgefüllt wird. Die bei den Spannstiften zu beobachtende Federung ist jedoch grundsätzlich verschieden gegenüber der Verformung der Stifte nach dem Erfin-'dungsgedanken.

Der Stauchstift nach dem Erfindungsgedanken ist mit prismatischen Nuten versehen, so daß im Inneren des Stiftes zwischen benachbarten Nuten Querschnitte entstehen, die nur einen Teil der Mantelfläche des Stiftes einnehmen, also· kleiner als die Mantelfläche sind, so* daß bei einer beim Eindrücken oder Einschlagen des Stiftes in eine Bohrung auftretenden Belastung der Mantelfläche diese

kleinsten Querschnitte zwischen den-prismatischen NuJien ■ zusammengestaucht werden, so daß der äußere Umfang des gesamten Stiftes verkleinert ,wird, ,sich, dem Lochdurchtnessejr. anpaßt, und mit der Lochwandung infolge deny. Elastizität der nicht an dem Stauchprozeß bSlj;, teiligten Teilen des Stiftes verspannt und·" hierdurch ein sicherer Kraftschluß gegenüber dem Werkstück erzielt wird. Der Stift kann to mit einer größeren dem Umfang des Stiftmantels angepaßten Zahl von prismatischen Nuten versehen werden.

Durch Veränderung der Nutenbreite und der Nutentiefe ist man in· der Lage, den is Stauchquerschnitt und damit .auch die Verspannungskräfte gegenüber der Lochwandung beliebig zu dimensionieren, so daß der Stift auch bei Verwendung von Stiftmaterial hoher Festigkeit beliebigen weniger festen Werk-Stückwerkstoffen angepaßt werden kann, ohne daß unzulässige Flächenpressungen zwischen Stiftmantel und Lochwandung entstehen. Wirken nun auf den Stiftmantel beim Eindrücken oder Einschlagen des Stiftes in eine Bohrung, die natürlich kleiner als der größte Durchmesser des Stiftes sein muß, Verspannungskräfte ein, so kann infolge der größeren Oberfläche des Stiftmantels gegenüber der Fläche des Stauchquerschnittes nur bei letzterem eine bleibende Formänderung eintreten. Durch das Zusammenstauchen dieser kleinsten Querschnitte kann sich der Stift dem Lochdurchmesser leicht anpassen, und es ist eine erhebliche Über- und Unterschreitung des Lochdurchmessers gegenüber dem Nenndurchmesser des Stiftes möglich. Nachdem der Stift sich nach dem Einpressen in eine Bohrung seine Passung geschaffen hat, bleibt er infolge der Elastizität der übrigen Teile des Stiftes, die nicht an dem Stauchprozeß beteiligt sind, gegenüber der Lochwandung verspannt. Infolge der trotz der Nuten zur Verfügung stehenden großen Oberfläche des Stiftmantels tritt ein Reibungskraftschluß gegenüber der Lochwandung ein, der ein sicheres Sitzen des Stiftes bei Beanspruchungen jeglicher Art gewährleistet. Um diesen Kraftschluß noch zu erhöhen, kann der zur Verfügung stehende Stiftmantel mit parallel, senkrecht oder unter einem gewissen Winkel zur Stiftachse verlaufenden Rändelungen, Kerbungen und beliebig angeordneten Aufrauhungen versehen werden.

Der Stift kann oberflächengehärtet sein, da trotzdem innerhalb des Stauchquerschnittes eine Formänderung stattfinden kann, so daß sich der Stift trotz der Oberflächenhärtung seine Passung schaffen kann und infolge der im Inneren des Stiftes noch verbleibenden Elastizität fest gegenüber der Lochwandung verspannt.

Die prismatischen Nuten können mit gleichbleibender oder veränderter Tiefe durch den Stift verlaufen. Der Nutenhals am Um-■,.fange des Stiftes kann über die gesamte

Länge des Stiftes mit gleicher Breite verlaufen oder auch seine' Breite ändern, so daß '='"nierdurch, gleiche Nutentiefe vorausgesetzt, der Stiftmantelumfang verändert wird, wobei bei einer Verkleinerung des Nutenhalses am Stiftmantel eine Konizität des Stiftes entsteht. Die Konizität des Stiftes braucht sich nicht nur auf eine Stiftseite zu erstrecken, sondern kann auch beiderseitig sein. Sie kann sich auch nur über einen Teil des Stiftes erstrecken. Die prismatischen Nuten können in beliebiger Anzahl und beliebiger Länge auf den Stift verteilt sein. Sie können auch spiralförmig verlaufen oder angeordnet sein.

Der Ausdruck Stift erstreckt sich nicht nur auf Verbindungsstifte. Die prismatischen Nuten können auf dem Schaft von nietartigen Körpern mit beliebiger Kopfform-, die den verschiedensten Verwendungszwecken dienen kann, angebracht werden. Es ist fernerhin möglich, Schraubenschäfte und Wellenteile mit den prismatischen Nuten zu versehen. Das Stauchquerschnittprinzig ist nicht nur bei gewölbten Flächen anwendbar, es kann auch an ebenen Flächen Verwendung finden, go ζ. B. auf beliebig geformten Keilen. Da man durch Veränderung der Nutenbreite und der daraus bedingten Änderung des Stauchquerschnittes in der Lage ist, die Verspannungskräfte von Stiften gegenüber Lochwandungen beliebig zu wählen, so können derartige Nuten auch auf Hohlkörpern angeordnet werden, ohne daß beim Eindrücken eine Verformung des gesamten Hohlkörpers, z. B. von Lagerbuchsen, Hülsen u., dgl., eintritt.

Die Herstellung der prismatischen Nuten kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es werden zunächst durch mehrere Walzen mit rechteckigem Querschnitt Nuten mit parallelen Seitenkanten in den Werkstoff eingewalzt. Diese Nuten können auch durch Meißel hergestellt werden, die senkrecht in den Werkstoff eindringen. Fernerhin kann die Nute durch Hindurchziehen des Werkstücks durch einen Ziehring mit mehreren der χ _χο Nutenform angepaßten Zähnen hergestellt werden. Beim Walzen der Nuten als auch bei ihrer Herstellung nach dem Ziehverfahren, können nicht nur Stifte, also Stangenteile, mit Nuten versehen, sondern es kann die gesamte handelsübliche Stange in einem Arbeitsgang genutet werden. · Bei diesem Nutungsvorgang entstehen neben dem Nutenhals auf der Mantelfläche des Stiftes Werkstoffanhäufungen, so daß die zwischen ■ den Nuten liegenden Stiftmantelteile von der Zylinder form abweichen. Nach dem Nutungs-

Vorgang werden die Stifte, gegebenenfalls die ganze Stange, durch einen kreisringförmigen Kaliberring gezogen, wobei der Stiftmantel sich der Kaliberform anpassen muß, so daß die zylindrische Form des Stiftmantels wieder entsteht. Hierbei bilden sich die prismatischen Nuten. Je nach dem Unterschied der Größe des Durchmessers der Bohrung des Kaliberringes gegenüber dem Ursprungsdurchmesser des Stiftes tritt ein mehr oder weniger starkes Schließen der Nuten ein. Die Herstellung des kreisförmigen Querschnittes der Stifte kann auch durch Walzen erfolgen, die einen dem gewünschten Stiftdurchmesser angepaßten Querschnitt haben müssen. Diese Walzen können beim Auswalzen eines Stiftes so durch Nocken, Exzenter o. dgl. gesteuert werden, daß sie sich radial zum Stift verschieben, wobei ein mehr oder weniger starker Anpressungsdruck auf den zwischen den Nuten des Stiftes liegenden Stiftmantel ausgeübt wird, so daß die Breite des Nutenhalses über die Stiftlänge verschieden ausfällt, womit eine Durchmesser Verschiedenheit des Stiftes verbunden ist. Hierdurch ist man in der Lage, dem Stift eine Konizität zu erteilen. Es ist fernerhin möglich, dem Stiftmantel durch Stempel, die sich radial zum genuteten Stift bewegen können, die Kreisform zu geben. Die Herstellung der rechteckigen Nutenform nach dem Stempelverfahren sowie das Schließen des oberen Teiles der rechteckigen Nut und die damit verbundene Anpassung des Stiftumfanges an dieZylinderform gleichfalls nach dem Stempelverfahren findet Anwendung bei Körpern, die Köpfe tragen, beispielsweise bei Nieten, Schrauben, Ringösen.

In den Zeichnungen ist in Fig. 1 bis 21 der Erfindungsgegenstand an Beispielen dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die Wirkungsweise eines mit prismatischen Nuten versehenen Stauchstiftes, Fig. 2 den Querschnitt durch einen Stauchstift, Fig. 3 einen in die Bohrung eines Werkstückes eingedrückten Stauchstift, Fig. 4 die perspektivische Darstellung eines Teiles eines Stauchstiftes, Fig. 5 einen Stauchstift mit gleichmäßiger Nutentiefe und gleichem Außendurchmesser, Fig. 6, 7 Querschnitte durch Fig. 5, Fig. 8 einen Stauchstift mit gleichmäßiger Tiefe der Nute und mit über die Länge des Stiftes abnehmendem Außendurchmesser, Fig. 9, 10 die Querschnitte durch den Stauchstift nach Fig. 8, Fig. 11 einen Stauchstift mit gleichmäßiger Tiefe der Nute und nach beiden Seiten des Stiftes abnehmendem Außendurchmesser des Stiftes, Fig. 12 bis 14 die Querschnitte durch einen Stift nach Fig. 11, Fig. 15 einen nur teilweise mit prismatischen Nuten versehenen Stift, Fig. i6, 17 die Querschnitte durch den Stift nach Fig. 15, Fig. 18 einen mit spiralförmig verlaufenden prismatischen Nuten versehenen Stift, Fig. 19 den Querschnitt durch den Stift nach Fig. 18, Fig. 20 einen mit einer größeren Zahl von prismatischen Nuten versehenen Stift, Fig. 21 den Schnitt durch den Stift nach Fig. 20.

In Fig. ι wird der zwischen zwei benachbarten Nuten liegende trapezförmige Teil des Stauchstiftes 1 mit 9 bezeichnet. Der den Mantel des Stiftes bildende Umfang ist mit 3 bezeichnet. Wird auf dem Stiftmantel 3 eine Pressung ausgeübt, die beim Eindrücken oder Einschlagen eines derartigen Stiftes in eine Bohrung eintritt, so wird der kleinste zwischen benachbarten Nuten liegende Querschnitt 10 zusammengestaucht. Die zwischen den Nuten liegenden trapezförmigen Teile 9 bewegen sich radial nach dem Zentrum des Stiftes und nehmen bei eingedrückten Stiften die Lage 9' ein. Der Stauchstift hat sich hierdurch seine Passung gegenüber der Bohrung selbst geschaffen. Die in dem Teil 9 als auch die in den um den Mittelpunkt verteilten Partien des Stiftes vorhandene Elastizität bewirkt nach dem Eindrücken des Stiftes in eine Bohrung eine Verspannung gegenüber der Lochwandung. Durch die elastische Wirkung federt nach dem Ausdrücken des Stiftes der zwischen den Nuten liegende trapezförmige Teil zurück in die Lage 9" nach Fig. ι. In Fig. 2 ist der Querschnitt durch den Stift nach dem Erfindungsgedanken dargestellt. Die prismatischen Nuten sind mit 11 bezeichnet, der zwischen den Nuten liegende Teil des Stiftes mit 9, der Stiftmantel vor dem Eindrücken des Stiftes mit 3. Nach dem Eindrücken in eine Bohrung erhält dann der Stiftmantel einen Umfang, der der Boh- ioo rung 4, die gestrichelt in Fig. 2 eingezeichnet ist, entspricht. In Fig. 3 ist ein derartiger Stift wiedergegeben mit der Verspannungskraft 8 gegenüber einer Lochwandung 4 des Werkstückes 2. Der äußere Umfang des Stiftes hat sich der Lochwandung angepaßt. Der ursprüngliche Durchmesser ist mit 3 bezeichnet und gestrichelt in diese Figur mit ■ eingezeichnet. Der Stauchquerschnitt 10 hat die Formänderungsarbeit übernommen, während die Teile 9' und die um den Mittelpunkt des Stiftes verteilten Partien des Stiftes infolge ihrer elastischen Wirkung die Verspannung bewirken. Durch den größeren Umfang der Mantelfläche 3, auf die die Verspannungskräfte gleichmäßig verteilt sind, werden nur Pressungen sowohl auf den Stift als auch auf die Lochwandung ausgeübt, die ein zulässiges Maß nicht überschreiten. In Fig. 4 ist ein zwischen zwei benachbarten Nuten liegender Teil der Mantelfläche perspektivisch dargestellt. Der trapezförmige Teil ist mit 9

bezeichnet, der Staüchquerschnitt mit io und der Stiftkörper mit r. Der prismatische Querschnitt 11 kann nach Fig. 5 bis 7 mit gleichmäßiger Tiefe und gleichmäßiger Nutenhaisbreite über die gesamte Stiftlänge verlaufen. Wird nach Fig, 8 bei gleichmäßiger Tiefe der prismatischen Nuten die Breite des Nutenhalses über die Stiftlänge verändert, so erhält der Nutenstift 1 eine konische Form.

ίο Die Konizität des Stiftes braucht sich nach Fig. π bis 14 nicht nur auf ein Stiftende erstrecken, sondern der Stift kann beiderseitig verjüngt verlaufen. Bei gleichmäßiger Nutentiefe müssen dann die Nutenhaisbreiten an beiden Stiftenden abnehmen. Die Nuten 11 können nach Fig. 15 bis 17 in beliebiger Zahl und in verschiedener Lage auf dem Stiftmantel angeordnet sein. Sie können nach Fig. 18 und 19 spiralförmig über die Stiftlänge verlaufen. " In Fig. 20, 21 wird ein Stauchstift gezeigt mit einer größeren Anzahl von prismatischen Nuten.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Axial genuteter Stauchstift für elastischen Preßsitz in rohen Löchern von Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ausgleich der Durchmess er unterschiede zwischen Stift und Bohrung erforderliche Verformung an den zwischen den prismatischen Nuten stehengebliebenen, im Inneren des Stiftes liegenden Wurzeln der Stege zwischen den Nuten erfolgt.
2. 2.. Stauchstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Nutengrundes der prismatischen Nuten von der Stiftlängsachse über die gesamte Stiftlänge verschieden ist.
3. 3. Stauchstift nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die prismatischen Nuten sich nur über einen Teil des Stiftmantels erstrecken und an beliebiger Stelle und in beliebiger Zahl auf diesem angeordnet sind.
4. 4. Stauchstift nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verkleinerung der Nutenweite am Stiftumfang der Stift eine konische Form erhält.
5. 5. Stauchstift nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß seine Mantelfläche nach einem Oberflächenhärtungsverfahren gehärtet wird, ohne daß die Formänderungsmöglichkeit an der Stegwurzel im Stift beeinträchtigt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen