Verfahren zur Herstellung von Dornbruchhohlnietverbindungen und Dornbruchhohlniet zu seiner Durchführung Um die Herstellung von Nietverbindungen schwer zugänglicher Fügeteile speziell nur von einer Bearbei tungsseite aus zu beherrschen und in der Absicht, den Nietvorgang ganz allgemein im Sinne einer ratio nellen Einmannhandhabung zu mechanisieren,
wur den bereits verschiedene sogenannte Blindnietverfaih- ren entwickelt. Dabei handelt es sich grundsätzlich um Hahlniete, deren Schliesskopf von der Setzkopf seite aus durch ein radiales Aufweiten des aus der Fügegutbohrung frei herausragenden Hohlnietschaft- endes gebildet wird.
Für dieses radiale Aufweiten des Hohlnietschaftendes zu einem Randwulst ist im allgemeinen ein Dorn, bestehend aus einem zylin drischen Teil als Zugschaft und einem konisch ver dickten Ende als Stauchteil, vorgesehen. Dieses konisch verdickte Dornende ragt im unverarbeiteten Zustand desBlindnietes aus der Bohrung des Hohl nietschaftendes heraus.
Es wird während des Niet vorganges über den zylindrischen Zugschaft von der Setzkopfseite aus mittels einer entsprechenden Niet vorrichtung in die Bohrung,des Hahlnietschaftes hin eingezogen, während der Setzkopf des Hohlnietes zu dem Mundstück der Nietvorrichtung in Anschlag liegt.
Dadurch wird der aus der Fügegutbohrung gegenüber der Setzkopfseite frei herausragende Hohl nietschaftteil infolge seiner radialen Aufweitung über die Fügegutbohrung hinweg verdrängt, um schliess lich als Randwulst den Zweck eines Schliesskopfes zu erfüllen.
Bei dem .einen Verfahren solcher Blindnietver- bindungen wird der konische Stauchteil des Dornes durch die gesamte :Bohrung des Hohlnietes hindurch- gezogen, um für den nächsten Nietvorgang den glei chen Zweck erfüllen zu können.
Die Wandstärke des Hohlnietschaftes ist dabei in Richtung zur Schliess- kopfseite hin nach innen verdickt, um dort durch Zurückziehen des konischen Stauchteiles des Dornes eine stärkere seitliche radiale Verdrängung des frei stehenden Hohlnietschaftendes über den Rand der Bohrung des Fügegutes hinweg zu erwirken. Darüber ;
hinaus wird nebst .dieser einfachen Schliesskopf- bildung als westere, die Festigkeit der Nietverbindung erhöhende Verformung des Hohlnietes auch -der innerhalb der Klemmlänge liegende Teil des Hohl- nietschaftes radial aufgeweitet :
und an die Innen- wandung der Fügegutbohrung gepresst. Als weitere Erhöhung der Scherfestigkeit sowie zum Zwecke der Abdichtung wird schliesslich die Bohrung des Hohl- nietes noch mit einem .gesonderten, zylindrischen Fülldorn - dessen Länge jeweils der Länge der Hohlmetbohrungentspricht - nachträglich ausgefüllt bzw. verschlossen.
Bei einem ähnlichen Verfahren findet der Dorn nur einmal jals radiales Aufweitelement des Hohl- nietschaftesund Stauchteil für die Sahliesskopfbildung Verwendung, um schliesslich nach erfolgter Niet- bildurng igleidh .als Fülldorn in der Bohrung des Hohl- nietes zu verbleiben.
Der Durchmesser des Stauoh- teiles entspricht dabei etwa dem Durchmesser der Fügegurbohrung, so dass sich nach erfolgter Schliess- kopfbildung für eine weitere Rückzugbew eb#ung des Stauchteiles infolge Einschnürung durch den Rand der Fügegutbohrung .und den .nunmehr dazwischen liegenden aufgeweiteten <RTI
ID="0001.0141"> Hohlnietschaftteil ein Wider stand ergibt. Der Zugschaft reisst folglich bei Steige- rung der Zugkraft an einer Sollbruchstelle notwen- digerweise ab und hat :
damit .seinen einmaligen Zweck als Kraftübertragungselement zwischen Nietvorrich tung und Stauchteil erfüllt. Diese Sollbruchstelle des Zugschaftes entspricht dabei n ihrer äusseren Form ganz allgemein einer Nachbildung der natürlichen, kontinuierlich verlaufenden Querschnittseinengung eines auf Zug beanspruchten zylindrischen Stabes knapp vor seinem Zugbruch,
ohne jedoch vorher in ihrem Gefüge auf Streckung beansprucht zu sein. Dieser Bereich der kontinuierlich verlaufenden Quer schnittseinengung des Zugschaftes längs seiner Achse geht demnach in seiner Länge als Sollbruchstelle ent sprechend weit über die Dimensionen des Schaft- durchmessers hinaus.
Der Zugbruch einer solchen Sollbruchstelle er folgt dabei .stets etwa in der Mitte ihrer kontinuier- lich verlaufenden Querschnittseinengung. Der zur Bruchstelle hin verjüngte Dornrest kann jedoch auf Grund seines konischen Verlaufes nicht den Zweck eines versteifenden Fülldornes erfüllen. Der Ort der Sollbruchstelle längs der Zugschaftachse ist daher :
bei .diesem Verfahren von vornherein entsprechend weit über den -Bereich der Nietung hinaus verlegt. Der nach erfolgter Nietbildung an der Setzkopfseite herausragende Dornrest wird dann durch Abkneifen - im Sinne einer Nachbearbeitung - entfernt,
während der .in der HohInietbohrung verbleibende Dornteil den Zweck eines die Scherfestigkeit der Nietverbindung erhöhenden Fülldornes erfüllt. Da jedoch auch nach diesem nachträglichen Abkneifen stets noch ein scharfkantiger, kleiner Dornrest aus dem Setzkopf des Hohlnictes herausragt, entspricht dieser -Umstand, insbesondere bei versenkten Aus- führungen,
nicht den Bedürfnissen einer glatten Obe.r- flächeng2staltun;g. Bei der Montage von nur ein seitig ,zugänglichen Fügeteil--n, wie Rohrverkleidun gen, Wandplatten, Schildern und dergleichen, nament lich wenn sie von der Bekleidung von Personen gestreift werden können, bedarf .diese Unvollkom menheit noch einer weiteren Nachbearbeitung.
Glei ches gilt hinsichtlich des Luftwiderstandes bei hohen Geschwindigkeiten für die Spezialanwendung im Flugzeugbau. Ein prinzipieller Unterschied dieses Verfahrens .gegenüber dem eÄrstemwähnten besteht lediglich .darin,
dass .der Fülldorn infolge seines grösse ren Kopfes all ursprünglicher Stauchteil des Dornes gegen ein Loslösen, allerdings nur nach der Setz kopfseite hin, gesichert ist.
Bei einem weiteren Verfahren .solcher Dornbruch- hohlnietverbindungen verzichtet man von vornherein auf eine die Scherfestigkeit erhöhende Versteifung mittels eines in der Hohlnietb.ohrung als Fülldorn verbleibenden Dornteiles.
Hier beginnt die Sollbruch stelle als kontinuierlich verlaufende Querschnitts- einenbgung des Zugschaftes bereits unmittelbar unter halb des Stauchdornes. Der verbleibende Dornrest der Bruchstelle erfüllt dabei als statisch unwirksame Verjüngung keinen wie immer gearteten praktischen Zweck. Auf ein festigkeitserhöhendes Anpressen des <RTI
ID="0002.0096"> Hohlnietschaftes an die Innenwandung der Füge- gutbohrung im Bereich der Klemmlänge durch ein radiales Verdrängen seitens eines durchzuziehenden und aufweitenden konischen Dornabschnittes wird bei diesen Verfahren auf Grund der Anordnung des Dornes ebenfalls verzichtet.
Die Verformung des Hohlnietschaftes innerhalb der Klemmlänge der Niet verbindung entspricht dabei lediglich einer gering fügigen Stauchung. Dafür wird bei diesem Verfahren der im Schliesskopf verbleibende und denselben ver steifende Stauchteil des Dornes gegen ein Heraus fallen leicht fixiert,
indem sich der Hohlnietschaft- rand während des Nietvorganges teilweise um den selben herumlegt. Eine ähnliche Einbördelung des Stauchteiles in den Schliesskopf wurde vorher schon seitens anderer Verfahren angewandt, ohne jedoch die Festigkeit des Schliesskopfes dadurch auf ein zufriedenstellendes Mass zu steigern.
Wenn die Scherfestigkeit der oben erwähnten Blindnietverbindungen durch Einpassen eines Füll- dornes gegenüber derjenigen eines gewöhnlichen Hohlnietes überschritten werden kann, so trifft dies für die Zugfestigkeit der Nietverbindung längs ihrer Klemmrichtung keinesfalls zu.
Dieser Nachteil ist vor allem auch dadurch bedingt, d-ass der Fülldorn an einer solchen Zugbeanspruchung mit seinem Quer schnitt nichtbeteiligt ist, da die Voraussetzungen der dazu notwendigen Querverriegelung sowohl mit dem Setzkopf als auch mit dicm Schliesskopf bei den bisher bekannten Verfahren nicht g.-geben sind.
Darüber hinaus ist ausserdem die von ziem Ringwulst des Schliesskopfes abgedeckt; Fläche des Fügegutes g y- genüber der einer normalen Hohlnietverbindung zu gering.
Nur dem im .Schliesskopf verbleibenden Stauchteil des Dornes kommt dabei als ein die Schliesskopfformiung irreversibel gestaltendes Ver- steifiungselement eine gewisse festigkeitserhöhende Bedeutung zu, um die nach statischen Gesichtspunk ten im Vergleich zum Setzkopf viel zu kleine Ab- deckfläche des typischen Blindnietschliesskopfes we nigstens teilweise auszugleichen.
Die im Vergleich zur Scherfestigkeit oft sehr mangelhafte Zugfestigkeit von .Blindnietverbindungen in der Klemmrichtung des Fügegutes zwingt daher bei Verwendung der bisher bekannten Blindnietverfahren oft zur überdimen- sionierung. Dies trifft speziell - um der Gefahr eines Lockerns oder Herausfallens versteifender Dornteile vorzubeugen - bei Beanspruchung auf Vibration, insbesondere im Resonanzfall, zu.
Zudem wird das bei einer solchen Vrbrationsbeanspruchung gegebenenfalls auftretende Rasselgeräusch einzelner locker .gewordener Dornteile meist störend empfun den.
Schliesslich sind auch die Anforderungen eines wasserdichten und druckfesten Verschlusses bei den bisher bekannten Dornbruchhohlnietverbindungen infolge ihrer unvollkommenen Schliesskopfbildung und einer fehlenden Verriegelung des Füllabschnittes des Dornes - sei es mit dem Schliesskopf, sei es mit dem Setzkopf - für viele Zwecke unzureichend erfüllt.
Analysiert man die Festigkeit von Blindnietver- bindungen nach den verschiedenen Verfahren, indem man die Grösse der verschiedenen Niete und deren Matcrialkonstanten auf einen gemeinsamen Nenner bringt und eliminiert, so erhält man als Formfak- toren jene verfahrensbedingten Komponenten der effektiven Scher- .und Zugfestigkeit, welche den ein zelnen, festigkeitsbedingenden Teilvorgängen der Nietbildung entsprechen.
Dies ist .bei den oben er wähnten Verfahren zunächst die Verformung des aus dem Fügegut herausragenden Hohlnietschaftteiles zu einem Randwulst als Schliesskopf im Sinne einer einfach erfolgenden bzw.
einstufigen Verformung als Wesen des Blindnietensüberhaupt. Ebenso entspricht die radiale .Aufweitung des Hohlnietschaftes inner- halb der Klemmlänge durch seitliche radiale Ver drängung des Hohlnietschaftes mittels des konischen Dornteiles einem solchen festigkeitserhöhenden Teil vorgang.
Als weiterer, die Festigkeit erhöhender Teil vorgang ist schliesslich noch die Unterbringung des Füllabschnittes als Versteifungselement des Hohlnietes anzusehen. Gleiches gilt auch für die festigkeits erhöhende Einbördelung des ursprünglich als Stauch dorn wirkenden Dornteiles in dem Schliesskopf gemäss dem zuletzt erwähnten Verfahren.
Selbst diese wenigen, die Festigkeit bedingenden Teilverformungen und Versteifungen des Blindnietes in sich selbst sind bei den einzelnen bisher bekann ten Blindnietverfahren jeweils nur zum Teil erfüllt.
Der bisherige Stand der Blindniettechnik geht dem nach über zwei einfache Teilverformungen des Hohl nietschaftes in einem Arbeitsgang und eine nachträg liche Versorgung des Fülldornes als Versteifungs element noch nicht hinaus. Blindnie:tverbindungen nach den :bisher bekannten Verfahren reichen dem nach in ihrer Scher- und insbesondere Zugfestigkeit noch in keiner Weise an Verbindungen mit Vollnieten heran.
Sie sind ausserdem unpraktisch, da schon bei mässiger Beanspruchung ihre Zweckbestimmung eine zusätzliche Nachbearbeitung für die Versorgung des Fülldornes erforderlich machte. Ihre Anwendung blieb daher im wesentlichen auf jene Fälle - vor wiegend des Flugzeug- und Karosseriebaues - be schränkt, wo ihre ursprüngliche Zweckbestimmung der einseitigen Beherrschung des Nietvorganges von der Setzkopfseite aus einer konstruktiven Massnahme entsprach.
Die Ausnutzung der verformungstechnischen Mög lichkeiten einer statisch ausreichenden, in mehreren Stufen und mehrfach erfolgenden Schliesskopfbil- dung, sowie die Möglichkeit einer unlösbaren, drei dimensionalen Verriegelung des als Füll- und Ver steifungsdorn verbleibenden Dornteiles, sowohl mit dem Setzkopf als auch zugleich mit dem Schliesskopf des Hohlnietes, sind seitens der bisher bekann ten !Dornbruchhahlnietverfahren noch nicht erfasst.
Ausserdem erfordert bei den bisherigen Verfahren allein schon die Versteifung auf Scherbeanspruchung der Nietverbindung m@ittels eines unzureichend fixier ten Fülldornes mindestens einen weiteren Arbeits gang.
Ein Dornbruchhohlnietverfahren, welches sämt- liche festigkeitsbedingenden, verformungstechnischen Möglichkeiten in bezog auf eine maximale Scher- und Zugfestigkeit :der Nietverbindung erfasst und in einem einzigen durchgehenden Arbeitsgang realisiert, steht zurzeit noch aus.
Gegenstand der Erfindung ist einerseits ein Ver führen zur Herstellung von Dornbruchhohlnietver- bindungen mittels eines Hohlnietkörpers und eines in demselben angeordneten und denselben von einer Bearbaitungs.seite aus verformenden Dornes,
welcher his zum erfolgten Zugbruch an einer vorherbestimm- ten Sollbruchstelle beansprucht wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Dorn und der Hohl- nietkörper so ausgebildet sind und angeordnet wer den,
dass beim Hineinziehendes Dornes in den Hohl nietkörper das Hohlnierkörpermaterial in einem einzigen Arbeitsgang verformt wird, und ;
zwar zu nächst das,aus dem Fügegut herausragende Ende des Hohlnietkörpers aufgeweitet -wild zu einer unmittel bar auf der oder Beanbeitungsswte abgewendeten Füg - gutoberfläche aufliegenden radialen Schliesskopfbasis, sodann eine Anpreisung des Hohlmctkörperm:
aterials ,an die Fügegutbohrung erfolgt .und @schlIesslich das aus dem Fügegut herausragende Schaftende sich klammerartig um den Kopf des Dornes legt, wonach ,der Schaft des Dornes an der Sollbruchstelle, die mit dem Setzkopfende des Hohlnietkörpers bündig ist, abbricht.
Anderseits betrifft die Erfindung auch einen Dombruchhohiniet zur Durchführung :des vor stehenden Verfahrens, bestehend aus Hohlnietkörper und .albbrechbarem Dorn mit Kopf, darr dadurch<B>ge-</B> kennzeichnet ist,
dass die Innenbohrung des Hohl- nietkörpers am Schliesskopfansatz durch eine Wand stärkenverdickung -verengt ist und dass der Kopf des Dornes zu seinem freien Ende hin konvex ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Dornkopf hierbei halb- kugelförmig.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können vorteilhaft verschiedene Reihenzusammenstellungen der jeweils hintereinander oder gleichzeitig erfolgen- den Teilverformungen und Versteifungen vorgesehen werden.
Da sich darüber hinaus einzelne dieser Teil vorgänge :auch noch verschiedenartig ausführen las sen, ergeben sich kombinatorisch mehrere Ausfüh- rungs- und Anwendungsmöglichkeiten.
Anhand der Zeichnung werden nun :das erfin- dungsgemÜsse Verfahren sowie der Niet nach der Erfindung beispielsweise erläutert.
Es zeigt ,die Fig. 1 den Ausgangszustand und die Fig. 4 Aden Endzustand des Dornbruchhohlmetes. Die Fig.2 und 3 sind Zwischenstadien von drei wesentlichen Phasen der Verformung und Versteifung des Hohlnietkörpers.
Der Dorabruchhohlniet ist gemäss den Fig. 1 bis 4 aus ,dem Dorn mit .den Teilen 1 bis 9 und dem Hohlnietkörper mit den Teilen 10 bis 13 zusammen- gesetzt und in die entsprechend tolerierte Bohrurig der Fügegutteile 14 eingelegt.
Die Nietvorrichtung, mittels welcher der Hohlniet während der Nieteng gegen die Bearbeitungsseite der Fügegutteile 14 :ge drückt wird und in welche der Zugschaft 9 des Dornes während der Nietung eingespannt und in die selbe hineingezogen wird, ist hier zugunsten der bes- seren Übersicht weggelassen. Gleiches gilt für das Mundstück,
welches während der Nietung zum Setz kopf 13 des Hohlnietes in Anschlag liegt. Die Kraft übertragung zwischen Nietvorrichtung .und Dorn- bruchhohlniet ist in den Fig. 1 bis 3 durch voll ausgezogene Pfeile dargestellt, deren Grösse den je weils sehr verschiedenen Kraftbedarf bis zur Ver formung des nächsten figurenmässig dargestellten Sta diums andeutet.
Die Fig. 1, 2 und 3 stellen schliesslich einen Schnitt durch die Fügegutteile 14 sowie den Hohl- nietkörper 10 bis 13 dar, während ,der Dorn 1 bis 9 unge-schnitten dargestellt ist. In Fig. 4 ist - wie durch Bruchlinie angedeutet - der fertige Schliess kopf als teilweise geschnittener Aufriss dargestellt, während die Dornteile 1, 3 und 4 teilweise und der Dornteil 2 vollständig verdeckt sind.
Der Dorn 1 bis 9 besteht bei dieser Ausführung grundsätzlich aus einem in dem Hohlnietkörper ver bleibenden Dornabschnitt 1 bis 6 und einem abzu trennenden Dornabschnitt 8 und 9, .die beide in unverarbeitetem Zustand des Nietes und während seiner Verformung in sich selbst über eine Soll- bruchstelle 7 fest miteinander verbunden sind. Die Sollbruchstelle 7 ist gegenüber !den bisherigen Ver fahren so ausgebildet und angeordnet,
dass sie unmit telbar nach erfolgtem Zugbruch gleich die endgültige Begrenzung des als Füll- .und Versteifungsdorn ver bleibenden Dornteiles 1 bis 6 gagenüber dem ab zutrennenden Dornteil 8 und 9 darstellt. Sie ist zu .diesem Zweck als eine im Verhältnis zu ihrem Durchmesser äusserst schmale Querschnittseinengung auagzbildet. Die
Querschnittsverhältnisse zwischen den Fülldornteilen 4 .bis 6 und dem engsten Quer schnitt der Sollbruchstelle 7 sind gerade so gewählt, dass .hei Einwirkung einer maximalen Zug bruchkraft die Streckung .der Fülldomteile 4 bis 6 im Augen blick ..des Zugbruches noch nicht über deren Elasti- zitätsgrenze hinausgeht.
Der Ort der Sollbruchstelle 7 ist längs der Dornachse schliesslich so bemessen und toleriert, dass .die Bruchfläche nach erfolgter Nietung gemäss Fig.4 knapp hinter der Frontalebene des fertigen Setzkopfes 13 zu liegen kommt.
Statisch unwirksame Dornreste der erfolgten Bruchstelle 7 gemäss Fig. 4 sind bei diesem Verfahren auf .unbedeu tende Dimensionen eingeengt, so dass sich deren etwaige nachträgliche Entfernung von vornherein erübrigt, da die Bruchfläche unmittelbar den blei- benden Abschluss des als Füll- und Versteifungsdorn vorgesehenen Dornabschnittes 1 bis 6 darstellt.
Der abzutrennende Dornabschnitt 8 und 9 he steht bei dieser Ausführung aus dem Zugschaft 9 und einem :spitzwinkligen Aufweitkonus 8 als ein während der Nietbildung wirkendes, radiales Auf- weitelement für verschiedene Teile des .Hohlnietes.
Der in -dem Hohlnietkörper als Bestandteil des fertigen Hohlnietes verbleibende Dornabschnitt 1 bis 6 setzt sich zunächst aus dem Stauchteil 1 bis 3 und dem Füllteil 4 ,bis 6 zusammen.
,Der aufbaumässig als Versteifung des fertigen Schliesskopfes vorgesehene Stauchteil 1 bis 3 ist noch zwecks seiner Funktion wäh rend der Ni'etung mit scharf abgesetzten Mitnehme rillen 2 und einem stumpfwinkligen Stauchkonus 3 ausgerüstet. Der Füllteil 4 bis 6 ist bei dieser Ausfüh rung längs seines Umfanges mit je einer eingestoche nen hinteren Rippe 4 und einer vorderen Rippe 6 versehen.
Beide Rippen 4 und 6 sind nach erfolgter plastischer Verformung des Hohlnietkörpers 10 bis 13 für eine Verriegelung des Füllteiles 4 bis 6 längs seiner Achse sowohl mit dem fertigen Schliesskopf als zugleich auch mit dem fertig nachgeformten Setz kopf 13 gemäss Fig.4 bestimmt. Der eigentliche Füllkörper 5 ist noch zur Sicherung gegen Verdre hung mit Längsrillen ausgestattet.
Der Kerndurch- messer dieses gerillten Füllkörpers entspricht dem Durchmesser des Aufweitkonusses 8 auf dem der Sollbruchstelle zugekehrten Ende,.
Der gesamte Dorn ist, aus Gründen einer mög lichst grossen Kraftübertragung während des Niet bildens, vorzugsweise aus einem Stahl besonders hoher Zugfestigkeit gefertigt und darüber hinaus in .Spezialausführung aus einer nicht rostenden Le gierung. Die Anforderungen an den Werkstoff des Hohlnietkörpers 10 bis 13 sind die einer an sich bekannten guten Verformbarkeit bei ausreichender Festigkeit in Übereinstimmung mit den Material eigenschaften -des Füg; gutes.
Was die Gegenüber stellung der Werkstoffe für den Dorn und den Hohl nietkörper anbetrifft, so sind die erwünschten mecha nischen Eigenschaften so sehr verschieden, dass sich die Werkstoffe für Dorn- und Hohlnietkörper zweck mässig aus verschiedenen Stoffgruppen zusammen setzen.
Dies bedeutet für die Korrosionsfestigkeit einer Dornbruchhohlnietverbindung, dass es sich dabei ganz allgemein, insbesondere unter dem Einfluss der Feuchte oder der Nässe, mehr oder weniger um ein galvanisches Element handelt, welches je nach den elektrochemischen Voraussetzungen als Funktion der Zeit entsprechend korrodiert.
.Sowohl im Behälterbau als auch in der Bauspenglerei versprechen daher Dornbruchhohlnietverbindungen - wie aus dem Flugzeug- und Karosseriebau bekannt - nur Aus sicht auf eine dauernde Haltbarkeit, wenn sie durch Lackierung oder Verk.ittung vor einem Feuchte einfluss geschützt werden.
Mangels eines ausreichen den wasserdichten Verschlusses war daher bei den bisher bekannten Dornbruchhohl'nietverfahren die An bringung eines Lackschutzes erforderlich, was in dessen bei diesem Verfahren wegen seines für viele Zwecke ausreichenden wasserdichten Verschlusses der Hohlnieten nicht mehr nötig ist.
Vielmehr wird ein ausreichender Korrosionsschutz im Hinblick auf die Haltbarkeit der Nietverbindung, insbesondere seitens des Schliesskopfes, erzielt, indem der Dorn mit dem gleichen Werkstoff wie der Hohlnietkörper oder einem solchen gleichen elektrochemischen Po tentials in an sich bekannter Weise metallisiert wird.
Der bei dieser Ausführung versenkte Hohlniet- körper 10 bis<B>13</B> besteht zunächst aus dem Satzkopf <B>13,</B> dessen Frontalfläche in unverarbeitetem Zustand des Hohlnietes gemäss Fig. 1 leicht konkav verläuft, während sein Rand sich auf der Bearbeitungsseite des Fügegutes leicht vorwölbt.
Der Nietschaft besteht aus einem zylindrischen Teil 12, welcher über den Klemmbereich der noch unverarbeiteten Verbindung auf der Schliesskopfseite gemäss Fig. 1 im Sinne einer Plustoleranz hinausragt und von :dort an in einen am Schliesskopfansatz nach innen verdickten Hohl nietschaftteil 11 übergeht.
Der in seinem Querschnitt nach innen zunächst verdickte Hohlnietschaftteil 11 ist in Richtung auf den Hohlnietschaftrand 10 zu von einem kurzen zylindrischen Teil maximalster Wandstärke an in Form eines Innenkonusses wieder verjüngt. In :diesem Innenkonus sitzt in unverarbei tetem :Zustand des Nietes gemäss Fig. 1 der Auf weitkonus 8 des nach erfolgter Nietung abzutrennen den Dornabschnittes 8 und 9.
Um während der Schliesskopfbildung ein nahezu vollständiges Herumlegen :des Hohlnietschaftrandes 10 um den Dornkopf 1 durch eine verformungs- technisch vollkommene Auswertung der schliesskopf- bildenden Vektoren zu erreichen, ist der Hohlniet- schaftrand 10 gezahnt. Diese Zahnung ist ferner wie ,in Fig. 4 angedeutet - in eine gröbere, tieferen Einschnittes und in eine feinere, geringer Tiefe unter teilt.
Dadurch wird nebst der wesentlich vollkomme- neren Einschliessung des Dornkopfes 1 .durch den Hohlnietschaftrand 10, vor allem sein optimales Festhalten in der Klemmrichtung bewirkt.
Ein über flüssiger Kräfteverschleiss seitens der Querstauchung des sich längs seines Umfanges nach seinem äusseren Ende hin immer .mehr einschnürenden Hohlniet schaftrandes 10, wird durch die die Einschliessung des Dornkopfes 1 erleichternde Zahnung vermieden. Ebenso ist durch diese Zahnung eine Faltenbildung während der Schliesskopfformung -des gegenüber den bisherigen Verfahren wesentlich weiter über die Ober fläche :des oberen Fügeguttelles 14 hinausragende Hohlnietschaftrandes 10 ausgeschlossen.
Wenn bei den bisher bekannten Verfahren die Querschnittsverjivngung des aus dem Fügegut her ausragenden Hohlnietschaftteiles nach seinem Rand hin zwecks eines besseren Herumlegens desselben um den Stauchdorn bei zylindrischer Hohlnietschaft- bohrung durch einen Aussenkonus .realisiert ist, so ;
ist bei diesem Verfahren, nebst der Zahnung gleichen Zweckes, grundsätzlich ein Innenkonus bei zylin drisch verlaufendem Hohlnietschaft vorgesehen. Der Durchmesser :des Hohlniatschaftrandes 10 entspricht dadurch bereits in unverarbeitetem Zustand des Nietes dem grössten Aussendurchmesser des Staruch- teiles 1 bis 3.
Der Hohlnietschaftrand 10 hat dadurch von vornherein schon einen Abstand von dem Füll teil 4 bis 6 bzw. .dem Zugschaft der bisherigen Verfahren. Er braucht sich daher zwecks Passage des Dornkopfes 1 nicht erst von dem viel kleineren Füllteil- ibzw. Zugschaftdurchmesser auf den Dorn kopfdurchmesser aufzuwerten, um sich :
anschliessend wieder einzuschnüren. Würde eine solche radiale Aufweitung und Wiedereinschnürung des Hohlniet- schaftrandes zwecks Passage des Stauchteiles inner- halb der Elastizitätsgrenze des Hohlnietschaftm;
ate- rials erfolgen, so wäre es vollkommen gleichgültig, ob die Querschnittsverjüngung des Hohlnietschaft- endes .nach seinem Rand hin durch einen Aussen- oder Innenkonus realisiert ist.
Da jedoch das Querschnittsverhältnis zwischen Füllteil bzw. Zugschaft einerseits und Stauchteil anderseits ganz allgemein um Zehnerpotenzen über eine, elastische, Dehnung hinausgeht, ist jede radiale Auf weitung :
des @Hohlnietschaftrandes vor seiner E in- schnürung wegen der überflüssigen vorherigen drre- versib len Beanspruchung .seines Gefüges - gleich- gültig,
um welche Struktur es sich in metallurgischen Sinne handelt - zweckwidrig. Einem Innenkonus dieses Hohlnietschaftteiles 11, wie er in Fig. 1 dar ,gestellt ist, kommt ferner noch der Vorteil zu, dass er sich dm Hinblick auf einen möglichst grossen Schliesskopfdurchmesser schon in den Anfangsstadien der Schliesskopfbildung stärker ausbaucht.
Das Volumen bzw. :die Länge des aus .dem Füge gut auf der Schliesskopfseite herausragenden Hohl nietschaftteiles 11 ist ,schliesslich als Funktion seines Abstandes vom Rand des Hohlnietschaftrandes 10 so dimensioniert,
dass er .sich mit der verformungstech- nisch günstigen Foren des Stauchteiles 1 bis 3 nach vollendeter Nietung gemäss Fig. 4 querschnittsmässig zu der halbrunden .Form :eines Vollnietkopfes ergänzt.
Die erste durch Rückzug :des Dornes erfolgende Teilverformung der Nietung :ist - .nach vorheriger radialer Aufweitung :des aus der Fügegutbohrung auf der Schliesskopfseite herausragenden -Hohlnietschaft- teiles 11 bis an den Rand der Bohrung - zunächst seine seitliche radiale Verdrängung bis zu :
einer be stimmten Wandstärke überdiesen Bohrlochrand hin- aus. Sie wird gemäss Fig. 1 und 2 durch den Auf weitkonus 8 des abzutrennenden Dornabschnittes 8 und 9 bewirkt, welcher durch seine spitzwinkelige Form eine verhältnismässig ;grosse Querkraft entstehen lässt, die :das Hohlnietkörpermaterial radial verdrängt.
Dadurch entsteht eine unmittelbar auf der dez Be arbeitungsseite abgewendeten Fügegutoberfläche auf liegende, radiale Schliesskopfbiasis. Den gleichen Effekt durchgehend allein mit dem Stauchteil zu erzielen, wäre praktisch unmöglich, :
da diesem die Aufgabe zukommt, .den Hohlnietwerkstoff zwecks plastischer Verformung mit seinen Mitnehmerrillen 2 in die Fügegutbohrung hineinzuziehen. Auch würde der Stauchteil bei gleicher Zugkraft wegen seiner Ausbildung eine -viel geringere seitliche Verdrän gungskraft hervorbringen.
Der über den Rand der Fügegutbohmng hinaus verdrängte, die Schliesskopfbasisbildende Vorsprung des Hohlnietschaftteiles 11 stellt vorerst einen :ge wissen Widerstand gegen eine Auseinanderbewegu ng deT Fügegutteile entgegen ihrer Klemmrichtung dar.
Hat der Aufweitkonus 8 die Begrenzungsebene des Fügcgutes auf & , r Schliesskopfseite mit seinem :gröss ten Durchmesser passiert,
so erfolgt als nächste festig keitserhöhende Teilverformung ein iradiales Anpres- sen des Hohlnietschaftteiles 12 an die Innenwand der Fügegutbohrwng innerhalb der Klemmlänge. Diese radiale Aufweitung des entsprechend tolerier ten Hohlnietschafttciles 12 bringt zwangläufig auch eine Schrumpfung bzw.
Verkürzung desselben in der Klemmrichtung mit sich, so @dass dadurch d#i-e Fügagutteile, sofern sie vorher nicht klaffen und einigermassen Blechschluss haben, dadurch stärker aneinandergedrückt werden. Bei dem in Fig. 2 dar- gestellten Stadium ist diese radiale Aufweitung noch nicht zur Gänze erfolgt.
Die nächste Teilverformung der Schliesskopf bildung ist eine weitere radiale Ausbauchung des Hohlnietschaftteiles 11 durch .den Stauchdornkopf 1, während der Füllteil 4 bis 6 zugleich in die Hohl- nietschaftbohrung hineingezogen wird.
Im Anfangs- stadium dieser Ausbauchung treten die Mitnehrner- rillen 2,des Stauchtailes 1 bis 3 noch nicht in Aktion, da diese erst unterhalb des grössten Durchmessers des Dornkopfes 1 angebracht sind.
Erst nach einem bestimmten Grad dieser Ausbauchung des Hohl nietschaftteiles 11 in Richtung auf das Fügegut hin, einem Stadium zwischen Fig. 2 und 3, setzen sich die scharfkantig abgestuften Mitnehmerillen 2 an der schrägen Innenwand des Hohlnietschaftteiles 11 seitlich fest und ziehen dieselbe mit sich, während die Aussenwand des Hohlnietschaftteiles 11 auf Grund ihres ;
bereits bestehenden breiten Vorsprunges gegenüber dem Rand der Fügegutbohrung abgestützt wird. Dadurch wird ein festes, klammerartiges Herum- legen des aus dem Fügegut herausragenden Hohl nietschaftteiles 11, einschliesslich seines gezahnten Randes 10 um den Dornkopf 1 im Sinne eines En- stülpens nach innen bewirkt.
In der nächsten und letzten Phase des Nietens steigert sich durch zwangläufige Fortbzwwegung des Zugschaftes 9 die Zugdrraft bis zum Zugbruch der Sollbruchstelle 7.
Bei dieses plastischen Endverfor- mung des Hohlmetkörpers bewegt sich der Stauch- teil nur noch so weit auf die Fügegutbohrung zu,
bis infolge der Stauchung des Hohlnietes die Zwi schenräume zu beiden Seiten der hinteren Verriege- lungsrippe 4 des Füllteiles 4 bis 6 mit dem Werk stoff des Hohlnietkörpers voll ausgefüllt sind. Der selbe Verriegelungsvorgangerfolgt zugleich auch auf der .Setzkopfseite seitens der vorderen Verriege- lungsrippe 6 des Füllteiles 4 bis 6.
Dabei wird infolge des zugleich erfolgenden Planpressens des vorher konkaven Setzkopfes seine Innenwandung mit einer entsprechenden Komponente der gegen- drückenden Kraft des Mundstückes um die vordere Verriegelungsrippe 6 .herumgedrückt. Gleichzeitig wird auch das Fügegut noch stärker als zuvor zu sammengepresst.
Durch diese grosse Kraftaufwendung knapp vor .dem Zugbruch wird auch noch der zwi schen Fügegut und Stauchteil liegende Hohlniet schaftteil 11 von dem Stauchteil 1 bis 3 nochmals seitlich radial verdrängt.
Erst wenn diese immer mehr krafterfordernde zweite seitliche radiale Ver- drängung des Hohlnietschaftteiles 11 im Sinne einer nachträglichen Festigung des Schliesskopfes begonnen hat, reisst der Zugschaft 9 mit dem Aufweltkonus 8 ab und der Nietvorgang ist beendet, wobei der erfolgte ,Sollbruch 7 zugleich auch die endgültige Begrenzung des als Füllteil vorgesehenen Dorn abschnittes darstellt.
Wie aus der Zeichnung und den bisherigen Ausführungen hervorgeht, erhält der Hohl nietkörper seine endgültige- Form durch das Hinein ziehen des Dornes in einem einzigen Arbeitsgang. Die Festigkeit des vollendeten Dombruchhohlnietes entspricht schliesslich auf Grund seiner unter Bei behaltung der zylindrischen Form innerhalb des Fügegutes 14 mehrstufg erfolgten Verformung, ins besondere hinsichtlich der von dem gebildeten Schliess- kopf abgedeckten, breiten Ringfläche des Fügegutes, sowie seiner Versteifung in sich selbst,
praktisch der eines Vollmetes aus dem Werkstoff des Hohlniet körpers.
Die hier beschriebene verfahrensmässige Herstellung einer Dornbruchhohlnietverbindung lässt naturgemäss in ihren Teilvorgängen noch verschiedene Erweite rungen zu, auf deren Darstellung zugunsten der wesentlichen Verfahrensmerkmale verzichtet wurde. So ist es z.
B. eine erhebliche Begünstigung der Schliess- kopfbildung, wenn der Aufweitkonus 8 und der Stauchkonus 3 in ihrem Querschnitt leicht elliptisch ausgebildet sind und der gesamte unter Zugwirkung stehende Dorn - während der Verformung gemäss Fig. 1 bis 3 - über seinen Zugschaft von der Niet vorrichtung ;aus durch gleichzeitige Drehung der Spannfutter, z. B. wie .bei einer Handbohrmaschine, zugleich in eine fortlaufende Rotation versetzt wird.
Dadurch wirken :die verformenden Kräfte jeweils :nur über die durch die elliptische Querschnitts- ausbildung gegenüberliegenden Vorwölbungen des Aufweitkonusses 8 rund Staiuchkonusses 3 auf den Hohlniet, so d-ass seine Verformung, ähnlich dem Drücken, noch vollkommener ausfällt.
Die zur Ver formung des Hohlnietkörpers erforderliche Energie kann bei einer isolchen Spezialanwendung gegenüber einer begrenzten Zugkraftbeliebiggesteigert werden.
Ein :Drefhantrieb .des Dornes von der Nietvorrichtung aufs bietet darüber hinaus noch die Möglichkeit, einen solchen, vorzugsweise ohnehin aus Werkzeug stahl gefertigen Dorn an seiner Stirnseite bzw. seinem Dornkopf 1 mit an sich bekannten Bohrschneiden auszubilden, ium gleich als Bohrer für die jeweilige Fügegutbohrung verwendet zu werden.
Einer solchen in einem durchgehenden Arbeitsgang gebohrten und vernieteten Verbindung kommt schliesslich als Son- derau sführung für verschiedene Zwecke .der Vorteil hinzu, dass Spannurigen ,innerhalb des Fügegutes längs seiner Nietnaht, wie sie bei einer spannungsb;
ding- ten Verlagerung vorher fertig gebohrter Lochreihen vorkommen, von vornherein vermieden werden.
Das eierdargelegte Verfahren zur Herstellung von Dornbruch:hohlnietverbindungen lässt je nach seinem Verwendungszweck .sowie den Anforderungen an die Scher- und Zugfestigkeit verschiedene Aus- führungen und Abänderung zu.
Das hier beschriebene Anwendungsbeispiel stellt eine optimale Anwendung von mindestens sechs verschiedenen und in einem Zug erfolgenden Ver formungen oder Versteifungen .des eigentlichen Ver- bindungsgliedes dar, deren Aufwand bei geringeren Anforderungen nicht unbedingt erforderlich ist.
So .ist @es z. B. bei Verbindungen, wo es nicht so sehr .auf Bein-. maximale Scher- und Zugfestigkeit ankommt, aus wirtschaftlichen Grüniden zweckmässig, auf einen gedrehten Dorn zu verzichten und sich mit .einer billigeren Drahtstauchausführung zu be gnügen. Als Sollbruchst11-. 7 genügen dann zwei schmale, seitlich Kerben.
Wenn ferner der Anbringung des Aufweitkonus 8 auf der Zugschaftseite ider Sollbruchstelle 7 :der Vorteil zukommt, dass die Sollbruchstelle 7 mit dem oft sehr verschiedenen Kraftbe=darf für die radiale Aufwertung des Hohlnietschaftes nicht belastet wird, so genügt als einfachere Ausführung,
wenn der Füllteil des Dornes mittels eines gegenüber dem Zugschaft ent- sprechend grösseren Durchm-ssers und abgerundeter Kante a=uf :der Zugschaftseite idem Zweck eines ra dialen Aufweitelementes entspricht.