DE3325469A1

DE3325469A1 - Mit einem bolzen versehene knotenverbindung

Info

Publication number: DE3325469A1
Application number: DE3325469A
Authority: DE
Inventors: Elton G. Sidney Ohio Kaminski
Original assignee: Stolle Corp
Current assignee: RADIATION SYSTEMS Inc STERLING VA US
Priority date: 1982-07-16
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1984-01-19
Anticipated expiration: 2003-07-15
Also published as: GB2123514A; US4427318A; GB8318853D0; IT1162904B; FR2530307A1; CA1213413A; NL8302524A; FR2530307B1; DE3325469C2; AU558595B2; AU1682483A; JPS5926611A; GB2123514B; IT8367763A0

Description

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (4) so ausgebildet ist, daß er sich unter dem Druck verformt, so daß ein Teil wenigstens des verformten Vorsprunges in die Durchgangsöffnung (8) eintritt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (3) unter einem Winkel leicht nach außen gebogen sind, so daß das Rohr (7) leicht zwischen die Flansche gehen kann, wobei die Flansche im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wenn sie fest zusammen gegen die Außenfläche des Rohres (7) gezogen sind.

Patentanwälte. München

'Bi PÄ-RTNER · ·· · »

EiwOp&an P*a<ent · Attorneys (ι Stuttgart

The Stolle Corporation
1501 Michigan Street

Sidney, Ohio 45365 /V.St.A,

Unser Zeichen: S 3169

14. Juli 1983

Mit einem Bolzen versehene Knotenverbindung

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Verfahren zur Verbindung von zwei metallischen Teilen miteinander und insbesondere auf eine Verbindung, bei der die zu verbindenden Teile leicht zusammengepaßt werden können, die jedoch, wenn sie einmal verbunden sind, gegen eine relative Bewegung gehalten sind.

Es gibt eine Vielzahl von Verfahren zum Zusammenschrauben von metallischen Teilen, die nach dem Zusammenbau eine Relativbewegung zwischen den zusammengeschraubten Teilen verhindern. Dies kann beispielsweise durch Verringerung der Größe des Bolzenloches in den zu verbindenden Teilen ausgeführt werden. Tatsächlich muß in einigen Fällen der Bolzen nach vorn durch die Löcher getrieben werden, die kein Spiel über den Bolzendurchmesser haben, woraus sich ein Festsitz oder eine Passung mit Übermaß ergibt. Es wurde festgestellt, daß eine derartige Anordnung ein günstiges Ergebnis erzielt, wenn es sich bei dem Bolzen um eine geschnittene Schraube handelt, daß heißt, daß der Durchmesser über die Gewinde dem Schaftdurchmesser der Schraube entspricht. In den Fällen von Bolzen, deren Gewinde gerollt sind, ist der Durchmesser über dem Gewinde größer als der Schaftdurchmesser. Wenn dementsprechend die Löcher in den zu verbindenden

²^ Teilen so bemessen sind, daß sie kein Spiel über den Gewinden hab°n, existiert tatsächlich ein Spiel über dem Schaft, da dessen Durchmesser geringer ist. Das bedeutet, daß nach dem Verbinden der Teile der Festsitz verlorengeht, der sonst eine Bewegung zwischen den Teilen verhin-

dert.

Natürlich besteht ein anderes konventionelles Verfahren zur Verbindung derartiger Teile darin, beim Verbinden der Teile die Mutter und den Bolzen zu überdrehen. Wenn in diesem Fall einer der zu verbindenden Teile ein Rohr oder eine Rohrleitung ist, ergibt dieses Verfahren ein Abflachen des Rohres, so daß dieses Verfahren im allgemeinen unbefriedigend ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Bolzen versehene Knotenverbindung zur Verbindung erster und zweiter Teile, insbesondere metallischer Teile, zur Verhinderung einer relativen Bewegung zwischen den Teilen, wenn diese einmal verbunden sind. Einer der Teile ist mit einem sich nach außen erstreckenden, hohlen Vorsprung versehen, der nach innen geneigte Seiten hat. Eine Bohrung erstreckt sich in axialer Richtung durch den Vorsprung. Der andere zu verbindende Teil hat eine Öffnung, in die der Vorsprung teilweise hineingepaßt wird. Ein Bolzen ist durch die Bohrung des Vorsprunges und durch die Öffnung hindurchgesteckt. Eine Vorrichtung, beispielsweise eine Gewindemutter, wird auf den Bolzen zum festen Zueinanderziehen der ersten und zweiten Teile aufgeschraubt, so daß der Vorsprung verformt und in die Öffnung eingedrückt wird, so daß er gegen den anderen metallischen Teil und die äußere Fläche des Bolzenschaftes gedrückt ist. Die Verbindung unterliegt auf diese Weise einem Festsitz oder einer Passung mit Übermaß zwischen den verbundenen Teilen zur Verhinderung einer Relativbewegung ohne die Gefahr einer Verformung einer der beiden Teile.

Zur beispielhaften Darstellung wird die Erfindung bei einer mit einem Rohr zu verbindenden Montagekonsole oder Montage-²^ halter und für eine Verbindung von flachen Platten beschrieben. Es ist verständlich, daß die Grundgedanken der Erfindung auf zu verbindende Teile irgendeiner Form und Größe ausgedehnt werden können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung sind:

Fig. 1 ein Ausschnitt einer Seitenansicht eines ersten

Ausführungsbeispiels der Erfindung zur Verbindung eines Montagebügels mit einem Rohr, wobei die verbindenden Teile zusammengepaßt, jedoch nicht befestigt sind,

Fig. 2 ein Teil eines Querschnittes längs der Linie 2-2 in der Fig.1,

Fig. 3 ein Teil eines Querschnittes des Ausführungsbeispieles der Fig.1, wobei die Teile miteinander verbunden sind/

Fig. 4 ein Teil eines Querschnittes durch ein zweites Ausführungsbeispiel, das zur Verbindung eines

Paares von parallel sich erstreckenden flachen Platten verwendet wird und

Fig. 5 ein Teil eines Schnittes durch das Ausführungs beispiel der Fig.4, bei dem die flachen Plat

ten miteinander verbunden sind.

Zur beispielhaften Darstellung zeigt das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig.1 bis 3 dargestellt ist, eine dreieckförmige Stütze, Konsole oder Halter 1 von im allgemeinen U-förmigem Querschnitt. Die Konsole 1 ist durch einen unteren Stegabschnitt ausgebildet, der an seinen Seitenkanten in nach oben gebogenen Flanschen 3 endet. Es sei bemerkt, daß die Konsole 1 aus irgendeinem formbarem Material ausgeführt ist, insbesondere aus einem metallischen Material, beispielsweise Aluminium, Stahl oder dergleichen.

Jeder Flansch ist mit einem sich nach innen erstreckenden,

hohlen Vorsprung 4 ausgebildet, der im allgemeinen sich nach innen neigende Seiten 5 hat, die dem Vorsprung den Anschein eines Kegelstumpfes eines kreisförmigen Kegels geben.Jeder Vorsprung hat eine kreisförmige Bohrung 6, die sich hindurcherstreckt, wobei der äußere Durchmesser der Bohrung größer ist als der innere Durchmesser der Bohrung bedingt durch die geneigte Art der Vorsprungseiten.

Der mit der Konsole 1 zu verbindende Teil besteht aus einer zylindrischen Rohrleitung oder einem Rohr 7, die bzw. das ebenfalls aus einem metallischen Material, beispielsweise aus Aluminium, Stahl oder dgl./ ausgeführt ist. Das untere Ende des Rohres 7 ist mit einem Paar von koaxialen Durchgangsöffnungen 8 ausgeführt, die einen etwas größeren Durchmesser haben als der kleinste Durchmesser des Vorsprunges 4, jedoch größer als der maximale Durchmesser des Vorsprunges 4. Mit anderen Worten, kann der Vorsprung 4 nur teilweise in die Durchgangsöffnung 8 eingepaßt werden.

Wie dies am besten aus der Fig.2 ersichtlich ist, sind die Flanschteile 3 der Konsole 1 leicht gespreizt, so daß das untere Ende des Rohres 7 leicht zwischen die innersten Enden der Vorsprünge 4 paßt. Die zwei Teile sind zunächst durch das Anordnen des Rohres 7 ineinandergepaßt, so daß die Durchgangsöffnungen 8 im wesentlichen koaxial zu den hohlen Bohrungen 6 der benachbarten Vorsprünge verlaufen.

Ein länglicher Bolzen 9 mit einem Gewindeschaft 10 wird dann durch die beiden Vorsprünge gemäß Fig.3 hindurchgesteckt. Im allgemeinen ist der äußere Durchmesser des Schaftes 10 geringfügig kleiner als der minimale Durchmesser der Bohrung 6, so daß der Bolzen leicht hindurchgesteckt werden kann.

Ein Ende des Bolzens 9 ist mit einem sechskantförmigen Bolzenkopf 11 versehen, der an seiner inneren Fläche einen

scheibenartigen Flansch 12 hat, der gegen die äußerste Fläche des rechten Flansches 3 anliegt, wie dies aus Fig.3 hervorgeht. Eine übliche Schraubenmutter 13 ist auf den Teil des Bolzenschaftes 10 aufgeschraubt, der aus dem rechten Flansch 3 hervorsteht, wie dies aus Fig.3 ersichtlich ist. Falls dies erwünscht ist, kann eine Unterlegscheibe 14 zwischen der inneren Fläche des Bolzens 12 und der äußeren Fläche des rechten Flansches 3 vorgesehen sein.

Die Mutter 13 wird dann auf dem Gewindebolzen festgezogen, um die Flansche 3 fest gegeneinanderzuziehen, so daß jeder der Vorsprünge in die benachbarte Öffnung eingedrückt wird. Wie dies aus Fig.3 ersichtlich ist, ist der äußere Abschnitt jeder der Seiten 5 jedes Vorsprunges gegen die Kante der benachbarten Öffnung 8 gedrückt und erzeugt dadurch eine feste kraftschlüssige Passung. Gleichzeitig wird die innere Kante des Vorsprunges fest gegen die äußere Fläche des Schaftes 10 gedrückt, wodurch wiederum eine Preßpassung erzeugt wird. Wenn demgemäß der Vorsprung in jede der Öffnungen eingedrückt ist, verformt er sich und er wird gegen die zugehörige Rohrwand und die äußere Fläche des Bolzenschaftes gedrückt, wodurch eine relative Bewegung zwischen der Konsole 1, dem Rohr 7 und dem Bolzen 9 verhindert wird.

Es sei bemerkt, daß die Abmessung des verwendeten Metalls und die spezielle Geometrie des hohlen Vorsprunges 4 abhängig von der besonderen Gestaltung der zu verbindenden Teile verändert werden können. Darüber hinaus kann der Bolzenschaft mit Gewinden versehen sein, die entweder aufgeschnitten oder aufgerollt sind. In beiden Fällen wird beim Festziehen des Bolzens die Verformung der Vorsprünge die Teile fest zusammenhalten,ohne die Gefahr einer Eindrückung des mit einer dünnen Wandung ausgeführten Rohres

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig.4 und 5 dargestellt, in denen ähnliche Elemente, wie

oben beschrieben, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. 30

Diese Gestaltung ist dazu bestimmt, zwei flache, überlappende Metallteile miteinander zu verbinden, von denen ein Teil mit 20 und der andere Teil mit 21 bezeichnet ist. Der Teil 20 ist mit einer Durchgangsöffnung 8 ähnlich der Größe und Gestalt versehen, die vorher beschrieben worden ist. Der Teil 21 ist mit einem hohlen Vorsprung 4 versehen, der in der Größe und Gestalt dem vorher beschriebenen Vorsprung ähnelt.

Ein mit einem Kopf versehener Bolzen 9 hat einen Gewindeschaft 10 mit einer zusammenarbeitenden Unterlegscheibe 14, einer Mutter 13 und nach Wunsch einem Sprengring 22.

Wie dies aus Fig.4 ersichtlich ist, sind die Teile 20 und 21 zunächst zusammengesetzt, so daß der Vorsprung 4 teilweise in die Durchgangsöffnung 8 paßt. Wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel wird die Mutter 13 dann befestigt, um die Teile 20 und 21 fest zusammenzuziehen, so daß der Vorsprung 4 in die öffnung 8 gedrückt wird und sich gemäß Fig.5 verformt. Diese Wirkung erzeugt eine Metallzumetallberührung zwischen der äußeren Fläche des Vorsprunges 4 und der inneren Fläche der zu dem Teil 20 gehörenden Durchgangsöffnung 8 sowie eine Metallzumetallberührung zwischen der inneren Fläche des Vorsprunges 4 und der äußeren Fläche des Schaftabschnittes des Bolzens 9. Wie in dem vorigen Ausführungsbeispiel sind die Teile nun fest miteinander gegen eine Relativbewegung verklammert.

Es sei bemerkt, daß verschiedene Veränderungen in den Details, den Schritten, den Materialien und den Anordnungen der Teile, die hier zur Erläuterung der Erfindung beschrieben und dargestellt sind, von dem Fachmann im Rahmen des Erfindungsgedankens, wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck kommt, vorgenommen werden können.

Leerseite

Claims

The Stolle Corp., 45365 Sidney, Ohio, US (74) Vertreter: Prinz, E., Dipl.-Ing.; Leiser, G., Dipl.-Ing.; Schwepfinger, K., Dipl.-Ing., 8000 München; Bunke, M., Dipl.-Ing., 7000 Stuttgart; Bunke, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Degwert, H., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 8000 München Mit einem Bolzen versehene Knotenverbindung Die Erfindung bezieht sich auf eine Knotenverbindung zur Verbindung von zwei metallischen Teilen zur Verhinderung einer Relativbewegung zwischen den Teilen. Einer der Teile ist mit einem hohlen, verformbaren Vorsprung mit nach innen geneigten Seiten ausgebildet, der so bemessen ist, daß er teilweise in eine zugehörige Durchgangsöffnung in dem anderen Teil gleitend hineinpaßt. Die anderen Teile sind durch eine Mutter und einen Bolzen so zusammengedrückt, daß der Vorsprung sich verformt und eine Metallzumetallberührung mit dem anderen Teil und mit dem Schaft des Bolzens herstellt. Ein erstes Ausführungsbeispiel beschreibt die Knotenblechverbindung mit einem hohlen Rohr und einer U-förmigen Konsole. Ein zweites Ausführungsbeispiel beschreibt die Verbindung zur Befestigung von flachen Platten in parallelem überlappenden Verhältnis. (33 25 469) BUNDESDRUCKEREI 12.83 308 063/544 Patentansprüche

1. Verbindungsvorrichtung zur Verbindung von ersten und zweiten metallischen Teilen, gekennzeichnet durch einen ersten Teil (3/20) mit einem sich nach außen erstreckenden, hohlen Vorsprung (4) mit nach innen geneigten Seiten (5), wobei sich eine Bohrung (6) in axialer Richtung hindurcherstreckt, durch einen zweiten Teil (7,21) mit einer Durchgangsöffnung (8), die geringfügig kleiner bemessen ist als die maximale äußere Abmessung des Vorsprunges (4), wobei der Vorsprung (4) teilweise in die Durchgangsöffnung (8) paßt, durch einen Bolzen (9) , der einen länglichen Bolzenschaft (10) besitzt, der sich durch die Bohrung (6) und die Durchgangsöffnung (8) erstreckt, und durch eine Vorrichtung (13), die betriebsmäßig mit dem Bolzen (9) verbunden ist, um den ersten Teil (3,20) und den zweiten Teil (7,21) fest so gegeneinander zu ziehen, daß der Vorsprung (4) in die Durchgangsöffnung (8) und gegen den zweiten Teil (7,21) sowie gegen die äußere Fläche des Bolzenschaftes (10) zur Verhinderung einer Relativbewegung zwischen dem ersten Teil (3,20) und dem zweiten Teil (7,21) gedrückt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (4) so ausgestaltet ist, daß er sich unter dem Druck so verformt, daß die äußere Fläche des

Vorsprunges (4) eine Metallzumetallberührung mit der Kante der Durchgangsöffnung (8) herstellt und die Innenfläche des Vorsprunges (4) eine Metallzumetallberührung mit dem Schaft (10) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil aus einem hohlen Rohr (7) mit einem Paar von gegenüberliegenden Durchgangsöffnungen (8) ist,

die sich durch die Seitenwände des angrenzenden Endes erstrecken, daß der erste Teil aus einer U-förmigen Konsole (1) mit einem unteren Stegabschnitt (2) und Flanschabschnitten (3) besteht, die sich beide von den Enden des Stegabschnittes (2) erstrecken, wobei jeder der Flansche (3) einen nach innen gerichteten Vorsprung (4) hat, der mit jeweils einer der Durchgangsöffnungen (8) ausgerichtet angeordnet ist, wenn das Rohrende zwisehen den Flanschen passend eingeschoben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (9) einen länglichen Bolzen mit einem vergrößerten Kopf (11) an einem Ende hat, der gegen die Außenfläche des einen Flansches (3) angeordnet ist, einen Gewindeschaft (10) und eine Mutter (13) hat, die auf das andere Ende des Bolzens aufgeschraubt ist und gegen die andere Fläche des Flansches (3) anliegt, wobei der Schaft (10) durch die Vorsprünge (4) und die Durchgangsöffnung (8) geht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Teile aus im wesentlichen flachen Platten (20,21) bestehen, die in paralleler Überlappung verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (9) einen länglichen Bolzen mit einem vergrößerten Kopf (11) an einem Ende hat, der gegen die

Außenfläche der einen Platte (21) angeordnet ist, einen Gewindeschaft (10) und eine Mutter (13) hat, die auf das andere Bolzenende aufgeschraubt ist und gegen die Außenfläche der anderen Platte (20) anliegt, wobei der Bolzenschaft (1.0) durch die Durchgangsöffnung (8) und den Vorsprung (4) geht.