<Desc/Clms Page number 1>
Nietverfahren.
Die Erfindung betrifft eine Nietung, bei der nur auf der einen Seite gearbeitet zu werden braucht.
Besonders im Flugzeugbau sind die zu verbindenden Bauteile vielfach auf der Innenseite zum Nieten nicht zugänglich. Nietverfahren für einseitige Zugänglichkeit sind bekannt. Es gibt verschiedene Arten von Hohlnieten (von Armstrong, Junkers usw. ), deren Verarbeitung nur mit teuren Werkzeugen und Vorrichtungen möglich ist, die aber besonders den Nachteil eines geringen Nietquerschnittes, also geringer Festigkeit haben. Auch Niete, die durch Entzündung eines Sprengstoffes gebildet werden, sind bekannt. Diese Explosionsniete besitzen eine durch einen Stift, eine Schraube u. dgl. abgeschlossene Bohrung, in der eine Sprengladung liegt. Durch elektrische Funkenstrecke, elektrischen Schmelzdraht, durch Schlagstifte, Zündhütchen usw. wird die Ladung zur Explosion gebracht und das Niet auseinandergesprengt, wodurch der Schliesskopf gebildet wird.
Die Anwendung dieser Zündmittel macht auch dieses Niet kompliziert und teuer und birgt verschiedene Fehlerquellen, die zum Versagen vieler Niete führen. Die Mehrzahl der nach diesem Verfahren geschlagene Niete ist unbrauchbar.
Die Erfindung besteht demgegenüber darin, dass die Sprengung durch Erwärmung oder Erhitzung des Nietes, nicht des Sprengstoffes unmittelbar, bewirkt wird.
Das Niet wird dadurch viel einfacher, denn es braucht keine Zündstifte, Schmelzzunder usw. wie das bekannte Sprengniet zu enthalten. Der wichtigste Teil der Erfindung besteht aber darin, dass ein ganz gewöhnliches Vollniet angebohrt, die Sprengladung eingebracht und etwas festgestampft wird, damit sie nicht herausfallen kann. Die Sprengladung ist also im gebrauchsfertigen Niet oder am Schaftende desselben offen gelagert. Selbstverständlich kann und wird man die Sprengladung durch beliebige Mittel gegen Herausfallen oder Verschmutzen schützen. Weiterhin besteht die Erfindung darin, dass die Sprenbohrung durch eine Schraube verschlossen wird, die den Setzkopf des Nietes bildet.
Ein solches Explosionsniet kann jederzeit leichter ausgebaut werden als ein gewöhnliches Niet, weil man die Verschlusssehraube herausdrehen kann.
EMI1.1
Nietwerkzeug kann aber auch als elektrischer Kontakt ausgebildet sein, wobei nur der eine elektrische Pol am Nietwerkzeug, der andere am zu verbindenden Werkstüek, oder beide am Nietwerkzeug angeordnet sein können. In diesem Falle wird das Explosionsniet als elektrischer Widerstand in einen Stromkreis eingeschaltet, ähnlich wie beim elektrischen Punktschweissen. Im ersten Falle findet die Erwärmung hauptsächlich an den Übergangsstellen vom Nietwerkzeug zum Niet und von diesem zum Werkstück statt. Bekanntlich verwendet man im Flugzeugbau dünnes Leichtmetallblech, das durch diese Widerstandserwärmung der Niete erhitzt und an Festigkeit verlieren würde.
Das Nietwerkzeug, das beide elektrische Pole trägt, ist in diesem Falle besser.
Von allen erfindungsgemässen Nietarten hat sich bei Versuchen bisher das am Schaftende angebohrte Vollniet (die Setzkopfform ist ganz beliebig) am besten bewährt. Die Tiefe der Sprengbohrung soll ungefähr gleich sein der Länge desjenigen Schaftteiles, der über die zu verbindenden Werkstücke hinausragt. Die Sprengbohrung bleibt nach der Einfüllung des Sprengstoffes offen, dieser wird nur
<Desc/Clms Page number 2>
etwas festgestampft, damit er nicht herausfallen kann. Faseriger Sprengstoff ist dafür sehr geeignet. DieZündtemperatur des Sprengstoffes soll etwa 100 C betragen, da dann eine Selbstentzündung nicht zu befürchten ist. Wenn man einen pulverförmigen Sprengstoff benutzt ist es nötig, eine leichte Schutzschicht, z. B. Gips, Zement, Kitt, Staniol u. dgl. nach dem Pulver in die Bohrung zu stecken.
Man kann natürlich auch sehr kurze Verschlussstifte oder Verschlussschrauben dazu verwenden, aber das ist weniger günstig, weil bei der Explosion ein Teil des Druckes entweichen soll. Es ist nämlich technisch nicht möglich wegen der grossen Brisanz des Sprengstoffes die genau für jedes Niet passende Sprengstoffmenge in die Bohrung einzuführen. Bei den im Flugzeugbau hauptsächlich vorkommenden kleinen Nieten würde schon eine halbes Milligramm zuviel Sprengstoff den Nietschaft zerreissen, also eine brauchbare Schliess- kopfbildung verhindern.
Eine weitere sehr aussichtsreiche Form des Explosionsnietes ist die, dass der Sprengstoff in Form einer kleinen Kapsel auf dem Ende des Nietschaftes befestigt wird. Man kann dazu das Nietsehaft- ende vertiefen und wird zur Befestigung des Sprengstoffes eine Kappe verwenden. Die Sehliesskopfbildung erfolgt bei diesem Niet nicht wie bei dem vorher beschriebenen durch seitlich nach aussen wirkenden Druck, sondern durch den Rückschlag. Die Form des Schliesskopfes ist jedoch die gleiche.
Man kann den Sprengstoff in Form kleiner an sich geschlossener Patronen in das Sprengniet stecken und auf beliebige Weise, z. B. Zusammendrücken des Nietschaftes gegen Herausfallen sichern, ohne die Bohrung zu verschliessen. Das feste Verschliessen der Bohrung durch Pfropfen ist weniger zweckmässig, nach der Erfindung aber immer noch viel einfacher als bei dem bekannten Nietverfahren, weil keine besonderen Schlag-, Schmelzzünder usw. nötig sind.
In der Zeichnung sind einige Ausführungs-und Anwendungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Die Fig. 1-8 zeigen verschiedene Explosionsniete, u. zw. die Fig. 2 und 8 im fertig geschlagene, die übrigen Figuren im gebrauchsfertigen Zustande. Die Fig. 9-11 zeigen verschiedene Werkzeuge zur Erwärmung des Explosionsnietes und das erfindungsgemässe Nietverfahren, nämlich das Aufsetzen dieser Werkzeuge auf die Niete.
In allen Figuren sind der Schaft des Nietes mit 1, der Setzkopf mit 2, die miteinander durch das
Niet zu verbindenden Bauteile oder Werkstücke mit 3 und 4 und die Sprengladung mit 5 bezeichnet.
Man sieht aus den meisten Figuren, dass die Sprengladung 5 ungefähr an der Stelle liegt, wo der Nietschaft 1 aus dem Bauteil 3 heraustritt, die Bohrung kann aber auch etwas mehr oder weniger tief sein, besonders etwas tiefer, dann tritt eine bessere Stauchung des Nietes in den Teiles 3 und 4 ein.
In den Fig. 1-3 ist 6 die Sprengbohrung, in den Fig. 1 und 3 vor und in Fig. 2 nach der Explosion. Die Sicherung gegen Herausfallen der Sprengladung 5 ist in Fig. 1 durch eine dünne Zementschicht 7 und in Fig. 3 durch Zusammendrücken des Nietschaftes bei 8 bewirkt. In Fig. 3 ist die Sprengladung als Patrone mit einer dünnen Schutzhülle ausgebildet. Bei den Explosionsnieten nach den Fig. 4 und 5 ist die Sprengladung mittels einer Kappe 9, die z. B. aus Zelluloid besteht, auf das Ende des Nietschaftes 1 aufgesetzt, bei Fig. 5 ist ausserdem eine kleine Vertiefung 10 für die Aufnahme des Sprengstoffes vorhanden.
Bei den Nieten nach den Fig. 1-3 wirkt ein grosser Teil des Explosionsdruckes seitlich nach aussen und bildet den Schliesskopf 1 (Fig. 2) des Nietes, der übrige Teil des Pulvergases entweicht durch die offene Bohrung 6. Dadurch braucht man wohl etwas mehr Sprengstoff als bei einem geschlossenen Explosionsniet, die Dosierung des Sprengstoffes macht aber keine Schwierigkeiten, weil überschüssiger Druck das Niet nicht zerstören kann. Bei der Nietform nach den Fig. 4 und 5 kann der überschüssige Druck selbstverständlich ebenfalls entweichen, aber durch den Rückschlag bei der Explosion wird das Schaftende 1 zu einem tonnenförmigen Schliesskopf, ähnlich den äusseren Umrissen in Fig. 2, verformt.
Wenn bei einem geschlossenen Explosionsniet nach den Fig. 6-8 etwas zuviel Sprengstoff eingefüllt ist, zerreisst der Nietschaft 1 und das Niet hält nicht fest. Bei genauester Arbeit in der Herstellung des Nietes und genauestem Gewicht des eingefüllten Sprengstoffes kann jedoch auch dieses Niet gut verwendet werden, weil es sehr einfach und in der Lagerhaltung ausserordentlich sicher ist.
Die Sprengbohrung ist bei diesen Nieten durch einen Stift 11 (Fig. 6 und 9) oder durch eine Schraube 12 (Fig. 7 und 8) verschlossen. Beim Niet nach Fig. 8 trägt diese Schraube den Setzkopf 2 des Explosionsnietes, sie kann, wenn man die Teile 3 und 4 wieder auseinandernehmen will, aus dem Nietscl1aft 1 herausgedreht werden, wird sich aber nicht von selbst lösen, weil der untere Teil des Gewindes durch die Explosion etwas gestaucht ist.
Alle dargestellten Niete sind gut lagerfähig, wenn sie mit einem geeigneten Sprengstoff gefüllt sind und dieser gegen Zersetzung, Herausfallen usw. geschützt ist. Man verwendet zweckmässig einen Sprengstoff mit etwa 100 C Zündtemperatur, weil dieser gegen Selbstexplosion sicher ist, weil diese Temperatur beim Nieten durch das heisse Nietwerkzeug ohne Schwierigkeit erreicht werden kann und weil sie auch bei der Nietung von Leichtmetall diesem nicht schädlich ist. Die zu verbindenden Bauteile werden nämlich beim Nieten nicht so heiss, denn das Niet hat aussen eine Oxydschicht, die in der kurzen Zeit, die zur Erwärmung des Nietes nötig ist, die Hitze nicht durchdringen lässt.
Der durch die offene Bohrung des Nietes entweichende Explosionsdruck ist ebenfalls nicht schädlich, denn Versuche haben ergeben, dass ein dünnes Papier in 1 cm Entfernung vom Sprengraum eines 5 mm starken Nietes nicht
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
Von den erfindungsgemässen Nietwerkzeugen ist in Fig. 9 eines dargestellt, das auf ähnliche
Weise, wie beim elektrischen Punktschweissen, arbeitet. Der eine Pol des elektrischen Stromkreises ist am Blech 4, der andere am Nietwerkzeug 18 angeschlossen. Hauptsächlich durch den Übergangs- widerstand zwischen dem Blech 4 und dem Niet 1, 2 und zwischen diesem und dem Nietwerkzeug 18 wird das Niet erhitzt und die Sprengladung 5 zur Explosion gebracht.
Besser sind die Nietwerkzeuge nach den Fig. 10 und 11, bei denen beide Pole des elektrischen Stromkreises im Nietwerkzeug 14 bzw. 15 liegen. Bei Fig. 10 wird der eine Pol aus einer Hülse 16 gebildet, während der andere innerhalb derselben als Stift 17 angeordnet ist.
Hülse 16 und Stift 17 sind selbstverständlich voneinander isoliert. Der Stift 17 kann versehiebbar angeordnet sein, so dass der Arbeiter zuerst das Niet 1, 2 fest in die beiden Werkstücke 3, 4 drücken und erst dann den elektrischen Stromkreis durch Vorschieben des Stiftes 17 schliessen kann. Bei Fig. 11 besteht das Nietwerkzeug aus gegenüberliegenden Polen 18 und 19.
Es können zwei oder auch mehrere voneinander isolierte Pole, z. B. auch für Mehrphasenstrom vorhanden sein.
Selbstverständlich können auch elektrische Schalter im Nietwerkzeug liegen. Bei den Niet- werkzeugen nach den Fig. 10 und 11 erhalten die Bleche 3 und 4 keinen Strom, werden also wegen der
Oxydschicht des Nietes nur sehr wenig erwärmt. Diese Oxydschicht kann am Nietschaft 1 und der
Unterseite des Setzkopfes 2 künstlich verstärkt und die Oberseite des Setzkopfes abgeschliffen oder sonst irgendwie entfernt werden, so dass die Kontaktfläche dem elektrischen Strom sehr wenig Wider- stand bietet, während das Niet gegen die zu verbindenden Bauteile 3 und 4 nicht nur elektrisch, sondern auch wärmeisoliert ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Nietverfahren, bei dem der Schliesskopf durch Ausbauchung oder Stauchung des Nietschaftendes infolge einer Explosion gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Explosion durch Erhitzung (Erwärmung) des Nietes, an dem oder in dem sich der Sprengstoff befindet, bewirkt wird.