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Verfahren zur Zapfenverbindung von Teilen
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zapfenverbindung von Teilen,
bei welchem der in Schaft und Kopf unterteilte Verbindungszapfen mittels eines sich
in der Schafthöhlung verlagernden Dornes verformt wird.
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Es sind Blindnieten bekannt, die nach diesem Verfahren angesetzt werden.
In die zueinander fluchtenden Bohrungen der zu verbindenden Teile wird vorerst der
Blindniet eingesteckt. Danach gelangt die Vorrichtung in Wirkung, welche den mit
einer Abrißstelle versehenen Dorn aus der Schafthöhlung des als Blindniet ausgestalteten
Verbindungszapfens herauszieht, wobei am freien Ende des Verbindungszapfens ein
Kopf geformt wird. Dieses Verfahren erweist sich als sehr kostspielig, da jeder
Verbindungszapftn mit einem Dorn auszustatten ist, der nach dem Verbindungsvorgang
ein Wegwerfteil darstellt. Auch läßt oftmals der straffe Sitz der zu verbindenden
Teile zu wünschen übrig. Außerdem besteht nicht die Möglichkeit eines Lösens dieser
Zapfenverbindung, ohne diese selbst zu zerstören.
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Sodann kennt man Hohlniete zur Verbindung zweier Teile. Beim Durchwandern
der Schafthöhlung formt der an seinem freien Ende kegelstumpfförmig erweiterte Dorn
den anderen Kopf des Hohlniets. Anschließend wird die Höhlung durch einen Füllstift
verschlossen. Auch dieses Verfahren ist herstellungstechnisch aufwendig und die
Zapfenverbindung nicht lösbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben,
das kostensparend herzustellende Zapfenverbindungen ermöglicht unter Erzielung eines
festen Sitzes der zu verbindenden Teile, welche Zapfenverbindung eventuell auch
lösbar ist, ohne diese zu zerstören.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der von der Kopfseite in die
Höhlung einfahrende, gegenüber der Höhlung querschnittsgrößere Dorn die Mantelwand
des Schaftes in Gewinderillen des einen Befestigungsteiles formschlüssig eindrückt.
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Zufolge derartiger Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßes Verfahren
angegeben, daß sich kostensparend durchführen läßt. Der eine Befestigungsteil braucht
keine Durchgangsbohrung auszubilden. Die Bohrung dieses Befestigungsteils ist lediglich
mit Gewinderillen auszustatten. Nach Einstecken des Verbindungszapfens in diese
Bohrung kann der Dorn von der Kopfseite in die Höhlung einfahren, wobei der Verbindungszapfen-Kopf
in Anlagestellung zu den zu verbindenden Teilen gedrückt wird. Durch den gegenüber
der Höhlung querschnittsgrößeren Dorn erfolgt dabei die Verformung im Schaftbereich,
wobei dessen Material in die Gewinderillen des Befestigungsteils eingedrückt wird.
Es ist verständlich, daß eine solche Formgebung des Verbindungszapfens und Materialwahl
vorliegt, daß die Zerreißgrenze des Verbindungszapfens oberhalb der Fließgrenze
des Materials liegt. Nach dem Verformungsvorgang verläßt der Dorn die Schafthöhlung
und kann dann in die Schafthöhlung eines weiteren Verbindungszapfens einfahren.
Bezüglich des Dornes handelt es sich somit nicht um ein Wegwerfteil, was die eingangs
erwähnte kostengünstige Herstellung solcher Zapfenverbindungen zuläßt. Insbesondere
ist eine
solche Zapfenverbindung dort einsetzbar, wo kein zu großer
Axialdruck auftreten kann und wo keine hohen seitlichen Abscherkräfte vorliegen.
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Diese Zapfenverbindung eignet sich besonders dort, wo Schrauben als
Verbindungszapfen eingedreht werden sollen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird
aus dem Verbindungszapfen nach Einfahren des Dornes eine Schraube, so daß anschließend
die Möglichkeit eines Lösens dieser Verbindung besteht. Gegebenenfalls kann dieses
Verfahren bei voll automatisch arbeitenden Anlagen Verwendung finden, um beispielsweise
bei der Schloßmontage die Schloßdecke dem Schloßkasten zuzuordnen.
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Der Verbindungszapfen zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich
dadurch aus, daß sich die Höhlung des Schaftes aus zwei aneinander anschließenden
Abschnitten unterschiedlicher Querschnittsgröße zusammensetzt derart, daß der kopfseitig
liegende querschnittsgrößere Abschnitt als Mehrkantöffnung zum Einstecken eines
Schraubwerkzeugs gestaltet ist.
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Diesen größeren Abschnitt durchfährt daher der Dorn, ohne die Mantelwand
des Schaftes in diesem Bereich zu verformen. Nach dem Verformen des übrigen Abschnitts
ist das Lösen der Zapfenverbindung einfach vornehmbar, und zwar dadurch, daß in
die Mehrkantöffnung ein Schraubwerkzeug eingeführt wird. Unter formschlüssiger Mitnahme
kann dann der zur Schraube gewordene Verbindungszapfen herausgedreht werden. Bei
Beschädigung oder Verlust desselben ist eine handelsübliche Schraube einsetzbar,
da das Gewinde im Befestigungsteil erhalten bleibt.
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Eine sichere Mitnahme des Verbindungszapfens durch das Schraubwerkzeug
ist dadurch ermöglicht, daß der Kopf als Senkkopf und der querschnittsgrößere Abschnitt
länger ausgebildet ist als die Höhe des Kopfes.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch
aus, daß der endseitig gerundete Dorn auf seiner Mantelfläche mit Längsnuten ausgestattet
ist. Die endseitige Rundung führt zu einer Zentrierung des Dornes in der Schafthöhlung.
Ferner erlaubt sie ein kontinuierliches Verformen der Schaftwandung. Die Längsnuten
bringen dabei den Vorteil eines verbesserten Fließverhaltens der Mantelwandung zur
Seite hin. Je nach Beschaffenheit des Werkstoffs können die Längsnuten im Dorn in
der Anzahl und im Querschnitt verschieden sein.
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Sodann ist es noch von Vorteil, daß die Längsnuten unterschiedlich
lang sind und je zwei sich gegenüberliegende Längsnuten gleiche Länge besitzen.
Daher wird durch diese Maßnahme noch eine Verdrehsicherung ermöglicht, die ein ungewolltes
Lösen der Zapfenverbindung ausschließt.
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Nachstehend wird das Verfahren anhand eines zeichnerisch veranschaulichten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht eines Einsteckschlosses
für Rohrrahmentüren, bei welchem Einsteckschloß die Schloßdecke mittels entsprechender
Verbindungszapfen gehalten ist, Fig. 2 in vergrößerter Darstellung eine Ansicht
des Dornes, Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Verbindungszapfen vor seinem Verformen,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch die zu verbindenden Teile,
Fig.
5 in stark vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch die zu verbindenden
Teile, bei eingesetztem Verbindungszapfen und teilweise in die Schafthöhlung eingefahrenem
Dorn, Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung, wobei der Dorn vollständig
eingefahren ist und die Schaftwandung im entsprechenden Bereich verformt hat, Fig.
7 den Schnitt nach der Linie VIl-VIl in Fig. 6 und Hg. 8 eine der Fig. 6 entsprechende
Darstellung, wobei der Dorn die Schafthöhlung verlassen hat und wobei der querschnittsgrößere,
zu einer Mehrkantöffnung gestaltete Abschnitt ein Schraubwerkzeug aufnimmt.
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Das in Fig. 1 dargestellte Einsteckschloß 1 für Rohrrahmentüren weist
in bekannter Weise einen Schloßboden 2 mit rechtwinklig dazu stehender Stulpplatte
3 auf. Parallel zum Schloßboden 2 erstreckt sich eine Schloßdecke 4. Der parallele
Abstand zwischen Schloßboden 2 und Schloßdecke 4 wird gewahrt durch Büchsen 5. Das
eine Ende 5' jeder Büchse 5 durchsetzt eine Öffnung 6 des Schloßbodens und ist dort
vernietet. Somit bildet die Büchse 5 in Verbindung mit dem Schloßboden 2 ein Befestigungsteil
B.
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Die Büchse 5 des Befestigungsteiles B enthält eine zentrale mit Gewinderillen
7 ausgestattete sacklochartige Bohrung 8, deren Öffnung 8' sich
kegelstumpfförmig
erweitert. Letztere geht in eine Senkbohrung 9 der Schloßdecke 4 über.
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Der Verbindungszapfen 10 setzt sich aus einem Schaft 11 und einem
Kopf 12 zusammen, welcher beim Ausführungsbeispiel als Senkkopf ausgebildet ist.
In dem Verbindungszapfen 10 ist eine vom Kopf 12 ausgehende sacklochartige Schafthöhlung
13 vorgesehen. Diese setzt sich aus zwei aneinander anschließenden Abschnitten 13'
und 13" zusammen derart, daß der kopfseitig liegende querschnittsgrößere Abschnitt
13' als Mehrkantöffnung gestaltet ist. Beim Ausführungsbeispiel ist es eine Sechskantöffnung.
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Der querschnittsgrößere Abschnitt 13' ist auch länger ausgebildet
als die Höhe des Kopfes 12.
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Der Durchmesser des Schaftes 11 ist etwas kleiner als die Bohrung
8 der Büchse 5, so daß der Verbindungszapfen 10 in die Bohrung 8 eingesteckt werden
kann.
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Der die Schaftwandung verformende Dorn 14 ist im Querschnitt kreisförmig
gestaltet. Endseitig weist er eine Rundung 15 auf. Ihr gegenüberliegend setzt sich
der Dorn 14 in ein querschnittsgrößeres Einspannende 16 fort, welches in ein Futter
einer manuell bedienbaren Pistole oder einer Maschine eingespannt werden kann. Auf
seiner Mantelfläche weist der Dorn 14 diametral sich gegenüberliegende Längsnuten
17, 18 auf. Die Längsnuten 17, 18 sind unterschiedlich lang bemessen, wobei zwei
sich gegenüberliegende Längsnuten 17, 18 gleiche Länge besitzen. Die kürzeren Längsnuten
18 erstrecken sich am freien Ende des Dornes 14, während die längeren Längsnuten
17 dicht vor dem Einspannende 16
auslaufen. Der Durchmesser des
Dornes 14 ist so groß bemessen, daß der Dorn mit Spiel in den querschnittsgrößeren
Abschnitt 13' eintauchen kann. Er ist jedoch querschnittsgrößer als der Abschnitt
13" der Höhlung 13.
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Das Verbinden des Befestigungsteils B mit der Schloßdecke 4, welches
das andere Teil darstellt, geschieht dadurch, daß nach dem Auflegen der Schloßdecke
4 die Verbindungszapfen 10 eingesteckt werden. Beim anschließenden Einfahren des
Dornes 14 in die Schafthöhlung 13 durchwandert der Dorn vorerst die Mehrkantöffnung
13' mit Spiel. Sobald das gerundete Ende 15 in den querschnittskleineren Abschnitt
13" gelangt, erfolgt ein Verformen der Mantelwand im entsprechenden Bereich, wobei
die Mantelfläche des Schaftes 11 in die Gewinderillen 7 der Bohrung 8 formschlüssig
eingedrückt wird. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wirkt demnach eine durch Pfeile dargestellte
Kraft in Verbindungsrichtung, die zu einem straffen Sitz der zu verbindenden Teile
4, 13 führt. Durch weiteres Einfahren des Dornes 14 in die Schafthöhlung 13 verformt
dieser die Schaftwandung gemäß Fig. 6. Dadurch erhält die Mantelfläche des Schaftes
ein in die Gewinderillen 7 eintretendes Außengewinde 11'. Die unterschiedlich lang
bemessenen Längsnuten 17, 18 verbessern während des Einfahrens des Dornes in die
Höhlung 13 das Fließverhalten des Materials zur Seite hin. Darüber hinaus führen
sie zu Unterbrechungsstellen 19 im Gewinde 11' der Schaftwandung, vergl. Fig. 7,
so daß auch die Gefahr eines Selbstlösens der Zapfenverbindung verhindert ist.
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Das Lösen der Zapfenverbindung kann dadurch erfolgen, daß in die Mehrkantöffnung
13' ein Schraubwerkzeug 20 eingeführt wird. Bezüglich
desselben
handelt es sich um einen innensechskantschlüssel , mittels welchem der zur Schraube
gewordene Verbindungszapfen aus der mit Gewinderillen 7 versehenen Bohrung 8 des
Befestigungsteils B herausgeschraubt werden kann.
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Um eine irreversible Verbindung zu erhalten, wäre es möglich, anstelle
von Gewinderillen parallel zueinander verlaufende Ringnuten vorzusehen, in welche
das Material des Schaftes eingedrückt wird.
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Anstatt einer Mehrkantöffnung wäre auch ein Schlitz im Kopf 12 des
Verbindungszapfens denkbar, um mittels eines Schraubendrehers den Verbindungszapfen
herausdrehen zu können.
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Je nach Einsatzzweck kann für den Verbindungszapfen Stahl, Edelstahl,
Aluminium, Messing oder ähnliches Material gewählt werden. Gute Verformbarkeit des
Materiales ist jedoch Voraussetzung dafür, daß sich das Material durch den Dorn
in die Gewinderillen eindrückt.
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Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten
neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht
ausdrücklich beansprucht sind.