DE69934146T2

DE69934146T2 - Einen hochfesten blindkopf und einen hohen klemmspann- und scherkraftwiderstand aufweisendes blindbefestigungselement

Info

Publication number: DE69934146T2
Application number: DE69934146T
Authority: DE
Inventors: J. David Tucson HAZELMAN
Original assignee: Huck International Inc
Current assignee: Huck International Inc
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: DE69934146D1; CA2365976C; JP4451989B2; IL145806A0; IL145806A; WO2000061955A1; ATE346246T1; EP1173680B1; US6077009A; EP1173680A1; JP2002541411A; KR20020007363A; ES2276538T3; CA2365976A1; EP1173680A4; BR9917256A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG IN KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blindbefestigungselement, wobei eine Hauptmanschette und eine Aufweitungsmanschette auf einem Zapfenschaft eines Zapfenelements zusammengefügt sind, welches einen vergrößerten Zapfenkopf mit der Aufweitungsmanschette am blinden Ende im Eingriff mit dem Zapfenkopf aufweist, so dass eine relative axiale Kraft zwischen dem Zapfen und den Manschetten angelegt wird, wobei die Aufweitungsmanschette in das benachbarte Ende der Hauptmanschette bewegt wird, um jenes Ende radial nach außen aufzuweiten, um einen ersten, wie eine Tulpe geformten Blindkopf auszubilden und um, wobei der Zapfenkopf sich dann in die Aufweitungsmanschette bewegt, einen zweiten, wie eine Tulpe geformten Blindkopf auszubilden.
Beim Befestigen von Werkstücken aneinander mit einem Blindbefestigungselement ist es erstrebenswert, in der Lage zu sein, eine hohe endgültige Klemmlast auf die Werkstücke aufzubringen. Gleichzeitig ist es erstrebenswert, dass das eingebaute Blindbefestigungselement die Fähigkeit aufweist, hohen Scherbelastungen standzuhalten. Die Größenordnung der Klemmlast wird durch die relative axiale Kraft aufgebaut, welche zwischen dem Zapfen und einer Manschettenstruktur angelegt wird, im Wesentlichen, wenn der Zapfenkopf ausgebildet wird und mit der hinteren Oberfläche des inneren Werkstücks in Eingriff gelangt. In typischer Weise bewegt sich der Zapfen, wenn dies gerade auftritt, axial relativ zur Manschettenstruktur, bis eine Sollbruchnut einen erweiterten Manschettenkopf am äußeren Ende des äußeren Werkstücks erreicht, wo eine vordere Verriegelung ausgebildet wird und der Zapfen an der Sollbruchnut abgebrochen wird, um zu einer bündigen endgültigen Struktur zu führen. Die Extralast, um den Zapfenbruch bereitzustellen, jedoch erhöht nicht notwendigerweise die Klemmlast.
Die Form und Festigkeit des blinden Kopfes und der Verriegelungsstruktur des eingebauten Blindbefestigungselements, welche die endgültige Größenordnung der Klemmlast sicherstellen, kann ein bedeutsamer Faktor in der Bestimmung der Scherlastfähigkeit des eingebauten Blindbefestigungselements und der befestigten Verbindung sein. In vielen Anwendungen ist die Scherlastfähigkeit einer befestigten Verbindung von äußerster Wichtigkeit. Scherlasten sind auf dem eingebauten Befestigungselement über die befestigte Verbindung durch Lasten vorhanden, welche auf den Werkstücken in entgegengesetzte radiale Richtungen anliegen, welche quer zur Achse des Befestigungselements liegen. Diese Form der Belastung wird häufig als Überlappungsscherlast bezeichnet und steht natürlich im Gegensatz zu reinen Zugbelastungen, welche auf die Werkstücke in entgegengesetzte axiale Richtungen entlang der Achse des eingebauten Befestigungselements anliegen. Wenn jedoch solche Überlappungsscherlasten an ein Befestigungselement angelegt werden, gibt es routinemäßig eine Komponente an sich ergebender Zugbelastung, welche ebenfalls am Befestigungselement anliegt. Man nimmt an, dass dies in gewissem Ausmaß durch die Tatsache verursacht wird, dass, da die Werkstücke axial versetzt sind, die Scherlasten, wie sie auf die Werkstücke in entgegengesetzten Richtungen angelegt werden, zu Biegung oder Verdrehung in einem gewissen Ausmaß führen, was eine uneinheitliche axiale Last verursacht, die am eingebauten Befestigungselement anliegt. Der Zapfen und die Manschette jedoch sind routinemäßig axial miteinander gehalten, um Zugbelastungen standzuhalten. Solch ein Zusammenhalt wird häufig durch den vergrößerten Manschettenkopf bereitgestellt, wobei die Verriegelung durch den Verriegelungsring oder -kragen am äußeren oder offenen Ende und durch den Blindkopf am inneren oder blinden Ende ausgebildet wird. Jedoch können die uneinheitlichen Zugbelastungen oder -kräfte, welche sich aus den Überlappungsscherlasten ergeben, einiges an axialem Versatz oder axialer Verformung der Blindkopfstruktur relativ zu der vorderen Verriegelung und/oder dem vergrößerten Manschettenkopf verursachen. Dies könnte zu einer Verringerung in der Klemmlast führen, wobei die Werkstücke sich nun zu einander verdrehen oder auf andere Weise relativ zu einander bewegen könnten, was zu einer letztlichen Verschlechterung der befestigten Verbindung führt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Blindbefestigungselement gemäß Anspruch 1 bereit.
In der hierin im Folgenden beschriebenen Ausführungsform wird das obige Problem entschärft, indem eine hochfeste Blindkopfstruktur ausgebildet wird, welche zwei ineinander eingreifende Blindköpfe von tulpenförmiger Konfiguration aufweist, und indem der Zapfenkopf durch die Blindkopfstruktur besonders stark eingreift. Gleichzeitig kann die erzielbare Klemmlast von hoher Größenordnung sein. Hier wird der erste Blindkopf in einer Hauptmanschette durch eine Aufweitungsmanschette ausgebildet. Die Aufweitungsmanschette wird in Eingriff mit dem Zapfenkopf gebracht und in das blinde Seitenende der Hauptmanschette als Reaktion auf eine relative axiale Kraft, welche zwischen dem Zapfen und den Manschetten angelegt wird, gebracht, um den ersten Blindkopf von einer tulpenförmigen Gestalt auszubilden, um in die innere Werkstückoberfläche einzugreifen und dadurch das Klemmen des Werkstücks zu beginnen. Nun, da die relative axiale Kraft vergrößert ist, wird die Aufweitungsmanschette vollständig in die Hauptmanschette bewegt, um weiter die Klemmlast zu erhöhen, während im Wesentlichen die Festigkeit des Blindkopfes vergrößert wird. In dieser Beziehung sind der Zapfenkopf und die Aufweitungsmanschette mit ineinander eingreifenden flachen, sich nicht verjüngenden Oberflächen bereitgestellt, wobei ein Blindkopf hoher Festigkeit ausgebildet wird und eine hohe Klemmlast erzielt werden kann, bevor der Zapfenkopf sich in die Aufweitungsmanschette bewegt. Nun mit vollständig in der Hauptmanschette sitzender Aufweitungsmanschette wird, wenn sich die relative axiale Kraft weiter erhöht, der Zapfenkopf in das innere Ende der Aufweitungsmanschette bewegt, um die Aufweitungsmanschette radial aufzuweiten, um den zweiten Blindkopf ebenfalls in einer Tulpenform auszubilden. Gleichzeitig bewirkt dies eine weitere Festigung des Blindkopfes und eine Befestigung des ersten tulpenförmigen Blindkopfes auf der Hauptmanschette, wobei der zweite tulpenförmige Blindkopf auf der Aufweitungsmanschette ist. Dies führt zu einer weiteren Befestigung der Befestigungselemente auf der Blindkopfseite. Während dies auftritt, wird der Zapfenschaft allmählich, wobei die Klemmlast beibehalten wird, auf die angestrebte Endposition bewegt, wo ein Vorderriegel in Eingriff gelangt, um das Zapfenelement und die Hauptmanschette gemeinsam zu verklemmen und wobei sich auf dieser Position die Sollbruchnut im Wesentlichen in Flucht mit dem äußeren Ende der Hauptmanschette befindet. Nun da die relative axiale Kraft weiter erhöht wird, wird die Sollbruchnut zum Abschluss des Einbaus abgebrochen.
Wenn das geschieht, übt die Aufweitungsmanschette auf Grund ihrer elastischen Festigkeit im Bereich des zweiten tulpenförmigen Blindkopfes eine radial nach innen gerichtete zupackende Kraft auf den Zapfenkopf aus. Gleichzeitig bewegt sie sich radial in Eingriff mit und über den Zapfenkopf, um zu helfen, die Aufweitungsmanschette und das Zapfenelement vor der Bewegung relativ zueinander zurückzuhalten oder zu verriegeln, welche dazu führen könnte, dass die Klemmlast verringert wird oder verloren geht. Außerdem wird das führende Ende der Aufweitungsmanschette, welches durch das Material der tulpenförmigen Hauptmanschette in Eingriff steht, radial nach innen in den Eingriff mit dem Zapfenschaft gezwungen, um beim Zurückhalten der Aufweitungsmanschette in Bezug auf das Zapfenelement und die Hauptmanschette unterstützend zu helfen. Folglich ergeben sich diese Rückhalteflächen oder Verriegelungseingriffe auf der Blindseite zusätzlich zu dem vorderen Riegel, wobei sie das Zapfenelement und die Hauptmanschette miteinander befestigen, um weiter die Verbindung zu sichern. Diese Rückhaltemerkmale zusätzlich zur hohen Festigkeit des Blindkopfes und der hohen Größenordnung der Klemmlast, die erzielbar ist, lassen den Widerstand der Befestigungskomponenten gegen das Lockerwerden durch die Zugkräfte wachsen, die sich von den Überlappungsscherlasten ergeben.
Gleichzeitig sind die Aufweitungsmanschette und die Hauptmanschette so gebaut, dass die Strecke, die sich der Zapfenkopf in die Aufweitungsmanschette hinein bewegt, in Abhängigkeit von dem Greifbereich des Befestigungselements variiert, d.h. um Abänderungen in der Gesamtstärke der Werkstücke, die zusammengefügt werden, aufzunehmen. Solche Abänderungen der Bewegung nach innen treten jedoch nur auf, nachdem die Blindkopfstruktur vollständig ausgebildet worden ist und die oben vorgestellte Rückhaltestruktur ausgebildet worden ist, wodurch sich nur eine geringe Wirkung auf die Größenordnung der endgültigen Klemmlast, die erzielbar ist, und die Festigkeit der Struktur ergibt, welche solch eine Last über den Greifbereich aufrecht erhält, wobei die Festigkeit des Blindkopfes mit umfasst ist.
Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Typ Blindbefestigungselemente bereitzustellen, welche ein Zapfenelement, eine Hauptmanschette und eine Aufweitungsmanschette, welche angepasst ist, um eine Blindkopfstruktur auszubilden, welche die Aufweitungsmanschette in der Hauptmanschette und auf dem Zapfenelement verriegelt, und einen vorderen Riegel umfasst, welcher den Zapfen und die Hauptmanschette an der zugänglichen Seite zurückhält, wobei eine hohe Klemmlast, welche auf die Werkstücke durch das Befestigungselement einwirkt, im Wesentlichen durch die Klemmstruktur erhalten bleibt, wobei den Zugkräften, die sich von hohen Überlappungsscherlasten ergeben und die die befestigte Verbindung lockern könnten, widerstanden wird.
Folglich ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Typ Befestigungselement bereitzustellen, welcher ein Zapfenelement, eine Hauptmanschette und eine Aufweitungsmanschette mit einem ersten tulpenförmigen Blindkopf, welche durch Bewegung der Aufweitungsmanschette in die Hauptmanschette hinein gebildet wird, und mit einem zweiten tulpenförmigen Blindkopf, welcher durch eine nachfolgende Bewegung des Blindkopfes in das gegenüberliegende Ende der Aufweitungsmanschette ausgebildet wird, umfasst, was zu einem Blindkopf hoher Festigkeit und zu einer hohen Klemmlast mit den Manschetten und dem Zapfenelement führt, welche im Wesentlichen auf der Blindseite zurückgehalten oder verriegelt werden, wobei den Zugkräften, die sich von hohen Überlappungsscherlasten ergeben und die die befestigte Verbindung lockern könnten, widerstanden wird.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Typ Befestigungselement bereitzustellen, in welchem ein Blindkopf hoher Festigkeit ausgebildet wird und die endgültige Klemmlast vor ihrem Nachlassen auf Grund der Zuglasten, die sich aus den hohen Überlappungsscherlasten ergeben, gesichert wird.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angeschlossenen Ansprüchen offensichtlich, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen werden sollten, wobei:
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a eine Seitenaufrissansicht des Blindbefestigungselements der vorliegenden Erfindung ist, wobei einige Teile im Schnitt gezeigt werden und wobei sich darunter ein Zapfenelement, welches teilweise unterbrochen dargestellt ist, eine Hauptmanschette, eine Aufweitungsmanschette, ein Sperrbund und ein Ambossglied befinden, wie sie anfänglich an Werkstücken, welche aneinander befestigt werden sollen, zusammengefügt sind;
1b–1e Abfolgezeichnungen sind, welche das Befestigungselement aus 1a in unterschiedlichen Stufen des Einbaus der Werkstücke vom Startzustand der 1a bis zum Abschluss in 1e zeigen, wobei die 1b–1d in verkleinertem Maßstab gezeigt sind und 1e in vergrößertem Maßstab gezeigt ist;
2 eine Seitenaufrissschnittansicht, in vergrößertem Maßstab, der Hauptmanschette des Befestigungselements ist;
3 eine Seitenaufrissschnittansicht, in vergrößertem Maßstab, der Aufweitungsmanschette des Befestigungselements ist;
4 eine Teilaufrissansicht, in vergrößertem Maßstab, des Schnitts des Befestigungselements ist, allgemein aufgenommen im Bereich des Kreises 4 in 1a und mit dem Sperrbund, gezeigt im Schnitt, und mit dem Abschnitt, der weggebrochen ist, gezeigt in gepunkteten Linien; und
5 eine Teilaufrissansicht, in vergrößertem Maßstab, des Schnitts des Befestigungselements ist, allgemein aufgenommen im Bereich der Blindseite des Befestigungselements in 1a und umfassend den Zapfenkopf, einen Abschnitt des Zapfenschafts, die Aufweitungshülse und den im Eingriff stehenden Abschnitt der Hauptmanschette.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Das Befestigungselement 10, wie in 1a gezeigt, ist ausgelegt, um jeweils äußere und innere Werkstücke 12 und 14 an einander zu befestigen und umfasst eine Hauptmanschette 16, eine Aufweitungsmanschette 18 und ein Ambossglied 20, wobei alle von einem Schaft 22 eines Zapfenelements 24 getragen werden. Die Hauptmanschette 16 ist von rohrförmiger Gestalt und weist einen vergrößerten Kopf 26 an einem äußeren Ende eines zylindrischen Manschettenschafts 28 auf. Der zylindrische Schaft 28 endet an seinem inneren oder blindseitigen Ende in einem radial aufweitbaren Blindkopfabschnitt 30. Die Aufweitungsmanschette 18 ist von zylindrischer Gestalt und weist einen sich verjüngenden Aufweitungsabschnitt 32 auf, welcher, wie noch zu sehen sein wird, ausgelegt ist, um mit dem Blindkopfabschnitt 30 der Hauptmanschette 16 in Eingriff zu kommen, um den Blindkopf auszubilden. Die Einzelheiten der Hauptmanschette 16 und der Aufweitungsmanschette 18 können jeweils am besten in 2 und 3 betrachtet werden.
Wie in 1a ersichtlich, erstreckt sich der längliche Schaft 22 des Zapfenelements 24 durch die Hauptmanschette 16 und die Aufweitungsmanschette 18. Der Zapfenschaft 22 weist einen Zugabschnitt 34 an seinem äußeren Ende auf, welcher mit einer Mehrzahl von ringförmigen Zugnuten 36 vorgesehen ist, so dass er durch ein herkömmliches Werkzeug vom Zugtyp ergriffen werden kann. Solche Werkzeuge sind auf diesem Gebiet der Technik gut bekannt und daher wurden die Einzelheiten derselben zum Zwecke der Kürze und Einfachheit weggelassen.
Der vergrößerte Hauptmanschettenkopf 26 ist vom bündigen oder konischen Typ und ist ausgelegt, in eine angesenkte Senkbohrung 38 in der äußeren Oberfläche 40 des äußeren Werkstücks 12 zu passen. Es sollte klar sein, dass die Hauptmanschette 16 auch vom Typ mit einem vergrößerten, vorragenden Kopf sein könnte. Das Zapfenelement 24 weist einen vergrößerten Zapfenkopf 42 am blinden Ende des Zapfenschafts 22 auf, welcher auf eine Weise arbeitet, die beschrieben wird, wobei der Blindkopfabschnitt 30 der Hauptmanschette 16 in einen vergrößerten hochfesten Blindkopf aufgeweitet wird, wie in den Abfolgezeichnungen der 1a–1e gezeigt, um die Werkstücke 12 und 14 miteinander unter einer hohen Klemmlast zu verklammern.
Der Abschnitt des Zapfenschafts 22 zwischen der Sperrnut 44 und dem Zapfenkopf 42 ist von einem abgestuften Aufbau und umfasst einen ersten Abschnitt kleinen Durchmessers 60, welcher mit einem lochfüllenden zweiten Abschnitt größeren Durchmessers 61 verbunden ist. Eine ringförmige Sperrnut 44 ist auf dem Zapfenschaft 22 mit einem Abstand zum Zapfenkopf 42 innerhalb des Griffbereichs des Befestigungselements 10 ausgebildet, so dass bei Abschluss des Einbaus, nachdem die Werkstücke 12 und 14 miteinander verklammert worden sind und eine Blindkopfstruktur ausgebildet worden ist, die Sperrnut 44 noch immer innerhalb des vergrößerten Schaftkopfes 26 der Hauptmanschette 16 liegt. Der Griffbereich eines Befestigungselements wie des Befestigungselements 10 ist der Bereich der Gesamtdicke der Werkstücke 12 und 14 von einer minimalen Gesamtdicke bis zu einer maximalen Gesamtdicke, welche das Befestigungselement miteinander befestigen kann. Die Sperrnut 44 weist einen ringförmigen Nutbodenabschnitt 46 mit konischen Abschnitten 48 und 50 an gegenüberliegenden Enden auf (siehe 4).
Der innere konische Abschnitt 48 des Bodenabschnitts 46 ist mit dem ersten Schaftabschnitt 60 verbunden, welcher einen größeren Durchmesser als der konische Abschnitt 48 aufweist, um eine vergrößerte, gerade Zapfenschaftschulter 52 zu definieren. Ein Sperrbund 54 weist einen Sperrvorsprung 56 von vergrößerter Dicke auf, welcher in die ringförmige Sperrnut 44 passt, wie in 4 gezeigt. Ein Sperrmanschettenabschnitt verringerter Dicke 58 des Sperrbunds 54 erstreckt sich nach vorne oder nach außen entlang des Zapfenschafts 22. Der Sperrbund 54 ist von einem einheitli chen zylindrischen Aufbau und ist von einem umfänglich offenen Aufbau, welcher durch einen engen axialen Schlitz 59 definiert ist, gezeigt in gepunkteten Linien in 4. Der offene Aufbau erlaubt es dem Sperrbund 54, elastisch, radial ausgedehnt zu sein, um seinen Einbau in die Sperrnut 44 durchzuführen. Die vergrößerte, gerade Zapfenschaftschulter 52 ist ausgelegt, um gegen das radial äußere Ende des Vorsprungs 56 des Sperrbunds 54 zu drücken, um dadurch den Sperrbund 54 mit dem Zapfenelement 24 zu bewegen und, wie noch zu sehen sein wird, die Last auf den Sperrbund 54 anzulegen, um eine vordere Sperre auszubilden.
Der Verbindungspunkt zwischen dem Zapfenschaftabschnitt kleinen Durchmessers 60 mit dem Durchmesser D7 und dem lochfüllenden Zapfenschaftabschnitt 61 mit dem größeren Durchmesser D8 definiert eine sich verjüngende Schulter 63, welche einem noch zu beschreibenden Zwecke dient. Eine geschwächte Sollbruchnut 62 ist auf dem Zapfenschaft 22 angeordnet, welcher nach außerhalb zur Sperrnut 44 beabstandet ist. Ein ringförmiger Steg 64 ist zwischen der Sperrnut 44 und der Sollbruchnut 62 angeordnet und weist den erhöhten Durchmesser D9 auf, um so eine Zapfenanschlagschulter 66 auszubilden.
Der Zapfenschaft 22 weist einen geriffelten Abschnitt 68 auf, welcher zwischen dem Zugabschnitt 34 und der Sollbruchnut 62 angeordnet ist. Der geriffelte Abschnitt 68 weist einen größeren Durchmesser auf als der Zugabschnitt 34, um so eine eingreifende Passung mit der Durchgangsbohrung 70 des Ambossglieds 20 bereitzustellen. Das Ambossglied 20 ist so ausgelegt, um den vergrößerten Manschettenkopf 26 gegenzuhalten und gegen den Sperrbund 54 zu reagieren. Die eingreifende Passung der Ambossgliedbohrung 70 mit dem geriffelten Abschnitt 68 hält das Ambossglied 20, die Hauptmanschette 16 und die Aufweitungsmanschette 18 zusammengefügt mit dem Zapfenelement 24, um die Handhabung des Befestigungselements 10 zu ermöglichen. In dieser Hinsicht ist der geriffelte Abschnitt 68 mit dem äußeren Ende der Sollbruchnut 62 durch einen glatten Schaftabschnitt 69 verbunden, welcher einen verringerten Durchmesser aufweist, um so in der Lage zu sein, durch die Ambossgliedbohrung 70 mit Spiel hindurch zu gehen. In dieser Hinsicht kann der Zugabschnitt 34 ebenfalls durch die Ambossgliedbohrung im Wesentlichen mit Spiel hindurch gehen.
Nun mit Hinwendung auf die 1a und 2 weist der zylindrische Schaft 28 der Hauptmanschette 16 einen gleichmäßigen Außendurchmesser D4 auf, welcher ausgelegt ist, um jeweils in den Bohrungen 72 und 74 durch die Werkstücke 12 und 14 aufgenommen zu werden. Wie berichtet, endet die Bohrung 72 an ihrem äußeren Ende in der mit großem Durchmesser verjüngten oder angesenkten Senkbohrung 38. Die Hauptmanschette 16 weist eine innen abgestufte Bohrung auf, welche einen vergrößerten Bohrungsabschnitt 76 an ihrem inneren oder blinden Ende umfasst, welches sich durch den Blindkopfabschnitt 30 erstreckt. Der vergrößerte Bohrungsabschnitt 76 weist einen Durchmesser D2 auf und erstreckt sich zu einem verringerten Bohrungsdurchmesserabschnitt 78 von einem kleineren Durchmesser D6, wobei eine sich verjüngende Manschettenschulter 80 am Übergangspunkt definiert ist, um die radiale Aufweitung und Füllung von wenigstens einem Abschnitt einer der Werkstückbohrungen umzusetzen, wie der Werkstückbohrung 74 durch das Eingreifen mit der sich verjüngenden Schulter 63 des Zapfenschaftabschnitts 61. Mit dieser abgestuften Struktur ist die Wandstärke t1 des Bohrungsabschnitts großen Durchmessers 76 geringer als die Wandstärke t4 des Bohrungsabschnitts kleinen Durchmessers 78. Der Hauptmanschettenkopf 26 weist eine ringförmige Senkbohrung oder Vertiefung 82 am äußeren Ende des Bohrungsabschnitts 78 zu einem Zweck, der erst beschrieben werden muss, auf. Der größere Bohrungsabschnitt 76 am Blindkopfabschnitt 30 der Hauptmanschette 16 weist einen geraden Durchmesser D2 auf, welcher an ihrem inneren Ende in einem radial nach außen abgeschrägten Bohrungsabschnitt 84 endet, welcher einem Zweck, der erst beschrieben werden muss, dient. Der Bohrungsabschnitt 84 ist in einem Winkel A relativ zur Mittelachse X der Hauptmanschette 16 und folglich des Befestigungselements 10 abgeschrägt.
Nun mit Bezugnahme auf 3 weist die Aufweitungsmanschette 18 eine im Wesentlichen gleichmäßige Durchgangsbohrung 86 auf, welche einen Durchmesser D2' besitzt, der im Wesentlichen gleich dem Durchmesser D2 des größeren Hauptmanschettenbohrungsabschnitts 76 ist. Der Aufweitungsabschnitt 32 weist eine abgeschrägte äußere Oberfläche auf, welche sich radial nach außen mit einem Winkel B relativ zur Achse X des Befestigungselements 10 verjüngt, wobei der Winkel allgemein gleich oder vorzugsweise etwas kleiner ist als der Winkel A des Kegels des abgeschrägten Hauptmanschettenbohrungsabschnitts 84. Der Aufweitungsabschnitt 32 läuft von einem äußeren Durchmesser D1 etwas größer als der Durchmesser D2 des Bohrungsabschnitts 76 der Hauptmanschette 16 zu einem vorgewählten größeren Enddurchmesser D3 auseinander, welcher in einer Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen gleich dem äußeren Durchmesser D4 des Manschettenschafts 28 war, wobei der Blindkopfabschnitt 30 der Hauptmanschette 16 mit umfasst war. Der Aufweitungsabschnitt 32 der Aufweitungsmanschette 18 ist mit einem geraden Schaftabschnitt 88 von verringertem, im Wesentlichen gleichmäßigem äußeren Durchmesser D5 verbunden, um eine ringförmige Schulter 90 an dieser Verbindungsstelle zu definieren, welche eine Wandstärke von t3 aufweist. Die gegenüberliegende oder äußere Endfläche 92 des Aufweitungsmanschettenabschnitts 88 ist im Wesentlichen in Querrichtung flach.
Der vergrößerte Zapfenkopf 42 ist mit dem Zapfenschaftabschnitt vergrößerten Durchmessers 61 durch eine Schulter 94 verbunden, welche sich radial, in Querrichtung und normal zur Mittelachse X erstreckt. Die Schulter 94 ist an ihrem radial äußeren Ende mit einem axial geraden Kopfab schnitt vergrößerten Durchmessers 96 durch einen radial nach außen auseinander laufenden Abschnitt 98 verbunden. Der Kopfabschnitt 96, welcher von einheitlichem Durchmesser D10 ist, verjüngt sich seinerseits gekrümmt, radial nach innen an seinem hinteren Ende.
Nun mit Bezugnahme auf 1a und 5 ist, wie vorbereitend zusammengefügt, der kegelige Aufweitungsabschnitt 32 der Aufweitungsmanschette 18 so ausgelegt, um sich im kegeligen Abschnitt 84 des Bohrungsabschnitts 76 der Hauptmanschette 16 eng zusammenzufügen. Gleichzeitig steht die hintere oder blinde flache Endoberfläche 92 des Manschettenschaftabschnitts 88 in ebenem Eingriff mit der flachen Zapfenkopfschulter 94.
Nun wird beim Einbau des Befestigungselements 10, wie in den Abfolgezeichnungen der 1a–1e ersichtlich, eine relative axiale Kraft zwischen dem Zapfenelement 24 und der Aufweitungsmanschette 18 und der Hauptmanschette 16 durch ein Zugwerkzeug, welches die Zugnuten 36 des Zugabschnitts 34 ergreift, angelegt, wobei das Werkzeug ein Ambosselement aufweist, welches das Ambossglied 20 in Eingriff hält. Das Ambossglied 20 überträgt gleichzeitig die Last durch seinen Eingriff mit dem großen Hauptmanschettenkopf 26 auf die Hauptmanschette 16. Wenn das auftritt, bringt die Zapfenkopfschulter 94 durch Eingriff mit der Manschettenendfläche 92 eine axiale Kraft auf die Aufweitungsmanschette 18 auf, welche ihrerseits eine axiale Kraft auf die Hauptmanschette 16 über den Aufweitungsabschnitt 32 aufbringt. Wenn sich die Last erhöht, wird der kegelige Aufweitungsabschnitt 32 axial in den Blindkopfabschnitt 30, wie er durch den kegeligen Bohrungsabschnitt 84 geführt wird, bewegt. Dies lässt den Blindkopfabschnitt 30 radial nach außen aufweiten, um einen ersten tulpenförmigen Kopf 100 auszubilden (siehe 1b–1d). Dies setzt sich fort, bis sich das führende Ende 101 des kegeligen Aufweitungsabschnitts 32 im Wesentlichen an der hinteren oder blindseitigen Fläche 102 des inneren Werkstücks 14 befindet. (Siehe 1d). In dieser Hinsicht wird das führende Ende 101 des kegeligen Aufweitungsabschnitts 32 von der blindseitigen Fläche 102 um einen Abstand, welcher im Allgemeinen nicht größer als die Wandstärke t1 des Hauptmanschettenblindkopfabschnitts 30 ist, getrennt. Dies führt zur Ausbildung des ersten Blindkopfs 100, welcher eine wesentliche Festigkeit aufweist. Mit anderen Worten gesagt, befindet sich das führende Ende 101 im Wesentlichen auf einer Linie mit der blindseitigen Oberfläche 102, was die radiale Aufweitung des Blindkopfabschnitts 30 auf der blindseitigen Oberfläche 102 erhöht, um den Blindkopf 100 von hoher Festigkeit auszubilden. (Siehe 1d). In diesem Zustand wird die Klemmlast auf die Werkstücke 12 und 14 im Wesentlichen durch den Blindkopf 100 auf der blindseitigen Oberfläche 102 und auf dem vergrößerten Manschettenkopf 26 in der Senkbohrung 38 befestigt. Jedoch befindet sich der Sperrbund 54 noch nicht in Position, um die Verriegelung zwischen dem Zapfenelement 24 und der Hauptmanschette 16 am äußeren oder offenen Ende zu erzeugen. Da nun die relative axiale Kraft erhöht wird, wird der Zapfenkopf 42 axial nach innen an der Endfläche 92 des Aufweitungsmanschettenschaftabschnitts 88 vorbei bewegt, um einen zweiten tulpenförmigen Blindkopf 104 auszubilden (siehe 1d und 1e). Es sollte beachtet werden, dass die Zapfenkopfschulter 94 sich radial um eine Strecke 1 erstreckt, welche geringer als die Wandstärke t2 oder die radiale Länge der flachen Endfläche 92 ist. (Siehe 5). Die begrenzte radiale Länge 1 der Zapfenkopfschulter 94 relativ zur Wandstärke t2 an der Endfläche 92 wird ausgewählt, um ausreichend Widerstand zur Bewegung des Zapfenkopfes 42 in die Aufweitungsmanschette 18 zu gewähren, bis der erste Blindkopf 100 im Wesentlichen vollständig ausgebildet ist. In dieser Hinsicht bewirkt dies die Maximierung der axialen Bewegung des führenden Endes 101 des Aufweitungsabschnitts 32 in den Blindkopfabschnitt 32 hinein auf eine Position nahe der blindseitigen Oberfläche 102, was zur Maximierung der Festigkeit des Blindkopfes 100 und der Größenordnung der endgültigen Klemmlast führt. Gleichzeitig wird die Wandstärke t2 des geraden Schaftabschnitts 88 ebenfalls ausgewählt, um dem Knicken zu widerstehen. Auf der gleichen Linie widerstehen das Ausmaß des flachen, ebenen Eingriffs der Zapfenkopfschulter 94 und der Manschettenendoberfläche 92 und die relative Härte des Materials ebenfalls dem Abscheren der Manschettenendoberfläche 92, da der Zapfenkopf 42 sich in weiterer Folge in die Aufweitungsmanschette 18 bewegt. In einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Zapfenkopfschulter 94 für die Länge 1 von ungefähr einer halben Dicke t2 des Manschettenschaftabschnitts 88, wobei die flache Endoberfläche 92 mit umfasst ist.
Nun wird der Zapfenkopf 42 axial nach innen in die Aufweitungsmanschette 18 bewegt, bis der Sperrmanschettenabschnitt 58 des Sperrbunds 54 sich im Eingriff mit dem Ambossglied 20 befindet. Da die relative axiale Zugkraft, welche auf den Zapfenschaft 22 und auf den Manschettenkopf 26 ausgeübt wird, ansteigt, wird der Sperrmanschettenabschnitt 58 radial nach außen verformt, um einen ringförmigen Sperrflansch 106 in der Vertiefung 82 auszubilden, um den Zapfenschaft 22 mit der Hauptmanschette 16 fest zu verklemmen. Der Abstand zwischen der Sperrnut 44 und der Sollbruchnut 62 in Bezug auf den Sperrmanschettenabschnitt 58 des Sperrbunds 54 ist derartig, dass, wenn der Sperrmanschettenabschnitt 58 des Sperrbunds 54 völlig in die Hauptmanschettenkopfvertiefung 82 aufgeweitet ist, die kegelige Zapfenschulter 63 mit der kegeligen Manschettenschulter 80 in Eingriff gelangt ist und sich teilweise in den Bohrungsabschnitt verringerten Durchmessers 78 bewegt hat, um den Manschettenschaft 28 in jenem Bereich radial aufzuweiten, um die Werkstückbohrung 74 für eine begrenzte axiale Länge zu füllen. Gleichzeitig gelangt die Zapfenanschlagschulter 66 in Eingriff mit dem Ambossglied 20. Wenn dies geschieht, wird einer weiteren relativen axialen Kraft auf den Zapfenschaft 22 widerstanden und lässt den Zapfenschaft 22 an der geschwächten Sollbruchnut 62 auf ungefähr der äußeren Oberfläche des Manschettenkopfes 26 brechen. Der Sperrmanschettenabschnitt 58 des Sperrbundes 54 überlappt anfänglich die Sollbruchnut 62 ausreichend, um die Ausbildung des sperrenden Flansches 106 zuzulassen, zum Zeitpunkt, wenn die Zapfenanschlagschulter 66 an das Ambossglied 20 stößt. Es sollte beachtet werden, dass die kegeligen, aufeinander treffenden Oberflächen der Zapfenschulter 63 und der Manschettenschulter 80 immer noch axiale Bewegung des Zapfenelements 24 zulassen, wobei die abschließende angestrebte Ausrichtung der Sollbruchnut 62 mit der äußeren Oberfläche des Manschettenkopfes 26 erzielt ist.
Da der Zapfenschaft 22 in die Hauptmanschtete 16 und die Aufweitungsmanschette 18 gezogen wird, wird der erste Zapfenschaftabschnitt 60 in den Bohrungsabschnitt verringerten Durchmessers 78 des Hauptmanschettenschafts 28 bewegt, während, wie aufgezeichnet, der zweite Loch füllende Zapfenschaftabschnitt 61 fortfährt, in den Bohrungsabschnitt vergrößerten Durchmessers 76 des Hauptmanschettenschaftes 28 und teilweise in den Bohrungsabschnitt verringerten Durchmessers 61 bewegt zu werden. In Abhängigkeit von den relativen Durchmessern könnte eine gesamtheitliche abschließende enge Passung oder leichtes Eindringen bereitgestellt werden, um den Hauptmanschettenschaft 28 allgemein in den vollen Eingriff mit den Werkstückbohrungen 72 und 74 radial aufzuweiten. Jedoch befindet sich nach der vollen Ausbildung des Sperrflansches 106 die Zapfenschulter 63, wie berichtet, in aufweitendem Eingriff mit dem Bohrungsabschnitt kleinen Durchmessers 78 durch Überwinden des Eingriff der Manschettenschulter 80, welche gemeinsam mit dem Eingriff der Zapfenanschlagschulter 66 mit dem Ambossglied 20 die weitere Bewegung des Zapfenelements 24 zum Stillstand bringt, wobei zu diesem Zeitpunkt die Sollbruchnut 62 zerbrochen wird, was zum Abschluss des Einbaus führt, wie in 1e gezeigt. An diesem Punkt ist mehrfacher Blindkopfaufbau 108 vollständig ausgebildet und um fasst das Sperr- und Festigkeitszusammenspiel des ersten Blindkopfes 100, des zweiten Blindkopfes 104, des Zapfenkopfes 42 und des benachbarten Zapfenmanschettenabschnitts 61. Der abgetrennte Abschnitt der Zapfenmanschette 22 und das Ambossglied 20 werden entsorgt.
Es sollte beachtet werden, dass nach dem endgültigen Einbau bei vollständiger Ausbildung des Sperrflansches 106 und dem Zerbrechen der Sollbruchnut 62 der ringförmige Steg 64 mit dem Durchmesser D9 sich in der Flucht mit der Vertiefung 82 im Manschettenkopf 26 befindet, um eine begrenzte Vertiefung zu definieren, welche mit der Sperrnut 44 zusammenwirkt, um den Sperrbund 54 zu befestigen und folglich um das Zapfenelement 24 positiv mit der Hauptmanschette 16 am äußeren Ende zu verklemmen.
In der Ausbildung des ersten tulpenförmigen Blindkopfes 100 ist es erstrebenswert, dass die Aufweitungsmanschette 18 und insbesondere der kegelige Aufweitungsabschnitt 32 ausreichende Festigkeit aufweisen, um der Verformung zu widerstehen, welche die angestrebte radiale Aufweitung des Blindkopfabschnitts 30 verhindern könnte. Folglich wurde in einer Ausführungsform der Erfindung die Aufweitungsmanschette 18 aus einer härteren Materialstruktur als die Hauptmanschette 16 hergestellt. Zum Beispiel wurden sowohl die Hauptmanschette 16 als auch die Aufweitungsmanschette 18 aus Monel-400 hergestellt, wobei aber die Hauptmanschette 16 auf eine geringere Härte und Festigkeit relativ zur Aufweitungsmanschette 18 angelassen wurde. Folglich wies im obigen Fall die Hauptmanschette 16 eine Härte von ungefähr 40 auf, wenn unter Verwendung einer 15N Härteskala gemessen, während die Aufweitungsmanschette 18 eine Härte von ungefähr 60 auf derselben Skala aufwies. In dieser Hinsicht sollte es bewusst sein, dass die Gesamthärte der Hauptmanschette 16 mit bloßem örtlichem Anlassen des Blindkopfabschnittes 30 beibehalten werden könnte, um die radiale Aufweitung durch den Aufweitungsabschnitt 32 zu ermög lichen. Es sollte auch beachtet werden, dass in dieser besonderen Form das Zapfenelement 24 und der Sperrbund 54 aus einem noch festeren Material hergestellt wurden, nämlich A286 Rostfreistahl. In einem Fall betrug die Härte des Zapfenelements 24 um 77 auf der 15N Skala und der Sperrbund 54 fand sich um 65 auf derselben Skala.
Wie berichtet, wurde, um die Bewegung des kegeligen Aufweitungsabschnitts 32 in den Blindkopfabschnitt 30 zu ermöglichen, der Kegelwinkel A des inneren Kegelbohrungsabschnitts 84 des Blindkopfabschnitts 30 allgemein nicht geringer als der Kegelwinkel B des äußeren Kegels des Aufweitungsabschnitts 32 ausgelegt. Die enge Passung des Aufweitungsabschnitts 32 im kegeligen Bohrungsabschnitt 84 ermöglicht ebenfalls einen kompakteren Vorabaufbau der Aufweitungsmanschette 18 und der Hauptmanschette 16, wobei die Länge des Zapfenschafts 22 minimiert werden kann. Folglich wurde in einer Ausführungsform des Befestigungselements 10 der Kegelwinkel A des Kegelbohrungsabschnitts 84 so ausgewählt, um ungefähr 0,524 Radiant (30°) zu betragen, während der Kegelwinkel B des Aufweitungsabschnitts 32 so ausgewählt wurde, um zwischen ungefähr 0,262 Radiant (15°) und ungefähr 0,297 Radiant (17°) zu betragen, aber vorzugsweise nicht mehr als 0,524 Radiant (30°) beträgt. Solche Abmessungen können mit dem Durchmesser variieren. (Siehe 5).
Es sollte auch beachtet werden, dass der Zapfenkopf 42 sich im Wesentlichen vollständig in der Aufweitungsmanschette 18 über den Griffbereich des Befestigungselements 10 bewegt. Gleichzeitig steht die Aufweitungsmanschette 18 in teilweisem Eingriff mit der Zapfenkopfschulter 94, während sie den Zapfenkopf 42 umfassend in Eingriff hält. In dieser Hinsicht ist der kegelige Zapfenkopfabschnitt 98 mit einem Winkel C konifiziert, welcher das Ausmaß der radialen Aufweitung des Aufweitungsmanschettenschaftabschnitts 88 ermöglicht und begrenzt, wobei der zweite Blindkopf 104 elastisch radial nach innen gezwungen wird, um einen wesentlichen Eingriff über den Zapfenkopf 42 beizubehalten. In dieser Hinsicht ist der Durchmesser D10 des geraden Zapfenkopfabschnitts 96 der maximale Durchmesser D5 des Zapfenkopfes 42 und ist kleiner als der äußere Durchmesser D5 des geraden Schaftabschnitts 88, um das umfassend ergreifende Umschließen des Zapfenkopfes 42 durch den Schaftabschnitt 88 zu ermöglichen.
Die Kegelwinkel A und B und die Durchmesser D1 und D3 des Aufweitungsabschnitts 32 sind so ausgewählt, um die radiale Aufweitung des Blindkopfabschnitts 30 zu ermöglichen, während ausreichende Wandstärke des Aufweitungsabschnitts 32 vorhanden ist, um übermäßiger Verdichtung auf dem Zapfenschaftabschnitt 61 zu widerstehen, welche zu übermäßig großen Einbaulasten führen könnte.
Folglich weist der Blindkopfaufbau 108 eine verbesserte Festigkeit auf, die aus dem Ineinander-Eingreifen der Aufweitungsmanschette 18 mit der Hauptmanschette 16 hervorgeht, wobei das führende Ende 101 des Aufweitungsabschnitts 32 sehr nahe an der blindseitigen Oberfläche 102 des inneren Werkstücks 14 liegt. Auch hilft die hohe Festigkeit der Aufweitungsmanschette 18 bei solch einer verbesserten Blindkopffestigkeit, wie dies auch die Ausbildung des zweiten tulpenförmigen Blindkopfes 104 und die umfassend ergreifende Umschließung des Zapfenkopfes 42 durch die Aufweitungsmanschette 18 tut. All die obigen Faktoren tragen zum Ausbilden eines Blindkopfaufbaus 108 bei, welcher eine hohe Festigkeit und Sperrkraft aufweist und welcher eine hohe Fähigkeit zum Widerstand der versetzten axialen Lasten besitzt, die sich aus hohen Überlappungsscherlasten ergeben.
Folglich erzielt das Befestigungselement 10 hierin eine positive mechanische Verriegelung des Zapfenelements 24 mit den Manschetten 16 und 18 ohne Verlust der Klemmlast und erreicht die Ausbildung des mehrfach verklemmten Blindkopfaufbaus 108, welcher eine hohe Festigkeitsstruktur aufweist und der Verformung von uneinheitlichen Zugbelastungen widerstehen kann, die sich aus hohen Überlappungsscherlasten ergeben.
Eine Ausführungsform der Erfindung, wie sie beschrieben ist, und der Materialien, die angesprochen wurden, war aufgebaut wie folgt:

Claims

Blindbefestigungselement (10) zum Befestigen von Werkstücken (12, 14) mit an den Werkstücken (12, 14) ausgerichteten Bohrungen (72, 74) mit einer offenen Fläche (40) an einer offenen Seite und einer Blindfläche (102) an einer blinden Seite, wobei das Befestigungselement (10) zum Befestigen derartiger Werkstücke (12, 14), die in einer Gesamtstärke über einen vorgegebenen Stärkebereich oder eine Grifflänge variieren, geeignet ist, das Befestigungselement (10) umfassend: einen Zapfen (24) mit einem gestreckten Zapfenschaft (22) mit einem vergrößerten Zapfenkopf (42) am blinden Ende des Zapfenschafts (22) und einem Greifabschnitt (34) am gegenüberliegenden Ende, der zum Greifen durch ein Einrichtungswerkzeug zur Ausübung einer relativen, axialen Zugkraft geeignet ist, eine zylindrische Haupthülse (16) mit einem vergrößerten Hülsenkopf (26), der dazu geeignet ist, mit der offenen Fläche (40) der Werkstücke (12, 14) in Eingriff zu stehen, und einem Hülsenschaftabschnitt (28), der dazu geeignet ist, sich durch die Werkstückbohrungen (72, 74) zu erstrecken, und einem blinden Kopfabschnitt (30), der sich an der Blindfläche (102) der Werkstücke (12, 14) befindet, wobei die Haupthülse (16) eine Haupthülsendurchbohrung (76) aufweist und auf dem Zapfenschaft (22) gestützt ist, eine zylindrische Aufweitungshülse (18), die eine Aufweitungshülsendurchbohrung (86) aufweist und sich auf dem Zapfenschaft (22) zwischen dem Zapfenkopf (42) und dem blinden Kopfabschnitt (30) der Haupthülse (16) befindet, wobei die Aufweitungshülse (18) dazu geeignet ist, sich in die Haupthülse durch die Bohrung (74) an dem blinden Kopfabschnitt (30) der Haupthülse (16) zu verschieben, um sie zum Ausbilden eines ersten, tulpenförmigen, blinden Kopfs (100) zum Zusammenspannen der Werkstücke (12, 14) in Reaktion auf eine relative, axiale Kraft einer ersten Größenordnung, die zwischen dem Zapfen (24) und der Haupthülse (16) durch Ineingriffnahme des Zapfenkopfs (42) mit der Aufweitungshülse (18) ausgeübt ist, radial aufzuweiten, wobei die relative, axiale Kraft durch das Einrichtungswerkzeug zwischen der Haupthülse (16) und dem Zapfen (24) durch Eingreifen des Greifmittels (36) und Ineingriffnahme eines Ambossglieds mit dem vergrößerten Hülsenkopf (26) ausgeübt ist, wobei der Zapfenkopf (42) dazu geeignet ist, sich in Reaktion auf eine zweite Größenordnung relativer, axialer Kraft, die größer als die erste Größenordnung ist, in die Aufweitungshülsenbohrung (86) der Aufweitungshülse (18) zu verschieben, um sie zum Ausbilden eines zweiten, tulpenförmigen Kopfs (104) zum weiteren Einspannen der Werkstücke (12, 14) und zum Befestigen des Zapfens (24), der Haupthülse (16) und der Aufweitungshülse (18) aneinander an diesem Ende (92) radial aufzuweiten, wobei der Zapfen (24) eine ringförmige Sperrnut (44) auf dem Zapfenschaft (22) innerhalb der Grifflänge des Befestigungselements (10) aufweist, wobei das Blindbefestigungselement (10) einen ringförmigen Sperrbund (54) aufweist, der sich in der Sperrnut (44) in dem Zapfenschaft (22) anfänglich völlig innerhalb der Haupthülse (16) und axial von dem vergrößerten Hülsenkopf (26) beabstandet befindet, wobei das Blindbefestigungselement (10) einen Sperrvorsprung (56) an dem Sperrbund (54) aufweist, der sich mit dem Zapfenschaft (22) durch die Haupthülse (16) verschiebt, wobei der Sperrbund (54) einen Sperrhülsenabschnitt (58) aufweist, der sich axial von dem Sperrvorsprung (56) außerhalb der Sperrnut (44) erstreckt, wobei der Haupthülsenkopf (26) eine Aussparung (82) an seinem äußeren Ende (78) aufweist, wobei der Sperrhülsenabschnitt (58) dazu geeignet ist, das Ambossglied (20) in Reaktion auf eine dritte Größenordnung einer relativen, axialen Kraft in Eingriff zu nehmen, um den Sperrhülsenabschnitt (58) radial nach außen in die Aussparung (82) der Haupthülse (16) zum Zusammensperren des Zapfens (24) und der Haupthülse (16) umzukippen, wobei das Blindbefestigungselement eine Sollbruchnut (62) auf dem Zapfenschaft (22) aufweist, die axial von dem Sperrbund (54) beabstandet ist, wodurch auf weitere Zunahme der Größenordnung der relativen, axialen Kraft hin der Zapfenschaft (22) an der Sollbruchnut (62) bricht, wobei die Ausweitungshülse (18) einen im Allgemeinen axial geraden, zylindrischen Hülsenabschnitt aufweist, der eine im Allgemeinen radial schräg verlaufende, gerade, flache Endfläche (92) mit einem Abschnitt mit einer vorgewählten Wandstärke aufweist, wobei der Zapfenkopf (42) eine im Allgemeinen radial gerade, quer verlaufende, flache Zapfenkopfschulter (94) aufweist, die dazu geeignet ist, die flache End fläche (92) in Eingriff zu nehmen, wobei der Zapfenkopf (42) einen radial nach außen verjüngten Verbindungsabschnitt (98) aufweist, der die Zapfenkopfschulter (94) mit einem Kopfabschnitt (96) mit vergrößertem Durchmesser verbindet, wobei die flache Zapfenkopfschulter (94) eine radiale Länge bezüglich der Breite der flachen Endfläche (92) aufweist, wodurch der Verschiebung des Zapfenkopfs (42) in den geraden Hülsenabschnitt bis zum Erreichen der zweiten Größenordnung relativer, axialer Kraft Widerstand entgegengebracht ist, wobei eine derartige Verschiebung bei der zweiten Größenordnung erleichtert ist.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei der Zapfenschaft (22) eine Anschlagschulter (66) mit größerem Durchmesser als der Abschnitt des Zapfenschafts (22) zwischen der Sollbruchnut (62) und dem Greifmittel (36) zur Ineingriffnahme des Ambossglieds nach dem Abschluss des Umkippens des Sperrhülsenabschnitts (58) zum Anhalten der Verschiebung des Zapfenschafts (22) bezüglich der Haupthülse (16) aufweist, wobei die Beabstandung zwischen der Sollbruchnut (62) und dem Zapfenkopf (42) innerhalb des Bereichs der Grifflänge des Befestigungselements (10) liegt, wobei die relative Verschiebung dazwischen durch die Anschlagschulter (66) angehalten ist, wenn die Anschlagschulter (66) mit der Außenfläche des vergrößerten Hülsenkopfs (26) im Wesentlichen auf einer Linie liegt.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die Haupthülsendurchbohrung (74) einen geraden Bohrungsabschnitt (76) mit einem radial nach außen verjüngten Bohrungsabschnitt (84) an dem blinden Kopfabschnitt (30) aufweist, wobei die Aufweitungshülse (18) einen Aufweitungsabschnitt (32) aufweist, der mit dem geraden, zylindrischen Hülsenabschnitt (88) verbunden ist, wobei der Aufweitungsabschnitt eine radial nach außen verjüngte Außenfläche im Allgemeinen zum Zusammenpassen innerhalb des verjüngten Bohrungsabschnitts (76) des blinden Kopfabschnitts (30) der Haupthülse (16) aufweist, wodurch der Aufweitungsabschnitt (32) in Reaktion auf die relative, axiale Kraft der ersten Größenordnung zum Ausbilden des tulpenförmigen, blinden Kopfs (100) in die Haupthülse (16) an dem blinden Kopfabschnitt (30) verschoben wird.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 1 mit separaten Sperrmitteln zum Zusammensperren des Zapfens (24) und der Haupthülse (16) nach Abschluss der Einrichtung des Befestigungselements (10).
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 3, wobei der Aufweitungsabschnitt (32) der Aufweitungshülse (18) ein Vorderende (101) mit einem größeren Außendurchmesser als der Durchmesser des geraden Bohrungsabschnitts (76), der dem verjüngten Bohrungsabschnitt (84) benachbart ist, aufweist, wobei sich das Vorderende (101) nach der endgültigen Ausbildung des ersten tulpenförmigen, blinden Kopfs (100) in der Nähe der blinden Fläche (102) der Werkstücke (12, 14) befindet.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die Haupthülsendurchbohrung (74) einen geraden Bohrungsabschnitt (76) mit einem radial nach außen verjüngten Bohrungsabschnitt (84) an dem blinden Kopfabschnitt (30) aufweist, wobei die Aufweitungshülse (18) einen Aufweitungsabschnitt (32) aufweist, der mit dem geraden, zylindrischen Hülsenabschnitt (88) verbunden ist, wobei der Aufweitungsabschnitt im Allgemeinen eine radial nach außen verjüngte Außenfläche im Allgemeinen zum Zusammenpassen innerhalb des verjüngten Bohrungsabschnitts (76) des blinden Kopfabschnitts (30) der Haupthülse (16) aufweist, wobei der Aufweitungsabschnitt (32) in Reaktion auf die relative, axiale Kraft der ersten Größenordnung zum Ausbilden des ersten tulpenförmigen, blinden Kopfs (100) in die Haupthülse (16) an dem blinden Kopfabschnitt (30) verschoben wird, wobei der gerade, zylindrische Hülsenabschnitt der Aufweitungshülse (18) eine vorgewählte Wandstärke aufweist, die dazu geeignet ist, einem Knicken zu widerstehen und die Verschiebung des Zapfenkopfs (42) in den geraden Hülsenabschnitt in Reaktion auf die zweite Größenordnung relativer, axialer Kraft zu erleichtern.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die flache Zapfenkopfschulter (94) eine radiale Länge aufweist, die geringer als die Breite der flachen Endfläche (92) ist, wodurch der Verschiebung des Zapfenkopfs (42) in den geraden Hülsenabschnitt bis zum Erreichen der zweiten Größenordnung relativer, axialer Kraft Widerstand entgegengebracht ist, wobei eine derartige Verschiebung bei der zweiten Größenordnung erleichtert ist.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 7, wobei der verjüngte Verbindungsabschnitt (98) dazu geeignet ist, die radiale Aufweitung des zylindrischen Hülsenabschnitts zum Ausbilden des zweiten tulpenförmigen Kopfs (104) in teilweiser Überineingriffnahme des Zapfenkopfabschnitts (96) mit vergrößerten Durchmesser zu erleichtern.
Blindbefestigungselement (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 6, wobei der Verjüngungswinkel der verjüngten Außenfläche nicht größer als der Verjüngungswinkel des verjüngten Bohrungsabschnitts (84) ist.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei der blinde Kopfabschnitt (30) der Haupthülse (16) aus einem Material mit einer niedrigeren Härte als die Härte des Materials des Aufweitungsabschnitts (32) der Aufweitungshülse (18) hergestellt ist, wodurch die Ausbildung des ersten blinden Kopfs (100) erleichtert ist.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die Haupthülse (16) aus einem Material hergestellt ist, bei dem der blinde Kopfabschnitt (30) eine Härte von ungefähr 40 auf einer 15-N-Härteskala aufweist, während die Aufweitungshülse (18) aus einem Material mit einer Härte von ungefähr 60 auf derselben Skala hergestellt ist.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die Länge der flachen Zapfenkopfschulter (94) ungefähr die Hälfte der Breite der flachen Endfläche (92) des zylindrischen Hülsenabschnitts (18) beträgt.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die Länge der flachen Zapfenkopfschulter (94) ungefähr die Hälfte der Breite der flachen Endfläche (92) des zylindrischen Hülsenabschnitts (18) beträgt, wobei der gerade Hülsenabschnitt mit einer vorgewählten Wandstärke dazu geeignet ist, einem Knicken zu widerstehen und die Verschiebung des Zapfenkopfs (42) in den geraden Hülsenabschnitt in Reaktion auf die zweite Größenordnung relativer, axialer Kraft zu erleichtern.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 7, wobei die Durchbohrung (76) der Haupthülse (16) einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser an dem blinden Kopfabschnitt (30) aufweist, der mit einem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser verbunden ist, der sich von dem vergrößerten Hülsenkopf (26) erstreckt, wobei sich eine Aufweitungshülsenschulter an der Verbindungsstelle des Bohrungsabschnitts mit vergrößertem Durchmesser und des Bohrungsabschnitts mit reduziertem Durchmesser befindet, wobei der Zapfenschaft (22) eine abgestufte Bauweise aufweist und einen Schaftabschnitt (61) mit vergrößertem Durchmesser aufweist, der sich von dem Zapfenkopf (42) zu einem Schaftabschnitt (60) mit reduziertem Durchmesser erstreckt, wobei sich eine Aufweitungszapfenschulter (63) an der Verbindungsstelle des Schaftabschnitts (61) mit vergrößertem Durchmesser und des Schaftabschnitts (60) mit reduziertem Durchmesser befindet, wobei sich der Schaftabschnitt (61) mit vergrößertem Durchmesser innerhalb einer geraden Durchbohrung (86) in der Aufweitungshülse (18) und in dem Bohrungsabschnitt (76) der Haupthülse (16) befindet und dazu geeignet ist, dort im Wesentlichen zusammenpassend hineinzupassen, wobei der Schaftabschnitt (60) mit reduziertem Durchmesser geeignet ist, in den Bohrungsabschnitt (78) mit reduziertem Durchmesser der Haupthülse (16) zusammenpassend hineinzupassen, wobei die Aufweitungszapfenschulter (63) anfänglich axial von der Aufweitungshülsenschulter beabstandet ist und dazu geeignet ist, sich in Eingriffnahme mit der Aufweitungshülsenschulter zu verschieben, wenn der Zapfen (24) axial bezüglich der Haupthülse (16) in Reaktion auf die relative, axiale Kraft verschoben wird, und die Haupthülse (16) an dem Abschnitt (78) mit reduziertem Durchmesser der Hülsendurchbohrung (76) radial nach außen aufzuweiten, um den Haupthülsenschaftabschnitt (28) in lochfüllende Ineingriffnahme mit zumindest einer der Werkstückbohrungen (72, 74) zu verschieben.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 14, das eine Sollbruchnut (62) auf dem Zapfenschaft (22) axial von dem Sperrbund (54) beabstandet aufweist, wodurch nach weiterer Zunahme der Größenordnung der relativen, axialen Kraft der Zapfenschaft (22) an der Sollbruchnut (62) bricht.
Blindbefestigungselement (10) nach Anspruch 15, wobei der Schaftabschnitt (6) mit reduziertem Durchmesser an der Sollbruchnut (62) mit einer im Wesentlichen radial flachen Schulter (25) endet, die das innere Ende der Sperrnut (44) definiert, die dazu geeignet ist, den Sperrbund (54) in Eingriff zu nehmen, wobei eine ringförmige Anschlussfläche (64) mit reduziertem Durchmesser, die sich am gegenüberliegenden äußeren Ende der Sollbruchnut (62) befindet und an einer radial flachen Anschlagschulter (66) endet, geeignet ist, das Ambossglied an dem vergrößerten Hülsenkopf (26) in Eingriff zu nehmen, um weitere axiale Verschiebung des Zapfens (24) bezüglich der Haupthülse (16) anzuhalten, wodurch die Größenordnung der relativen, axialen Kraft weiter zunimmt, bis die Sollbruchnut (62) gebrochen ist und damit die Einrichtung abgeschlossen ist.