NL7908758A

NL7908758A - BLIND FASTENER.

Info

Publication number: NL7908758A
Application number: NL7908758A
Authority: NL
Original assignee: Aerpat Ag
Priority date: 1978-12-11
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1980-06-13
Also published as: JPS5582812A; CA1135087A; BR7907997A; AU5363979A; GB2038978A; IT7951052A0; IT1120212B; GB2038978B; FR2444191A1; DE2948967A1

Description

Ή. 0.28.554 - *· -Ή. 0.28.554 - * · -

Blind bevestigingsmiddel.Blind fastener.

De uitvinding heeft betrekking op een zelfvergrendelend blind bevestigingsmiddel en meer in het bijzonder op een blind bevestigingsmiddel van de soort bestaande uit drie hoofddelen, namelijk een van schroefdraad voorziene kopbout, een moer met een vrouwelij-5 ke schroefdraad bestemd om passend in aangrijping te komen met de schroefdraad van de bout en welke een schacht bezit en een verbrede kop, waarbij de schacht is voorzien van een neus die taps toeloopt naar het einde dat op afstand ligt van de kop en een bus die kan uitzetten voor het vormen van een blinde kop door de bout door de 10 moer heen te schroeven zodat de boutkop aanstoot tegen de bus en deze o^erde tapse neus van de moer drukt.The invention relates to a self-locking blind fastener and more particularly to a blind fastener of the type consisting of three main parts, namely a threaded head bolt, a female screw nut intended to engage appropriately with the screw thread of the bolt having a shank and a widened head, the shank having a nose that tapers towards the end remote from the head and a sleeve that can expand to form a blind head by screw the bolt through the 10 nut so that the bolt head hits the sleeve and pushes this old tapered nose off the nut.

Toor het gebruik worden de delen samengesteld, waarbij de bout in de bus wordt gestoken en dan wordt geschroefd in het einde van de moer dat op afstand ligt van de moerkop totdat de bout steekt 15 uit het kopeinde van de moer. Tijdens het in gebruik zijn wordt de schacht van de moer gestoken door met elkaar in lijn liggende gaten in werkstukplaten die aan elkaar moeten worden bevestigd zodat de kop van de moer aanstoot tegen één zijde van het werkstuk en de tapse neus tot voorbij de daartegenover liggende zijde uitsteekt.For use, the parts are assembled with the bolt inserted into the sleeve and then screwed into the end of the nut spaced from the nut head until the bolt protrudes from the head end of the nut. While in use, the nut shank is inserted through aligned holes in workpiece plates that must be secured together so that the nut head abuts one side of the workpiece and the tapered nose extends beyond the opposite side protrudes.

20 Het bevestigingsmiddel wordt aangezet door de bout ten opzichte van . de moer te draaien zodat, doordat de moer en de bout in elkaar zijn geschroefd, de kop van de bout naar de schacht van de moer wordt bewogen, waarbij de bus over de tapse neus wordt gedrukt en daardoor de bus wordt uitgezet voor het vormen van een blinde kop die tegen 25 de genoemde tegenoverliggende zijde van het werkstuk wordt gehouden door de boutkop.The fastener is tightened by the bolt relative to. turning the nut so that, by screwing the nut and bolt together, the head of the bolt is moved towards the shaft of the nut, pushing the sleeve over the tapered nose and thereby expanding the sleeve to form a blind head held against the said opposite side of the workpiece by the bolt head.

Bij één uitvoeringsvorm van het blinde bevestigingsmiddel van de genoemde soort is de steel van de bout voorzien van een breuk-groef waarbij de diameter van de steel is verkleind tot een breuk-30 hals waarbij de steel zal afbreken als deze wordt onderworpen aan een voorafbepaalde torsie. De breukgroef verdeelt de bout in een hoofdgedeelte dat de boutkop en een daarop aansluitend schroef-gedeelte van de steel bevat, en een afbreekdeel van de steel, dat op afstand ligt van de boutkop. Het afbreekdeel is zodanig aange-• 35 bracht dat dit steekt uit het kopeinde van de moer voor het aanzetten van het bevestigingsmiddel zodat de bout kan worden vastgegrepen en ten opzichte van de moer kan worden gedraaid om het 7908758' 2 * bevestigingsmiddel aan te zetten. Het zal duidelijk zijn dat de torsie die nodig is om de bout ten opzichte van de moer te draaien toeneemt als de uitzetbare bus verder over de schacht van de moer wordt gedrukt en als een werkstuk dat is geklemd tussen de kop van 5 de moer en de blinde kop, die wordt gevormd door de uitgezette bus, wordt samengedrukt, waarbij de vereiste torsie uiteindelijk groter wordt dan de torsie die door de breukhals kan worden verdragen zodat de boutsteel bij de breukhals afbreekt, en het hoofdgedeelte van'de bout als een integraal deel van heb aangezette bevestigingsmiddel 10 overblijft en het afbreekgedeelte wordt verwijderd.In one embodiment of the blind fastener of the aforementioned type, the stem of the bolt is provided with a fracture groove in which the diameter of the stem is reduced to a fracture neck at which the stem will break if subjected to a predetermined torque . The break groove divides the bolt into a main portion containing the bolt head and a subsequent screw portion of the shank, and a break-off portion of the shank spaced from the bolt head. The shear member is arranged to protrude from the head end of the fastener tightening nut so that the bolt can be gripped and rotated relative to the nut to tighten the 7908758 '2 * fastener. It will be appreciated that the torque required to rotate the bolt relative to the nut increases as the expandable sleeve is pushed further over the shaft of the nut and as a work piece clamped between the head of the nut and the the blind head, which is formed by the expanded sleeve, is compressed, ultimately requiring the torque required to be greater than the torque that can be tolerated by the fracture neck so that the bolt stem breaks off at the fracture neck, and the main portion of the bolt as an integral part of the applied fastener 10 remains and the break-off part is removed.

Blinde bevestigingsmiddelen van een dergelijke soort worden gebruikt in de ruimtevaart-industrie voor het samenstellen van delen van vliegtuigen en ruimtevoertuigen waarbij in de afgelopen jaren de vraag naar dergelijke bevestigingsmiddelen is toegenomen welke 15 zijn voorzien van zelfvergrendelende schroefdraad om het gevaar te verminderen dat de moer en de bout van elkaar los schroeven tijdens het in gebruik zijn, hetgeen kan plaatsvinden tengevolge van spanningen en trillingen gedurende langere tijdsperioden.Blind fasteners of such a type are used in the aerospace industry for assembling parts of aircraft and space vehicles, with the demand for such fasteners having self-locking threads increasing in recent years to reduce the risk of the nut and unscrew the bolt while in use, which can occur due to stresses and vibrations over extended periods of time.

Tele soorten 'zelfvergrendelende schroefdraadconstructies zijn 20 voorgesteld en gebruikt voor bevestigingsmiddelen met een moer.en een bout, maar er zijn slechts weinig geschikt voor blinde bevestigingsmiddelen van de" hierboven genoemde soort. Hiervoor zijn twee hoofdredenen aan te wijzen. In de eerste plaats, moet de sterkte van de verkrijgbare vergrendeling voldoen aan bepaalde minimale eisen 25 en het is ook in het algemeen gebleken dat, hoe sterker het vereiste grendelorgaan is, hoe groter de kracht is die nodig is om het grendelorgaan te doen. vastgrijpen. De grootte van de torsie, die beschikbaar is voor het doen vastgrijpen van het grendelorgaan in blinde bevestigingsmiddelen van de genoemde soort is echter beperkt 50 tot die welke door de breukhals yan de bout kan worden overgebracht, welke op zijn beurt noodzakelijkerwijze moet worden beperkt en regelbaar moet zijn binnen vrij nauwkeurige grenzen om er voor te zorgen dat het bevestigingsmiddel kan worden aangezet en de onderdelen van een werkstuk voldoende vast samen te klemmen en de bout 55 dan te doen breken bij de breukhals om overmatige aandraaiïng van het bevestigingsmiddel te vermijden, hetgeen zou kunnen leiden tot gebreken van verschillende soort.Many types of self-locking threaded constructions have been proposed and used for fasteners with a nut and a bolt, but few are suitable for blind fasteners of the type mentioned above. There are two main reasons for this. First, the strength of the available latches meet certain minimum requirements and it has also generally been found that the stronger the latch required, the greater the force required to engage the latch. however, which is available for engaging the locking member in blind fasteners of the aforementioned type is limited to that which can be transferred through the fracture neck of the bolt, which in turn must necessarily be limited and controllable within fairly precise limits to ensure that the fastener can be tightened and the bottom clamp parts of a workpiece sufficiently and then break the bolt 55 at the fracture neck to avoid excessive tightening of the fastener, which could lead to defects of various kinds.

Het zal daarom duidelijk zijn dat, terwijl de torsie die vereist is om hét grendelorgaan te doen vastgrijpen niet te dicht mag 40 naderen tot die welke nodig is om het bevestigingsorgaan .aan te 7908758 5 i zetten en de bout te doen breken, de noodzakelijke vereiste kleinste torsie voor het overwihnen van het grendelorgaan, welke de werkzaamheid van het grendelorgaan vertegenwoordigt, zo hoog mogelijk moet zijn. Bovendien moet bij de vervaardiging van de blinde .It will therefore be appreciated that while the torque required to engage the locking member should not approach too close to that required to engage the fastener and break the bolt, the necessary requirement smallest torque for overwinning the locking member, which represents the effectiveness of the locking member, should be as high as possible. In addition, in the manufacture of the blind.

5 bevestigingsmiddelen een nauwkeurige controle worden uitgeoefend om er voor te zorgen dat er een minimale variatie optreedt tussen de verschillende betreffende torsiewaarden.5 fasteners are carefully monitored to ensure that there is minimal variation between the different torque values involved.

Yolgens de uitvinding wordt nu een blind bevestigingsmiddel van de hierboven genoemde soort verschaft welke op effectieve wijze 10 voldoet aan de eisen van de markt gesteld aan een zelfvergrendelend vermogen en dat kan worden vervaardigd met toleranties die gemakkelijk kunnen worden gecontroleerd zodat er geen verschil is tussen het gedrag van de verschillende vervaardigde bevestigingsmiddelen.In accordance with the invention, there is now provided a blind fastener of the above-mentioned type which effectively meets the market demands of a self-locking ability and which can be manufactured with tolerances that can be easily controlled so that there is no difference between the behavior of the different fasteners manufactured.

Yolgens de uitvinding wordt een blind bevestigingsmiddel ver-15 schaft bestaande uit een van schroefdraad voorziene kopbout, een moer met een vrouwelijke schroefdraad bestemd om passend in aan-grijping te komen met de schroefdraad van de bout en welke een schaht bezit en een verbrede kop, waarbij de schacht van de moer een neus bezit die taps toeloopt naar het einde dat op afstand ligt 20 van de kop van de moer en een bus die kan worden gedrukt op de tapse neus van de schacht van de moer door de moer langs de bout te schroeven naar de kop daarvan waardoor de bus wordt uitgezet voor het vormen van een blinde kop, waarbij de bout een in hoofdzaak cilindrische vergrendelingszone bezit, terwijl de diameter van de bout in 25 de vergrendelingszone ligt tussen de kruindiameter van de schroefdraad van de bout en de kruindiameter van de schroefdraad van de moer, terwijl de vergrendelingszone zich axiaal over een afstand uitstrekt die 'groter is dan de spoed van de schroefdraad, terwijl ten minste dat deel van de moerschroefdraad waardoorheen zich, 30 tijdens het in gebruik zijn van het bevestigingsmiddel, de vergrendelingszone van de bout uitstrekt, een kruin bezit, waarvan het oppervlak een deel vormt van een zuiver cilindrisch oppervlak met een klein^ diameter dan de diameter van die spiraalvormige strook op het oppervlak van de vergrendelingszone van de bout waarmee het 35 hiervoor genoemde kruinoppervlak in aangrijping zal staan, waarbij de constructie zodanig is dat, als de moer wordt geschroefd langs de bout voor het aanzetten van het bevestigingsmiddel, het kruin-" oppervlak van de moerschroefdraad over een bepaalde afstand in aangrijping komt met de vergrendelingsLzone langs de spiraalvormige-40 strook en een gecontroleerde aangrijping verschaft welke een wrij- 7908758 jl· 4 vingsvergrendeling tussen de moer en de bout geeft.In accordance with the invention, there is provided a blind fastener consisting of a threaded head bolt, a female threaded nut intended to engage the screw thread of the bolt and having a shank and a widened head, the nut shank having a nose that tapers toward the end spaced from the nut head and a sleeve that can be pressed onto the tapered nose of the nut shank by inserting the nut along the bolt screws to the head thereof which expands the sleeve to form a blind head, the bolt having a generally cylindrical locking zone, while the diameter of the bolt in the locking zone is between the crest diameter of the screw thread of the bolt and the crank diameter of the screw thread of the nut, while the locking zone extends axially a distance greater than the pitch of the screw thread, while at least the portion of the nut thread through which, while the fastener is in use, the locking zone of the bolt extends, has a crown, the surface of which forms part of a pure cylindrical surface with a diameter smaller than the diameter of said helical strip on the surface of the bolt locking zone with which the aforementioned crown surface will engage, the construction being such that, when the nut is screwed along the fastener tightening bolt, the crown surface of the nut threads into engagement with the locking zone along the helical-40 strip for a certain distance and provides a controlled engagement that provides a frictional lock between the nut and the bolt.

De vergrendelingszone kan op afstand liggen ran de kop van bout gelijk aan ten minste tweemaal de spoed van de boutschroef-draad.The locking zone may be spaced from the head of the bolt equal to at least twice the pitch of the bolt screw thread.

5 De vergrendelingszone van de bout kan een diameter bezitten gelijk aan of iets groter dan de effectieve diameter van de bout-sohroefdraad. Bij voorkeur is de diameter van de vergrendelingszone niet kleiner dan de effectieve diameter*van de boutschroef- draad.The bolt locking zone may have a diameter equal to or slightly greater than the effective diameter of the bolt so threads. Preferably, the diameter of the locking zone is not less than the effective diameter * of the bolt screw thread.

10 Bij voorkeur grijpen het kruinoppervlak van de moerschroef- draad en de vergrendelingszone zodanig op elkaar in dat deze onvoldoende is om plastische vervorming van de moerschroefdraad te veroorzaken .Preferably, the crown surface of the nut screw thread and the locking zone interlock so that it is insufficient to cause plastic deformation of the nut screw thread.

De aangrijpingszone kan liggen binnen de grens van 0,025 nnn 15 totO,1016 mm en bij voorkeur tussen 0,0581 mm en 0,0762 mm.The engagement zone can be within the range of 0.025nnn 15 to 1016mm and preferably between 0.0581mm and 0.0762mm.

De ware cilindrische vorm van het kruinoppervlak van het genoemde deel van de moerschroefdraad kan worden gevormd door een nauwkeurige maatafwerking die wordt· uitgevoerd nadat de schroefdraad - - van de moer is gevormd.The true cylindrical shape of the crown surface of said part of the nut threads can be formed by a precise dimensional finish which is performed after the threads of the nut are formed.

20 De moerschroefdraad kan zijn gevormd door een snijbewerking of een roh^draad^snijbewerking terwijl het genoemde deel daarvan kan bestaan uit een daarna geruimd deel daarvan.The nut screw thread may be formed by a cutting operation or a thread cutting operation while said part thereof may consist of a subsequently reamed part thereof.

De op elkaar passende.oppervlakken van de moer en/of de bout kunnen een smeermiddelbekleding daarop bezitten; 25 De smeermiddelbekleding kan bestaan uit een laag van een smerend metaal zoals cadmium.The mating surfaces of the nut and / or the bolt may have a lubricant coating thereon; The lubricant coating can consist of a layer of a lubricating metal such as cadmium.

Bij voorkeur bevindt de vergrendelingszone zich tussen de einden van de schroefdraad.Preferably, the locking zone is located between the ends of the screw thread.

De vergrendelingszone kan zijn gevormd als een cilindrisch deel 50 met een voldoende diameter om in aangrijping te staan met de kruin van de draad van de moer zonder dat de draad van de moer daarbij merkbaar plastisch wordt vervormd.The locking zone may be formed as a cylindrical portion 50 of sufficient diameter to engage the crown of the nut thread without noticeably plastically deforming the nut thread.

Bij voorkeur strekt zich de vergrendelingszone van de bout axiaal uit over een afstand gelijk aan ten minste twee maal en niet 55 groter dan vier maal de spoed van de schroefdraad van de bout.Preferably, the bolt locking region extends axially a distance equal to at least two times and not greater than four times the screw thread pitch of the bolt.

De uitvinding zal thans nader worden uiteengezet aan de hand van de tekening waarin bij wijze van voorbeeld een uitvoeringsvorm van het bevestigingsmiddel volgens de uitvinding is weergegeven.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, which shows by way of example an embodiment of the fastening means according to the invention.

Fig.. 1 geeft een langsdoorsnede weer door een blind bevestigings-40 middel volgens de uitvinding.Fig. 1 shows a longitudinal section through a blind fastening means according to the invention.

7908758 - * 5 4 *7908758 - * 5 4 *

Pig. 2 geeft een aanzicht weer van het Tboutgedeelte van het bevestigingsmiddel volgens fig. 1 .Pig. 2 is a view of the T-bolt portion of the fastener of FIG. 1.

Fig. 3 geeft een doorsnede weer van een samenstel, waarbij het bevestigingsmiddel volgens fig. 1 tijdens het gebruik daarvan 5 is weergegeven.Fig. 3 is a sectional view of an assembly showing the fastener of FIG. 1 during use.

Pig. 4 geeft op vergrote schaal een aanzicht weer van een deel van het samenstel in fig. 3» gedeeltelijk in doorsnede.Pig. 4 is an enlarged view of part of the assembly in FIG. 3, partly in section.

Verwijzend naar fig. 1 bevat een blind bevestigingsmiddel 10 een moer 12, een bout 14 en een bus 16.Referring to Fig. 1, a blind fastener 10 includes a nut 12, a bolt 14 and a sleeve 16.

10 De moer 12 bezit een hexagonale kop 18 en een langwerpige schacht 20 met een eindgedeelte 22 op afstand van de kop en vanaf de kop taps toelopend voor het vormen van een konische neus. De moer is vanzelfsprekend buisvormig en is voorzien van een inwendige schroefdraad 24 over de gehele lengte van zijn boring.The nut 12 has a hexagonal head 18 and an elongated shaft 20 with an end portion 22 spaced from the head and tapered from the head to form a conical nose. The nut is of course tubular and has an internal screw thread 24 along the entire length of its bore.

15 De bus 16 bestaat uit een buisvormige cilinde^met een uitwen dige diameter die in hoofdzaak gelijk is aan die van de schacht van de moer en bezit een boring die aan beide einden is afgeschuind, waarbij de afgeschuinde einden elk een iets grotere inwendige diameter bereiken dan de kleinste diameter van de tapse neus 22 van 20 de moer zodat de neus 22 gemakkelijk kan binnendringen in elk van de afgeschuinde einden.The sleeve 16 consists of a tubular cylinder with an outer diameter substantially equal to that of the shaft of the nut and has a bore chamfered at both ends, the chamfered ends each reaching a slightly larger internal diameter then the smallest diameter of the tapered nose 22 of the nut so that the nose 22 can easily penetrate into each of the beveled ends.

De bout 14 bezit een kop 30 aan één einde met een diameter die in hoofdzaak gelijk is aan die van de'schacht van de moer, en een langwerpige steel 32 met een grotere axiale lengte dan de ge-25 zamenlijke lengten van de moer 12 en bus 16. Een door draaien af te breken deel 34 van de boutsteel dat het verst is verwijderd van de kop 30 is voorzien van een paar diametraal tegenover elkaar liggende afplattingen 36 waardoor de bout kan worden gedraaid, terwijl het deel 34 is verbonden met het overige deel van de steel 32 door 30 een breukhals 38 waarbij de steel kan worden afgebroken bij een voorafbepaalde torsie, waardoor het af te draaien deel 34 tan worden verwijderd van de aangebrachte bevestiger, zoals weergegeven in fig. 3·The bolt 14 has a head 30 at one end with a diameter substantially equal to that of the shaft of the nut, and an elongated stem 32 of greater axial length than the combined lengths of the nut 12 and bush 16. A pivotable portion 34 of the bolt stem furthest from the head 30 is provided with a pair of diametrically opposed flats 36 through which the bolt can be rotated while the portion 34 is connected to the rest part of the stem 32 through a fracture neck 38 in which the stem can be broken off at a predetermined torque, thereby removing the part 34 to be turned off from the fitted fastener, as shown in FIG.

Een schroefdraad 40, die in hoofdzaak complementair is met de 35 schroefdraad 24 van de moer zodat deze passend kan grijpen in de moerschroefdraad, strekt zich uit over de lengte van de boutsteel 32, met uitzondering van een vergrendelingszone 42 en over de oppervlakken van de breukhals en de draai-afplattingen. De vergrendelingszone 42 ligt op afstand van de kop van de bout welke afstand onge-40 veer gelijk is aan de lengte van de bus 16. De vergrendelingszone 7908758 *· A - 6 42 komt voor in de vorm van een niet van schroefdraad voorzien cilindrisch deel dat nauwkeurig concentrisch is met de as van de boutschroefdraad en dat een diameter bezit die groter- is dan de kruindiameter van de complementaire schroefdraad van de moer en die 5 kleiner is dan de diameter van de steel genomen over de kruin van de schroefdraad op de bout. Het niet van schroefdraad voorziene deel strekt zich axiaal uit over een afstand die gelijk is aan tweemaal de spoed van de schroefdraad 40. Het is geen bezwaar als het oppervlak van het genoemde deel 42 een verhoogd rudiment van schroef-10 draad bezit als dit deel een spiraalvormige baan heeft waarover de passende schroefdraad van de moer kan schuiven welke baan een oppervlak bezit welke een deel is van een cilinder die concentrisch is met de as van de boutschroefdraad.A screw thread 40, which is substantially complementary to the screw thread 24 of the nut so that it can engage with the nut screw thread, extends the length of the bolt stem 32, except for a locking zone 42 and the surfaces of the fracture neck and the turntables. The locking zone 42 is spaced from the head of the bolt which distance is approximately 40 equal to the length of the sleeve 16. The locking zone 7908758 * A-6 42 is in the form of a non-threaded cylindrical part which is accurately concentric with the bolt thread axis and has a diameter greater than the crown diameter of the complementary thread of the nut and less than the diameter of the stem taken over the crown of the thread on the bolt . The unthreaded portion extends axially a distance equal to twice the pitch of the threads 40. It is not a problem if the surface of said portion 42 has an increased rudiment of thread 10 if this portion has a has a spiral web over which the appropriate thread of the nut can slide, which web has a surface that is part of a cylinder that is concentric with the axis of the bolt thread.

Bovendien bezit ten minste dat deel van de schroefdraad 24 15 van de moer waardoorheen bij gebruik van het bevestigingsmiddel de vergrendelingszone van de bout zal lopen een afgeplatte kruin 44· Zoals in de tekening weergegeven heeft de gehele lengte van de moer-schroefdraad een afgeplatte kruin omdat dit beter bij de vervaardiging kan worden bereikt dan over een beperkte lengte van de draad.In addition, at least that portion of the screw thread 24 of the nut through which the bolt securing zone will pass when using the fastener has a flattened crown 44 · As shown in the drawing, the entire length of the nut thread has a flattened crown because this can be achieved better during manufacture than over a limited length of the wire.

20 In het bijzonder wordt hier de nadruk op gelegd dat de afgeplatte kruin van de moer schroef draad zodanig nauwkeurig is gevormd dat het o oppervlak van de kruin een deel is van een nauwkeurig cilindrisch . « oppervlak.In particular, it is emphasized that the flattened crown of the nut screw thread is precisely formed such that the surface of the crown is part of an accurately cylindrical. Surface.

Be in elkaar passende schroefdraden van de moer en van de bout 25 komen bij deze uitvoeringsvorm principieel overeen met de vorm die bekend is onder de naam "Unified National Fine" en is op zichzelf bekend, waarbij de basisvorm van deze schroefdraad een afgeplatte kruin bezit, hoewel bij de normale vervaardiging het gebruikelijk is om enige afronding toe te staan in het bijzonder van de in lengfee-'30 richting lopende randen van de kruin.The mating threads of the nut and of the bolt 25 in this embodiment basically correspond to the shape known under the name "Unified National Fine" and are known per se, the basic shape of these threads having a flattened crown, although in normal manufacture it is common to allow for some rounding in particular of the longitudinal edges of the crown.

Bij het vormen van de moer van de uitvinding echter worden speciale stappen ondernomen om er voor te zorgen dat de kruin van de moerschroefdraad nauwkeurig cilindrisch is en vrij van bramen en onregelmatigheden zoals normaal worden gevormd bij de vervaardi-35 ging door tappen of draadrollen en hiertoe wordt eerst de schroefdraad- op een normale wijze gevormd door middel van een snijdende tap, waarna ten minste dat gedeelte wordt geruimd waardoor de vergrendelingszone van de bout zal lopen zodat een deel van de kruin • . van de draad wordt verwijderd en een nauwkeurig cilindrisch kruin- 40 oppervlak overblijft.However, in forming the nut of the invention, special steps are taken to ensure that the crown of the nut thread is precisely cylindrical and free from burrs and irregularities normally formed in the manufacture by tapping or thread rolling and for this purpose the threads are first formed in a normal manner by means of a cutting tap, after which at least that part is cleared through which the bolt locking zone will pass so that part of the crown •. of the wire is removed and an accurate cylindrical crown surface remains.

79 0 8 7 5.8 . ^ ' · * 7 *79 0 8 7 5.8. ^ '* 7 *

Yerder wordt de moerschroef draad tot een zeer kleine diameter geruimd zodat de kruin in aangrijping zal staan met het cilindrische oppervlak van het niet van schroefdraad voorziene deel van de hout over een voorafhepaalde afstand hinnen nauwe toleranties.Rather, the nut screw thread is reamed to a very small diameter so that the crown will engage the cylindrical surface of the unthreaded portion of the wood within a predetermined distance within close tolerances.

5 Meer in het bijzonder is de mate van in elkaar grijpen zodanig dat de vervorming van de schroefdraad van de moer, als deze in aangrij-ping komt met de vergrendelingszone van de hout zich bevindt hinnen de elasticiteitsgrens van het materiaal van de moer zodat de moerschroef draad geen plastische vervorming ondergaat.More specifically, the degree of interlocking is such that the deformation of the screw thread of the nut, when it engages the locking zone of the wood, is within the elastic limit of the material of the nut so that the nut screw wire does not undergo plastic deformation.

10 Bij deze uitvoeringsvorm.worden zowel de moer en de hout hier toe gevormd uit staal terwijl de schacht van de moer een nominale buitendiameter bezit van 4» 83 mm. De in elkaar passende schroefdraden van de moer en de hout hebben de vorm van 6-40 TOB1 met een effectieve diameter voor de boutschroefdraad van 5»02 mm. Het cilin-15 drische deel van de vergrendelingszone van de bout heeft een diameter die gelijk is gemaakt aan (of iets groter kan zijn) de effectieve diameter terwijl de schroefdraad van de moer wordt geruimd tot een zeer kleine diameter zodanig dat deze in aangrijping komt met het niet van schroefdraad voorziene deel van de bout en met een 20 zodanig nauwkeurigheid dat deze aangrijping plaats vindt binnen het gebied van 0,038 mm tot 0,076 mm.In this embodiment, both the nut and the wood are formed from steel for this purpose, while the shaft of the nut has a nominal outside diameter of 4 »83 mm. The mating threads of the nut and wood are in the form of 6-40 TOB1 with an effective bolt thread diameter of 5 »02 mm. The cylindrical portion of the bolt locking zone has a diameter which is equalized (or may be slightly larger) the effective diameter as the nut threads are reamed to a very small diameter to engage with the un-threaded portion of the bolt and with such accuracy that it engages within the range of 0.038 mm to 0.076 mm.

Yoor het gebruik wordt het blinde bevestigingsorgaan 10 samengesteld zodat de cilindrische bus 16 wordt geplaatst'op de steel van de bout 14 in de nabijheid van de -kop 30, terwijl de steel van 25 de bout in schroefdraadaangrijping wordt gebracht met de moer 12 zodat de konische neus 22 aan het einde van de moer 12 juist het dichtst bij zijnde einde van de vergrendelingszone 42 op de bout bereikt. Het draaigedeelte 34 van &bout steekt dan tot voorbij de kop 18 van de moer.For use, the blind fastener 10 is assembled so that the cylindrical sleeve 16 is placed on the stem of the bolt 14 in the vicinity of the head 30, while the stem of the bolt is threaded into engagement with the nut 12 so that the tapered nose 22 at the end of the nut 12 reaches just the nearest end of the locking zone 42 on the bolt. The bolt turning portion 34 then extends beyond the head 18 of the nut.

30 Yerwijzend naar fig. 3 en 4 zijn bij gebruik van het blinde bevestigingsorgaan 10, de houtkop 30, de bus 16 en de moerschacht 20 gestoken door met elkaar in lijn liggende gaten infie werkstukdelen 50, 52 die met elkaar moeten worden verbonden, zodat de kop 18 van de moer stoot tegen een oppervlak van het orgaan 50 en de kop van 35 de bout, de bus en de konische neus van de moerschacht uitsteken tot voorbij het vlak van het andere orgaan 52 dat op afstand ligt van de kop van de moer. De moer 12 en de bout 14 worden dan ten opzichte van elkaar gedraaid, waarbij op geschikte wijze gebruik wordt gemaakt van de draai-afplattingen 36 van de bout en de hexagonale 40 vorm van de kop van de moer 18 voor het verkrijgen van een geschikte 7908758 «· A · ’ ’ .Referring to Figs. 3 and 4, when using the blind fastener 10, the wood head 30, the sleeve 16, and the nut shank 20, they are inserted through aligned holes infie workpieces 50, 52 to be joined together so that the the nut head 18 abuts a surface of the member 50 and the head of the nut shaft bolt, sleeve and conical nose protrude beyond the plane of the other member 52 spaced from the nut head . The nut 12 and the bolt 14 are then rotated relative to each other, making appropriate use of the bolt's turntables 36 and the hexagonal shape of the head of the nut 18 to obtain a suitable 7908758 "· A · ' ' .

8' greep, zodat de kop 50 van de bout dichter bij de kop 18 van de moer wordt gebracht, hoor dit te doen wordt de bus 16 gedrukt over de konische neus 22 van de moerschacht en daardoor uitgezet voor het vormen van een blinde kop 54 die aanligt tegen het aangrenzende en , 5 vlak van het werkstukdeel 52 •'•waardoor de twee werkstukdelen sxevig worden vastgeklemd tussen de blinde kop 54 de kop 18 van de moer.8 'handle so that the head 50 of the bolt is brought closer to the head 18 of the nut, so should the sleeve 16 be pushed over the conical nose 22 of the nut shaft and thereby expanded to form a blind head 54 which abuts against the adjacent and plane of the workpiece part 52, whereby the two workpiece parts are clamped firmly between the blind head 54 and the head 18 of the nut.

Als de werkstukdelen 50, 52 stevig zijn vastgeklemd tussen de kop- 18 van de moer en de blinde kop 54» wordt de kracht, die nodig is om de bout verder ten opzichte van de moer te draaien, groter 10 dan die welke kan worden weerstaan door de breukhals 58 waardoor de boutsteel breekt bij de breakhals en het draaigedeelte kan worden verwijderd, waarbij het aangebachte bevestigingsmiddel overblijft in de toestand zoals weergegeven in fig. 5·When the workpiece parts 50, 52 are clamped tightly between the head 18 of the nut and the blind head 54 », the force required to rotate the bolt further relative to the nut becomes greater than that which can be resisted through the break neck 58 causing the bolt stem to break at the break neck and the turning portion to be removed leaving the attached fastener in the condition shown in Fig. 5 ·

Bij he ^binnengaan van de boring van de moer komt de vergrende-15 lingszone van de bout in aangrijping met de schroefdraad van de moer, waardoor enige elastische vervorming van de moer wordt veroorzaakt. Tengevolge echter van de nauwe toleranties waarbinnen de vergrendelingszone en de geruimde schroefdraad van de moer zijn gevormd, ondergaan noch de vergrendelingszone noch de moerschroef-20 draad enige plastische vervorming terwijl geen invreting optreedt.Upon entering the bore of the nut, the locking zone of the bolt engages the threads of the nut, causing some elastic deformation of the nut. However, due to the close tolerances within which the locking zone and the cleared nut threads are formed, neither the locking zone nor the nut screw thread undergo any plastic deformation while no fretting occurs.

De wrijving tussen de met elkaar in aangrijping staande oppervlakken van de moerschroefdraad en de vergrendelingszone die wordt verkregen ‘bij de voorafbepaalde afstand*waarover het met elkaar in aanraking staan optreedt bij deze uitvoeringsvorm (namelijk 0,058 -25 0,076 mm) is laag genoeg om het het bevestigingsmiddel mogelijk te maken om een adequate klemkracht uit te oefenen op de werkstukdelen die, zoals hiervoor uiteengezet, wordt beperkt door de torsie die kan worden overgebracht door de breukhals, maar welke voldoende groot is om er voor te zorgen dat het bevestigingsorgaan/$<j:&it los-50 geschroefd zelfs onder zware gebruiksomstandigheden.The friction between the engaging surfaces of the nut threads and the locking zone obtained at the predetermined distance * over which the contact occurs occurs in this embodiment (namely 0.058-25 0.076 mm) is low enough to fastener to allow adequate clamping force on the workpiece parts which, as explained above, is limited by the torque that can be transmitted through the fracture neck, but which is sufficient to cause the fastener / $ <j : & it unscrewed-50 even under harsh operating conditions.

Andere gelijksoortige bevestigingsmiddelen zijn vervaardigd .met afmetingen welke verschillen van die van het hiervoorgaande voorbeeld. In alle bevestigingsmiddelen die zijn beproefd is gebleken dat de afmetingen van het bevestigingsmiddel iets kunnen varië-55 ren, /WF de afstand waarover het kruinoppervlak van de moerschroef-draad en de vergrendelingszone met elkaar in aanraking staan altijd moet liggen binnen de brede' grenzen van 0,025 "tot 0,1016 mm.Other similar fasteners have been manufactured with dimensions different from those of the previous example. All fasteners tested have shown that the dimensions of the fasteners may vary slightly, / WF the distance of contact between the crown surface of the nut thread and the locking zone must always be within the wide limits of 0.025 "to 0.1016 mm.

00

Er is echter een overheersende noodzakelijkheid om te vermijden dat de mate waarin de genoemde delen met elkaar inaanraking staan zo 40 groot is dat de bout zal breken voordat het bevestigingsmiddel de 7900758 9 werkstukdelen samen heeft geklemd, terwijl ook de mate waarin deze delen met elkaar in aangrijping zijn niet zo groot mag zijn dat plastische vervorming optreedt hij de met elkaar in aangrijping staande oppervlakken. De wrijving tussen de met elkaar in aangrij-5 ping staande oppervlakken bereikt een maximum als de vergrendelings- zone volledig in aangrijping met de moerschroefdraad is gekomen en . .However, there is an overriding necessity to avoid that the degree of contact of said parts with each other is so great that the bolt will break before the fastener has clamped the 7900758 9 workpiece parts together, while also the extent to which these parts are in contact with each other engagement should not be so great that plastic deformation occurs in the engaging surfaces. Friction between the engaging surfaces reaches a maximum when the locking zone is fully engaged with the nut threads and. .

neemt niet toe als de vergrendelingszone verder langs de moerschroef-draad beweegt.does not increase as the locking zone moves further along the nut screw thread.

Op gelijk wijze blijft, als het bevestigingsmiddel eenmaal is 10 aangebracht, de torsie, die nodig is om de bout te draaien in een richting zodanig dat de bout van de moer wordt losgeschroefd, constant zolang de vergrendelingszone van de bout zich geheel bevindt binnen eh in aangrijping staat met de moerschroefdraad. Daarom is de vergrendelingszone van de bout, in het bijzonder om te Voldoen 15 aan de eisen van een gebruiker die worden gesteld aan een schroef-draadvergrendeling welke een voorafbepaalde vergrendelingssterkte behoudt nadat de bout over twee volledige omwentelingen is los geschroefd, op een zodanige afstand van de’kop van de bout aangebracht dat als het bevestigingsmiddel volledig is aangebracht, de vergren-20 delingszone de moer is binnengekomen en zich heeft bewogen tot voorbij ten minste twee volledige omwentelingen van de moerschroefdraad.Likewise, once the fastener is applied, the torque required to turn the bolt in a direction such that the bolt is unscrewed from the nut remains constant as long as the bolt locking zone is fully within engagement is with the nut threads. Therefore, the bolt locking zone, in particular to meet a user's requirements for a thread lock which maintains a predetermined locking strength after the bolt has been unscrewed over two full revolutions, is such a distance from the head of the bolt which, when the fastener is fully applied, the locking zone has entered the nut and has moved beyond at least two full turns of the nut thread.

Om ervoor te zorgen dat de dwarswijdte over de afgeplatte kruin van de moerschroefdraad groot genoeg is om een aanzienlijke weerstand te hebben tegen plastische vervorming als deze in aanraking 25 staat met de vergrendelingszone van de bout, is er voor gezorgd dat de diameters van de vergrèndelingszone van de bout en de kruin van • de moerschroefdraad zodanig zijn dat deze met elkaar in aanraking staan bij een diameter die in hoofdzaak dezelfde is of iets groter is dan de werkzame diameter van de boutschroefdraad, maar niet zo 30 groot dat de hoogte van de kruin van de moerschroefdraad boven zijn voet zo klein is dat de moerschroefdraad niet voldoende sterkte bezit om stevig, in aangrijping te staan met de draad van de bout.To ensure that the transverse width across the flattened crown of the nut threads is large enough to have significant resistance to plastic deformation when it contacts the bolt locking zone, the diameters of the locking zone of the bolt and crown of the nut threads are such that they contact each other at a diameter that is substantially the same or slightly greater than the effective diameter of the bolt threads, but not so large that the height of the crown of the nut threads above his foot are so small that the nut threads do not have enough strength to engage firmly with the thread of the bolt.

Nadat de delen van het blinde bevestigingsmiddel zijn vervaardigd met afmetingen en toleranties zoals hierboven aangegeven, wor-35 den de delen vervolgens voorzien van een bekleding in de vorm van een elektrolytisch neergeslagen laag van cadmium welke dient zowel als smeermiddellaag op de oppervlakken van de wrijvend met elkaar in aangrijping staande delen en de met elkaar in aanraking staande delen alsmede als roestvrije bekleding.After the parts of the blind fastener have been manufactured with dimensions and tolerances as indicated above, the parts are then coated with an electrolytically deposited layer of cadmium which serves as both a lubricant layer on the surfaces of the rubbing with engaging parts and the contacting parts as well as rust-free cladding.

40 Hoewel de bout 14 van het zelfvergrendelende blinde bevesti- 7908758 t40 Although bolt 14 of the self-locking blind fastens 7908758 t

PP

10 gingsmiddel, dat hiervoor is beschreven en bij wijze van voorbeeld is weergegeven, een afbreekdeel en een torsie-beperkend middel bevat in de vorm van een breukhals, die is bestemd om voldoende torsie over te brengen om de zelfvergrendelende schroefdraden met el-5 kaar in aangrijping te brengen en het bevestigingsmiddel te bevestigen en om te breken als de uitgeoefende torsie groter wordt dan een voorafbepaalde waarde, zal het duidelijk zijn dat het niet van wezenlijk belang is dat de bout van een zelfvergrendelend blind bevestigingsmiddel volgens de uitvinding deze kenmerken bezit, omdat 10 het bevestigingsmiddel kan worden aangebracht en de schroefdraden in vergrendelende aangrijping met elkaar kunnen worden gebracht zonder dat het nodig is om de uitgeoefende torsie te beperken, of dat de bout afbreekt. Zoals hiervoor echter is uiteengezet, is het zeer gewenst om een middel te bezitten voor het beperken van de 15 torsie die kan worden uitgeoefend, om overmatige aandraaiing van het bevestigingsmiddel te vermijden : een dergelijk torsiebeperkend middel kan zijn aangebracht in het werktuig dat wordt gebruikt voor het aanbrengen van het bevestigingsmiddel of in het bevestigingsmiddel zelf, zoals weergegeven in de hierboven beschreven uitvoe-20 ringsvorm. Het verdient de voorkeur om de torsie-beperkende middelen aan te brengen in het bevestigingsmiddel, omdat dit vermijdt dat men afhankelijk is van een juiste instelling van het gebruikte werktuig. Verder maakt het afbreken bij een geschikte stand van het deel 'van de bout dat wordt vastgegrepen door het werktuig als de bout wordt 25 gedraaid, het mogelijk om het bevestigingsmiddel met een goed uiterlijk aan te brengen, zonder dat enig ander deel van de bout vanaf de kop van de moer uitsteekt.10, described above and shown by way of example, includes a break-off member and a torque limiting means in the form of a fracture neck, which is intended to transmit sufficient torque to the self-locking threads with each other engaging and securing the fastener and breaking if the applied torque exceeds a predetermined value, it will be understood that it is not essential that the bolt of a self-locking blind fastener according to the invention have these features because The fastener can be applied and the threads brought into locking engagement with each other without the need to limit applied torque or break the bolt. However, as explained above, it is highly desirable to have a means of limiting the torque that can be applied to avoid excessive tightening of the fastener: such a torque limiting means may be provided in the tool used for applying the fastener or in the fastener itself, as shown in the above-described embodiment. It is preferable to provide the torque limiting means in the fastener, as this avoids dependence on proper adjustment of the tool used. Furthermore, breaking off at a suitable position of the part of the bolt that is gripped by the tool when the bolt is turned makes it possible to apply the fastener with a good appearance, without any other part of the bolt from the head of the nut protrudes.

Het zal duidelijk zijn dat als, zoals in de weergegeven uitvoeringsvorm, de bout van het zelfvergrendelende blinde bevestigings-30 middel een torsiebeperkende breukhals bezit, het van bijzonder belang is om in staat te zijn om op betrouwbare wijze de torsie te regelen die nodig is om de vergrendelende schroefdraden met elkaar in aangrijping te brengen en het bevestigingsmiddel aan te draaien zodat deze torsie niet groter zal zijn dan die welke kan worden 35 overgebracht door de breukhals. De schroefdraad-vergrendelend .constructie welke is aangebracht in het bevestigingsmiddel volgens de uitvinding kan bij de vervaardiging nauwkeurig worden gecontroleerd » en is daarom in het bijzonder geschikt voor de bijzondere soort van bevestigingsmiddel welke een bout bezit met een torsiebeperkende 40 breukhals.It will be appreciated that, as in the illustrated embodiment, the bolt of the self-locking blind fastener has a torque-limiting breakage neck, it is of particular importance to be able to reliably control the torque required to engage the locking threads together and tighten the fastener so that this torque will not be greater than that which can be transmitted through the fracture neck. The thread-locking construction provided in the fastener according to the invention can be carefully controlled during manufacture and is therefore particularly suitable for the particular type of fastener which has a bolt with a torque-limiting break neck.

79087587908758

Claims

1. A blind fastener comprising a threaded and headed bolt, a female-threaded nut designed to fit snugly into the thread of the bolt and having a shank and a widened head, with the shank of the nut has a nose that tapers towards the end that is spaced from the nut's head, and a sleeve that can be pushed over the tapered nose of the nut's shank by screwing the nut along the bolt to the head 10 of the nut and which sleeve is thereby expanded to form a blind head, characterized in that the bolt (14) has a substantially cylindrical locking zone (42), the diameter of the bolt being in the locking zone between the crank diameter of the screw thread (40) of the bolt and crest diameter of the screw thread (24) of the nut, the locking zone (42) extending axially a distance greater than the pitch of the screw thread ad (40), while at least that portion of the nut thread (24) through which, during use of the fastener, the locking zone (42) of the bolt 20 (14) passes, has a crown (44) the surface of which is a portion forming a true cylindrical surface with a diameter less than the diameter of said spiral strip on the surface of the locking section (42) of the bolt (14) with which the aforementioned crown surface (44) will engage, such as that, if the nut (12) is screwed along the bolt (14) for tightening the fastener, the crown surface (44) of the nut thread (24) will contact the locking zone (42) for a certain distance along the spiral. shaped strip and a friction lock provided between the nut 30 (12) and the bolt (14)

Blind fastener according to claim 1, characterized in that the locking zone (42) is spaced from the head (30) of the bolt (14) equal to at least twice the pitch of the bolt threads (40). 35

Blind fastener according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter of the locking zone (42) of the bolt (14) is not less than the effective diameter of the bolt thread (40).

Blind fastener according to any one of claims 1 to 40 and 3 », characterized in that the locking zone 7908758 Ut. ii · (42) of the bolt (14) has a diameter slightly greater than the effective diameter of the bolt threads (40).

Blind fastener according to any one of the preceding claims, characterized in that the degree of contact of the crown surface (44) of the nut thread (24) with the locking zone is insufficient to cause plastic deformation of the nut thread (24). .

Blind fastener according to any one of the preceding claims, characterized in that - the crown surface 10 (44) of the nut thread (24) is in contact with the locking zone over a distance between 0.025 mm and 0.1016 mm.

Blind fastener according to any one of the preceding claims, characterized in that the distance over which the crown surface (44) of the nut thread (24) contacts the locking zone is between 0.0381 mm and 0.0762 mm.

Blind fastener according to any one of the preceding claims, characterized in that the true cylindrical shape of the crown surface (44) of said part of the nut screw thread (24) is formed by a precise sizing operation carried out after the screw thread (24 ) of the nut (12) is formed.

Blind fastener according to any one of the preceding claims, characterized in that the nut screw (24) is formed by a cutting or roller nut cutting operation while said part thereof is a subsequently reamed part thereof.

Blind fastener according to any one of the preceding claims, characterized in that the mating surfaces of the nut (12) and or the bolt (14) are provided with a lubricant coating.

Blind fastener according to claim 10, characterized in that the lubricant coating consists of a layer of a lubricating metal such as cadmium.

11 -

Blind fastener according to any one of the preceding claims, characterized in that the locking zone 35 (42) is located between the ends of the. screw thread (40).

Blind fastener according to any one of the preceding claims, characterized in that the locking zone (42) consists of a cylindrical part that is precisely concentric with the center line of the screw thread of the bolt (14 ") · 40

Blind fastener according to any one of the preceding claims 7908758 13, characterized in that the locking zone (42) of the bolt (14) extends axially over a distance equal to at least twice and no greater than four times the thread pitch (40) of the bolt (14). 5

Blind fastener according to any one of the preceding claims, characterized in that the bolt (14) has a break neck (38) at a distance from the bolt head (30) beyond the locking zone (42), the break neck (38 ) has a strength suitable for tightening the fastener but not for over tightening the fastener. ft 7908758