Verfahren zum gegenseitigen Verbinden von Blechrändern, insbesondere bei der Herstellung von Rohrmasten Die Erfindung betrifft .ein Verfahren zum gegen seitigen Verbinden von Blechrändern, insbesondere bei der Herstellung von Rohrmasten aus ein- oder mehrteiligen gewölbten Metallblechen.
Die bekannten Verfahren eignen sich nur für Stahlbleche niedriger Festigkeit, welche demzufolge schwere Masten :ergeben und ausserdem einen kost spieligen Korrosionsschutz benötigen. Feuerverzin- kung hat sich als unerlässlich erwiesen.
Schweissen von korrosionsbeständigen Aluminiumblechen ist äusserst schwierig, kostspielig und ausserdem, ökonomisch nur in Blechdicken von minimal etwa 3 bis maximal etwa 6 mm möglich, ganz abgesehen davon, dass für lange Rohrstücke kleinen Durchmessers erst noch kompli= zierte und kostspielige Spezial-Haltevorrichtungen für die Nahtkanten erforderlich wären.
Weiterhin wird bei den vom konstruktiven Standpunkt aus besonders geeigneten Blechen aus nicht vergütbarer, hartgewalz ter Al. Mg.-Legierung durch das Schweissen in den Randzonen nicht nur die Festigkeit um etwa 5011/o herabgesetzt, sondern auch die Korrosionsbeständig keit wesentlich vermindert.
Dies begrenzt die Mastendimensionen und bedeutet auch dann. meist eine Materialvergeudung in einer bestimmten Mast- partie.
Ein anderes bekanntes Verfahren vermeidet die Schweissung, verwendet aber aus beiden zu verbin denden Teilen herausgestanzte kongruente Zungen, wobei die beiden gegenüberliegenden Zungen mitein- amd'er verschränkt werden. Diese Verbindung hat den Nachteil, relativ schwach zu sein. und an den Ein steckenden leicht herauszuspringen, insbesondere aber ist das.
bei Rohrmasten Einfädeln von zwei gegenüberliegenden Zungen bei den vorkommenden Rohrsegmentlängen von 2 bis 4 m eine äusserst deli kate, die Zungen häufig beschäldigende und mit öko- nomisch untragbaren Arbeitsstunden verbundene Operation. Die vor einiger Zeit versuchte praktische Anwendung ist dann auch wegen diesen Schwierig keiten und den zu hohen Kosten wieder eingestellt worden.
Auch die gewöhnliche Nietung kann ange wendet werden, aber bei den Einsteckenden russ beidseitig versenkt genietet werden, und in der da zwischenliegenden Partie, wegen ihrer Unzugänglich- keit, sind die im Flugzeugbau angewendeten Spezial- Blindnietverfahren erforderlich, wodurch wiederum die Kosten auf eine für den Verwendungszweck nicht tragbare Höhe steigen.
Abgesehen von den Schwierigkeiten der Verbin dungsnaht, werden die (aus Materialersparnisgrün- den) möglichst kurz gewählten Einsteckpartien bei Biegungsbelastung des Mastes. in, tangentialer Rich tung sehr stark belastet und führen leicht zu Knik kungen und Nahtbrüchen.
Sämtliche oben angeführten Nachteile sollen durch das erfindungsgemässe Verfahren vermieden werden.
Das Verfahren besteht darin, dass mindestens in dem einen der zu verbindenden Blechränder Löcher gestanzt, und mindestens in, dem zweiten, dazuge hörigen Blechrand aus dem Material desselben be stehende Nietschäfte herausgestanzt und hochgestellt werden,
worauf die derart gebildeten Schäfte in die entsprechenden Löcher des anderen Blechrandes ein- geführt :und vernietet bzw. in den anderen Blechrand eingeschlagen werden.
Bei Rohrmasten kann an den leicht zugänglichen Endpartien der Rohrsegmente die Verbindungsnaht durch elektrische Punktschweissung vorgenommen werden, und nur die .für die Punktschweissmaschinen unzugängliche Mittelpartie in der angegebenen Weise verbunden werden. Ausführungsbeispiele der Erfin dung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1, 2, 3 und 4 stellien die Elemente erzner ersten Ausführungsform einer Nahtverbindung, ein zeln, im Schnitt und in der Ansicht, dann zusammen gesteckt und zum Schluss vernietet, dar.
Fig. 5 zeigt Beispiele der verschiedenen Anord- nungsmöglichkeiten,der Nietschäfte entlang der über lappungsnaht.
Fig. 6 und 7 zeigen im Querschnitt eine T-Riegel- naht, als weitere Ausführungsform zusammengesteckt und vernietet.
Fig. 8 und 9 zeigen eine Spezialausführung der Nietverbindung mit versenktem Nietkopf.
Fig. 10 und 11 zeigen als weiteres Beispiel den Querschnitt einer Nietverbindung mittels separatem Nahtstreifen.
Fig. 12 zeigt eine andere beispielsweise Nahtver bindung mittels einer wechselseitig gerichteten Dop pelnaht, welche aus der Kombination von zwei Ein zelnähten besteht.
Fig. 13 bis 22 stellen in Draufsicht und Schnitten ein praktisches Beispiel einer kompletten Blechver- bindung nach dem Verfahren dar.
Davon: Fig. 13 bis 15 den nurgelochten Bfechrand, Fig. 16 bis 18 den dazugehörigen Rand der an deren Nahtseite mit den hochgestellten Nietschäften, Fig. 19 und 21 die beiden Nahtränder ineinander gesteckt im Schnitt.
Fig. 20 und 22 die fertige Naht im Schnitt. Beim ersten Beispiel nach Fig. 1 bis 4 werden zwei Blechränder gegenseitig verbunden, indem in den einen Blechrand 16 Löcher 17 eingestanzt wer den, während in den zweiten Blechrand 15 der Naht Nietschäfte 18 herausgestanzt und hochgestellt wer den.
Die Nietschäfte 18 werden dann in die Löcher 17 eingeführt (Fig. 3) und daraufhin vernietet, wobei die Nietköpfe 19 (Fig. 4) die Verbindung herstellen. Je nach der Art des verwendeten Materials, meist Aluminiumlegierungen, aber auch Stahl., werden die Nietschäfte im Querschnitt entweder ungefähr qua- dratisch oder länglich ausgeführt.
Ähnlich wie bei den gewöhnlichen Nieturigen kann die Anordnung der Nieturig ein-, zwei oder mehrreihig, parallel oder gestaffelt durchgeführt werden. Fig. 5 zeigt einige der Möglichkeiten in bezug auf die Anordnung der Nieten- und Nietschäfte, welche je nach Erfordernis gewählt werden.
Obige Art der Vernietung lässt sich, wie prak tische Versuche erwiesen haben, leicht bei Blech:- stärken von 2 bis 6 mm in Aluminiumlegierung durchführen, wobei sowohl die beschriebene Art als die in Fig. 8, 9 und 13 bis 22 dargestellte, beson dere versenkte Ausführung angewendet werden kann, wo der Nietkopf flach mit der Blechoberfläche verläuft.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8, 9 sind die Ausschnitte im oberen Blechrand 16 und im un teren Blechrand 15 so gross, dass beim Schlagen des Nietes Material des Randes 16 unter plastischer Verformung gegen den Nietschaft fliessen kann und eine Partie des Randes 16 in einen Ausschnitt des Randes 15 gebogen wird, derart, dass sich ein Senk kopf am Niet bildet, der mit der Aussenfläche des Randes 16 eben abschliesst.
Bei dünneren Blechen, beispielsweise 1 mm, je doch ist diese Art Vernietung praktisch nicht mehr durchführbar. In diesem Falle kommt eine abgeän derte Ausführungsart nach den Fig. 6, 7 in Frage.
In den einen Blechrand 22 wird weiterhin nur ein Loch gestanzt, aber der Nietschaft 23 aus Blechrand 21 (Fig. 6, 7) wird nicht nur hochgestellt, sondern gleich zeitig auch zurückgefalzt. Beim Vernieten wird die ser dann T-förmig zusammengequetscht und ergibt eine flachköpfige Niete 24, welche die Verbindung herstellt.
Bei besonders hochfesten Materialien berei tet diese Integralnietung Schwierigkeiten, weil die zur Nieturig erforderliche Materialverformung entweder nicht stattfinden kann oder Risse erzeugt.
Derartige Bleche können gemäss dem Beispiel nach den Fig. 10, 11 verbunden werden, indem in die Randpartien 25, 26 (Fig. 10) nur Löcher gestanzt werden, was auch bei härterem Material leicht möglich ist. Die Niet schäfte 28 werden aus den beiden Längsrändern eines besonderen Deckstreifens 27 herausgearbeitet, welcher aus. einem weicheren und für Nieturig geeig neten Material besteht (Fig. 10, 11).
Dieser wird zu folge der geringeren Festigkeit des weichen Materials aus entsprechend dickerem Blech hergestellt. Da der Deckstreifen nur einen kleinen Prozentsatz des. Ge samtgewichtes ausmacht, erlaubt dieses System von den Eigenschaften hochfester Bleche Gebrauch zu machen, was bei den in der Einleitung erwähnten bisherigen Verfahren von Verschränkung von kon gruenten Zungen oder Schweissurig nicht möglich ist.
Letztendlich können die Nietschäfte bei ein- oder mehrreihiger Anordnung auch abwechselnd oder in sonstigen Kombinationen jeweils aus den Randpar tien verschiedener Bleche gewählt werden.
Fig. 12 zeigt eine Ausführung, wobei im Quer schnitt jeder Blechrand jeweils ein Nietschaft 32 bzw. 33 und jeweils ein Loch 34 bzw. 35 besitzt. Dabei befinden sich allerdings die Nietköpfe auf entgegen gesetzten Seiten, was die Nieturig etwas erschwert; dafür können die beiden Blechränder mit dem glei chen Werkzeug gestanzt werden, da deren Formen bei Drehung um 180 identisch sind.
Eine besonders starke Verbindung, ähnlich der- jenigen von Fig. 8, 9, ist in den Fig. 13 bis 22 in allen ihren Teilen und Herstellungsphasen darge stellt. Der Blechrand 50 besitzt zwei Reihen von Löchern 51, 52. Der Gegenrand 53 besitzt die hoch gestellten Nietschäfte 54, 55, welche in diesem Fall länger sind als im Beispiel Fig. 8, 9.
Die Schäfte 54, 55 werden dann durch die ent sprechenden Löcher 51, 52 hindurchgesteckt, bis die Blechränder 50 und 53 aufeinand@erzuliegen kommen. Wenn nun die Schäfte 54, 55 (Fig. 19, 21) hinunter geschlagen werden (Fig. 20, 22), so ergibt sich nicht nur der übliche, versenkte Nietkopf, sondern Par- tien des oberen Blechrandes 50 werden durch die Schäfte 54, 55 .in die durch dieselben verursachten Löcher 54a,
55a hereingeschlagen. Dadurch werden die sekundären Zungen 57, 58 gebildet, welche durch die bestehenden Ränder der Löcher 54a, 55a und die Nietschäfte, beim Hinunterschlagen derselben aus dem oberen Blechrand 50 an zwei Seiten heraus geschert werden.
Dadurch sind die Zungen 57, 58 seitlich fest in den Löchern 54a, 55a eingepresst und praktisch unlösbar verklemmt, was eine ausserordent- liche Festigkeitserhöhung mit sich bringt, ohne ein stärkeres Schlagen der Naht zu bedingen, was deren Deformation verursachen würde.
Die praktischen Versuche haben erwiesen, dass die besten Festig- keiten erzielt werden, wenn die Schaftlänge (im Ver hältnis zur Breite) so bemessen wird, dass die durch dieses Verfahren resultierende Sekundärzunge minde stens einen ungefähr quadratischen Kopf erhält. In diesem Falle reissen diese Zungen eher ab, als dass sie sich aus ihrem seitlichen Presssitz herausziehen liessen.