DE4003136A1

DE4003136A1 - Mandrel for closing blind rivet - has specially shaped transition surface between head and shank

Info

Publication number: DE4003136A1
Application number: DE4003136A
Authority: DE
Inventors: Josef Frauenheim
Original assignee: Boellhoff GmbH
Current assignee: Frauenheim Josef Dipl-Ing 49124 Georgsmarienh
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1991-08-08

Abstract

A blind rivet (1) has a head (2) and a tubular shank. The rivet is closed by a mandrel (5) with a head (4) and a shank which passes through the bore of the rivet shank. The transition surface between the head (4) and shank of the mandrel (5) is formed by two intersecting curved surfaces (10, 12). The mandrel shank has a transverse line of weakness (6) to allow the mandrel head to break away after the rivet has been set. This form of transition surface between the head and the shank of the mandrel enables a better shaped head to be formed on the rivet on the end opposite to the initial head (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Blindniet gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a blind rivet according to the preamble of claim 1.

Zum Setzen eines Blindniets wird der Zugdorn von einem Niet werkzeug erfaßt, die Niethülse in entsprechende Bohrungen der zu vernietenden Werkstücke eingeführt und anschließend der Zugdorn angezogen, so daß über die mit der Niethülse zusammenwirkende Schulter des Setzkopfes die Niethülse zu einem Schließkopf umgeformt wird.To set a blind rivet, the mandrel is replaced by a rivet tool grips the rivet sleeve in corresponding holes of the workpieces to be riveted and then the mandrel tightened so that over with the rivet sleeve cooperating shoulder of the setting head to the rivet sleeve a closing head is formed.

An vielen spröden oder weichen Materialien benötigt man einen gleich hohen Anpreßdruck an beiden Seiten des Blind niets, also von beiden Seiten des Flansches und von Seiten des Schließkopfes. Mit den üblichen Blindnieten nach dem Stand der Technik lassen sich gleich große Anpreßdrücke, insbesondere gleich große Köpfe auf beiden Seiten des Blind niets nicht erzielen, so daß infolge der unterschiedlichen Kopfgrößen bei Zugbeanspruchung auf beiden Seiten des Blind niets die Gefahr des "Ausknöpfens" besteht.You need many brittle or soft materials an equal contact pressure on both sides of the blind rivets, i.e. from both sides of the flange and from both sides of the closing head. With the usual blind rivets after State of the art in particular heads of the same size on both sides of the blind not achieve rivets, so that due to the different Head sizes in tensile stress on both sides of the blind there is no danger of "unbuttoning".

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Blind niet so auszubilden, daß der vom Nagelkopf auszuformende Schließkopf die gleiche Größe wie der Setzkopf Flansch an der Niethülse erhält und damit gleich große Anpreßdrücke erreicht werden.The invention is therefore based on the object of the blind rivet so that the nail head to be shaped Closing head the same size as the setting head flange receives the rivet sleeve and thus the same contact pressure can be achieved.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, the stated object is based on the features of claim 1 solved.

Durch die Verrundung des Nagelkopfes zum Nagelschaft des Zugdorns hin wird ein gezieltes Fließen des Materials auf der Schließkopfseite des Blindniets erzielt und damit ein Aufspreizen der Niethülse unterbunden sowie der Schließkopf besonders großflächig und gleichmäßig ausgeformt, so daß sich unter Berücksichtigung der Dicke der zu verbindenden Werkstücke sowie der Länge der Niethülse ein Durchmesser des Schließkopfes ergibt, der gleich dem Durchmesser des Setz kopfes ist, so daß sich gleich große Nietköpfe und damit gleich große Anpreßdrücke ergeben.By rounding the nail head to the nail shaft of the The material will flow in a targeted manner achieved on the closing head side of the blind rivet and thus Spreading of the rivet sleeve prevented and the closing head especially large and evenly shaped, so that yourself taking into account the thickness of the to be joined Workpieces and the length of the rivet sleeve a diameter of Closing head results, which is equal to the diameter of the set is head, so that there are equally large rivet heads and thus the same contact pressure.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. So ist erfindungsgemäß die Verrundung am Zugdorn mit zwei Radien versehen, wobei der erste kleinere Radius die Niethülse vorformt und den Verfor mungsverlauf in Bewegung setzt. Der zweite sich anschließende Verformungsradius am Setzkopf formt den Schließkopf rund und kraftschlüssig aus. Die Sollbruch stelle, die unmittelbar am Nagelkopf liegt, ermöglicht es, daß der Nagelkopf jedenfalls aus der Niethülse herausfällt.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims marked. So according to the invention Provide rounding on the mandrel with two radii, the first smaller radius preforms the rivet sleeve and the verfor movement in motion. The second yourself subsequent radius of deformation on the setting head forms the Closing head round and non-positive. The predetermined breaking location directly on the nail head enables that the nail head falls out of the rivet sleeve.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Ansicht teilweise im Schnitt eines Blindniets mit Zugdorn und verrundetem Nagelkopf, Fig. 1 is a view partly in section of a blind rivet with a tensile mandrel and verrundetem nail head,

Fig. 2 eine Ansicht bzw. einen Schnitt durch eine fertige Blindnietverbindung und Fig. 2 is a view or a section through a finished blind rivet connection and

Fig. 3-4 Schnitte durch unterschiedliche Nagelkopfprofile. Fig. 3-4 cuts through different nail head profiles.

Der in Fig. 1 dargestellte Blindniet ist in stark ver größertem Maßstab gezeigt. An der Niethülse 1 ist ein Flansch als Setzkopf 2 angeformt. Die Niethülse ist aus einem fließfähigen AlMgSi-Werkstoff hergestellt, der sich nach dem Setzvorgang verfestigt. Axial durch die Niethülse 1 erstreckt sich ein Zugdorn, der aus einem Nagelkopf 4 und einem Nagelschaft 5 besteht, dessen nicht dargestelltes verlängertes Ende in einem Setzwerkzeug aufgenommen ist. Der Zugdorn besteht wahlweise aus Stahl oder Edelstahl. The blind rivet shown in Fig. 1 is shown on a greatly enlarged scale. A flange is formed on the rivet sleeve 1 as a setting head 2 . The rivet sleeve is made of a flowable AlMgSi material that solidifies after the setting process. A pulling mandrel extends axially through the rivet sleeve 1 and consists of a nail head 4 and a nail shaft 5 , the elongated end of which is not shown, is received in a setting tool. The mandrel is made of steel or stainless steel.

Das besondere Merkmal des Zugdorns besteht darin, daß der Übergang vom Nagelkopf 4 zum Nagelschaft 5 verrundet ausge führt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind für die Verrundung zwei Radien vorgesehen. An den Nagelschaft 5 schließt sich zunächst ein erster Verformungsradius 10 an, auf den ein zweiter Verformungsradius 12 folgt. Der den Verrundungsabschnitt 10 bestimmende Radius ist geringer als der den anschließenden Verrundungsabschnitt 12 bestimmende Radius.The special feature of the mandrel is that the transition from the nail head 4 to the nail shaft 5 is rounded out. In the illustrated embodiment, two radii are provided for the rounding. The nail shaft 5 is first connected to a first deformation radius 10 , which is followed by a second deformation radius 12 . The radius determining the rounding section 10 is smaller than the radius determining the subsequent rounding section 12 .

Beim Umformen der Niethülse 1 wirken beide Radien 10 und 11 nacheinander mit der planen Stirnfläche 15 der Niethülse zusammen. Der erste Radius 10 formt zunächst die Niethülse 1 vor und setzt den Verformungsverlauf in Bewegung. Anschließend kommt der zweite Radius 12 zur Wirkung, der aus der Niethülse 1 den Schließkopf in seiner endgültigen runden Form großflächig und kraftschlüssig ausformt. Es ergibt sich damit die in Fig. 2 dargestellte Nietverbindung, in der der Durchmesser und die Form des Schließkopfes 20 entsprechend dem Setzkopf 2 ausgeformt ist. Die Länge der Niethülse 1 muß dabei natürlich auf die Dicke der zu verbindenden Platten 21, 22 abgestimmt sein. Jedenfalls weist der Nagelkopf 4 infolge der beiden Verformungsfasen 10 und 12 eine Form auf, die es ermöglicht, daß ein Schließkopf 20 geformt wird, der die gleiche Größe wie der Setzkopf 2 hat, so daß die Anpreß kräfte auf die Werkstücke 21, 22 gleich groß ist.When the rivet sleeve 1 is formed , the two radii 10 and 11 act in succession with the flat end face 15 of the rivet sleeve. The first radius 10 first preforms the rivet sleeve 1 and sets the course of the deformation in motion. Then the second radius 12 comes into effect, which forms the closing head in its final round shape from the rivet sleeve 1 over a large area and with a positive fit. This results in the rivet connection shown in FIG. 2, in which the diameter and the shape of the closing head 20 are shaped in accordance with the setting head 2 . The length of the rivet sleeve 1 must of course be matched to the thickness of the plates 21 , 22 to be connected. In any case, the nail head 4 due to the two deformation bevels 10 and 12 has a shape which enables a closing head 20 to be formed which is the same size as the setting head 2 , so that the contact forces on the workpieces 21 , 22 are of the same size is.

Am Nagelschaft 5 des Zugdorns ist eine Sollbruchstelle 6 in unmittelbarer Nachbarschaft des Nagelkopfes 4 eingeformt. Nach dem Herstellen der Nietverbindung reißt der Nagelschaft 5 an der Sollbruchstelle 6 ab und der Nagelkopf fällt aus dem Schließkopf 20 heraus.A predetermined breaking point 6 is formed on the nail shaft 5 of the pulling mandrel in the immediate vicinity of the nail head 4 . After the rivet connection has been established, the nail shaft 5 tears off at the predetermined breaking point 6 and the nail head falls out of the closing head 20 .

In den Fig. 3 bis 6 sind abgeänderte Ausführungsformen dargestellt, bei denen die Niethülse 1 mit einer inneren, abgesetzten Bohrung versehen ist, so daß nur der Abschnitt 16 verringerten Querschnitts vom Nagelkopf 4 zum Schließkopf umgeformt wird. Dabei ist die Länge und die Wandstärke des Abschnitts 16 so bemessen, daß die gewünschte Schließkopf ausbildung erzielt wird. Mit der Stirnfläche 15 des Abschnitts 16 wirkt das an der Unterseite des Nagelkopfes 4 vorgesehene Profil 20 zusammen, das radial gesehen von innen nach außen nach oben ansteigend ausgebildet ist. Dabei kann das Profil 20 unterschiedliche Formen aufweisen. So ist in Fig. 3 ein konisches Profil 20 vorgesehen, in Fig. 4 weist die Krümmung des Profils einen konstanten Radius auf, in Fig. 6 ist die Krümmung progressiv ansteigend ausgebildet und in Fig. 6 ist das Profil doppelt verrundet, wie schon in Fig. 1 dargestellt ist.In FIGS. 3 to 6 modified embodiments are shown in which the rivet sleeve is provided with an internal, stepped bore 1, so that only the portion 16 is reshaped reduced cross section from the nail head 4 for closing head. The length and wall thickness of section 16 is dimensioned such that the desired closing head formation is achieved. The profile 20 provided on the underside of the nail head 4 interacts with the end face 15 of the section 16 and, viewed radially, is designed to rise from the inside outwards. The profile 20 can have different shapes. In Fig. 3 a conical profile 20 is provided, in Fig. 4 the curvature of the profile has a constant radius, in Fig. 6 the curvature is progressively increasing and in Fig. 6 the profile is double rounded, as already in Fig. 1 is shown.

Die unterschiedlichen Profile sind auch bei der Ausführungs form gemäß Fig. 1 anwendbar, wenn die Niethülse 1 keine abgesetzte Bohrung aufweist und dann das Profil auf der Unterseite des Nagelkopfes 4 unmittelbar an den Schaft 5 anschließt.The different profiles can also be used in the embodiment according to FIG. 1 if the rivet sleeve 1 has no stepped bore and then the profile on the underside of the nail head 4 connects directly to the shaft 5 .

Claims

1. Blind rivet, consisting of a rivet sleeve provided at one end with a rivet head and an axially penetrating mandrel with a nail head that engages over the end face of the rivet sleeve, and with a predetermined breaking point in the shaft of the mandrel, characterized in that the underside of the Nail head ( 4 ) has a rivet sleeve ( 1 ) to the closing head ( 20 ) forming profile ( 8 ).

2. Blind rivet according to claim 1, characterized characterized in that the profile is conical.

3. Blind rivet according to claim 1, characterized characterized that the profile is rounded.

4. Blind rivet according to claim 3, characterized characterized that the curvature of the profile is constant.

5. Blind rivet according to claim 3, characterized characterized that the curvature of the profile progresses towards the nail head.

6. Blind rivet according to claim 1, characterized in that the profile is divided into two chamfers, of which the first chamfer ( 10 ) which first detects the rivet sleeve has a smaller radius of curvature than the second chamfer ( 12 ) adjoining the nail head ( 4 ). having.

7. Blind rivet according to claim 1, characterized in that the rivet sleeve ( 1 ) from the deformation chamfer ( 10 ) with the smaller radius preformed and then from the second deformation chamfer ( 12 ) with larger rem radius of curvature to a closing head ( 20 ) is deformed has the same size as the setting head ( 2 ) of the rivet sleeve.

8. Blind rivet according to one of claims 1 to 7, characterized in that the profile ( 8 ) is formed starting from the nail shaft ( 5 ).

9. Blind rivet according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rivet sleeve has an inner stepped bore and the profile ( 8 ) starting from the inner edge of the rivet sleeve ( 1 ) is formed on the underside of the nail head ( 4 ).

10. Blind rivet according to claim 9, characterized characterized that the length of the settled Dimension the hole according to the size of the locking head is.

11. Blind rivet according to claim 8 or 10, characterized in that the width of the remaining section ( 16 ) is dimensioned according to the size of the closing head.

12. Blind rivet according to one of claims 1 to 11, characterized in that a predetermined breaking point ( 6 ) is provided directly on the nail head ( 4 ).