Blindnietverfahren und Blindniete zur Durchführung dieses Verfahrens Gegenstand- vorliegender Erfindung sind ein Blindnietverfahren und ein Blindniet zur Durchfüh rung dieses Verfahrens. Zum Blindnieten wird ein Hohlniet, bestehend aus einem hohlzylindrischen Schaft und einem Kopf verwendet.
Dieser Hohlniet ist oder wird mit seinem Schliessende voraus auf einen Ziehdorn aufgeschoben, derart, dass sein Schliessende an einem Konusübergang des Schliess- dornschaftes zu einem etwa um die Nietschaft-Wand- stärke verdickten Dornende ansteht.
Dieses verdickte Dornende wird nun von der Arbeitsseite her durch sich deckende Nietlöcher der miteinander zu verbin denden Werkstücke gesteckt und es wird anschlies- send auf der Arbeitsseite der Ziehdorn unter gleich zeitigem Anpressen des Nietkopfes an die Werk stücke einer Zugkraft ausgesetzt, unter deren Wir kung der auf der andern Seite vorstehende Konus übergang des Nietdornes das daran anstehende Schliessende des Nietschaftes zur Bildung eines Schliesskopfes aufweitet.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Ver besserung dieses bekannten Blindnietverfahrens bzw. der dabei zu verwendenden Blindniete im Hinblick auf eine Vermeidung des Aufreissens oder Aufsplit- terns des Rohrnietschaftes beim Bilden des Schliess- kopfes,
und ein besseres Anpressen des Rohrniet schaftes an die Innenwandung der Werkstücklöcher unter dichter Aneinanderpressung der Werkstücke sowie ein sattes Ausfüllen des Rohrnietschaftes durch den Schliessdorn im Sinne einer Verhinderung des späteren Lockerwerdens der Blindnietverbindung. Ausserdem wird angestrebt, dass mit ein und demsel ben Typ von Blindnieten Nietverbindungen in Werk stücken hergestellt werden können, die sich bezüglich der totalen Dicke in weiten Grenzen unterscheiden.
Das erfindungsgemässe Blindnietverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Blindniet verwen det wird, bei dem die Konuswinkel des Übergangs zum verdickten Zieh-Dornende und der Dornende- Durchmesser sowie die Duktibilität dieser Dornteile derart gewählt sind, dass beim Einziehen des Dornes nicht nur der Schliesskopf am Nietschaftende gebil det wird,
sondern der Übergangskonus des Schliess- dornes und anschliessende Teile des verdickten Dorn endes unter Durchmesserverengung in den hohlzy lindrischen Nietschaft bzw. in den Bereich der Werk stücklöcher eindringen und dabei den hohlen Niet schaft ausweiten und dadurch satt an die Innenwan dung der Werkstücklöcher anpressen und dass ferner der Ziehdorn so weit durchgezogen wird, bis Teile des früheren Übergangskonus mindestens in den Niet kopf eintreten.
Mit Vorteil wird vorgesehen, dass beim Austreten der aus der Verengung des Übergangskonus zum Ziehdornende erzeugten Verdickung am Ziehdorn schaft aus dem Nietkopf von dieser Verdickung Späne abgeschert und in den Ringspalt zwischen dem Ziehdornschaft und der Innenwandung der Dornaus trittsöffnung im Nietkopf hineingedrängt werden, um ein vollständiges Verschliessen dieses Ringspaltes bzw. eine gegenseitige Verriegelung des Nietkopfes und des Ziehdornes zu bewirken.
Das kann beispiels weise dadurch erreicht werden, dass eine Ziehvor richtung verwendet wird, deren sich am Nietkopf ab stützender Teil einen knapp bemessenen Führungs durchgang für den Ziehdornschaft enthält, wobei die ser Führungsdurchgang auf der Nietkopfseite scharf begrenzt ist.
Die angestrebte Ausfüllung des Ringspaltes im Nietkopf um den Ziehdornschaft kann auch dadurch erreicht werden, dass der Ziehdorn vor dem über gangskonus zum verdickten Dornende eine als Ver- riegelungsnut dienende Umfangsnut aufweist und auf den Ziehdornsehaft vor dem Nietkopf ein loser Ver- riegelungsring aufgeschoben ist, der nach erfolgtem Vortreten der genannten Verriegelungsnut über den Nietkopf in den dadurch gebildeten weiteren Ring spalt hineingetrieben wird.
Ein Blindniet zur Durchführung des erfindungs- gemässen Blindnietverfahrens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlniet mit Kopf und hohlzylindrischem geraden Schaft, mit dessen den Schliesskopf zu bilden bestimmten freiem Ende voraus auf den zylindrischen Schaft eines Ziehdornes bis zum Anliegen dieses Schliesskopfendes an einem konischen Übergangsteil des Ziehdornes zu einem ebenfalls geraden und zylindrischen, etwa um die Wandstärke des Hohlnietschaftes verdickten Ende des Ziehdornes aufgeschoben ist,
wobei dieser über gangskonus und das verdickte Ende des Ziehdornes hinsichtlich Konuswinkel, Durchmesser und Duktibi- lität so gestaltet sind, dass diese Teile beim Herstellen einer Nietverbindung unter plastischer Verengung in den in den Werkstück-Nietlöchem sitzenden Hohl nietschaft hinein und durch denselben hindurch zieh bar sind.
Ausführungsbeispiele derartiger Blindnieten und Verfahrensstufen für die Herstellung entsprechender Blind-Nietverbindungen sind in der Zeichnung dar gestellt. Es zeigen: Fig. 1 vier Verfahrensstufen eine einer Blindver nietung zweier Werkstücke entsprechend dem erfin- dungsgemässen Verfahren, Fig.2 eine Mehrzahl von Blindvernietungen an Werkstücken unterschiedlicher Gesamtdicke, die je mit Blindnieten derselben Ausgangsgrösse hergestellt worden sind, Fig.3 und 4 Ansichten von zwei verwendbaren Ziehdornen,
Fig.5 die Schliessphase bei Herstellung einer Nietverbindung, wobei das Abscheren von Spänen vom Ziehdornschaft und das Hineintreiben derselben in den Ringspalt im Nietkopf und das Abstützstüek der Ziehvorrichtung dargestellt sind, Fig. 6, 8, 10 das Halten des Ziehdornkopfes, die Ziehvorrichtung und eine Draufsicht auf den Niet kopf der fertigen Nietverbindung nach erfolgter Ab trennung des vorstehenden Ziehdomschaftes, Fig. 7, 9, 11 Varianten zu den Fig. 6 bzw. 8 bzw.
10, Fig. 12, 12a-12e eine Reihe von Phasen eines bevorzugten Blindnietverfahrens unter Verwendung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des Blind- nietes.
In Fig. 1 der Zeichnung sind vier aufeinanderfol gende Arbeitsphasen<B>A -D</B> bei der Herstellung einer Nietverbindung zwischen zwei Blechplatten 4a; 4b dargestellt. Diese Blechplatten sind zur Aufnahme des Niets mit aufeinander ausgerichteten Löchern 6 versehen. Zur Nietung werden Hohlnieten 2, 3 ver wendet, die auf je einem Dorn 1 aufgeschoben sind. Die Hohlnieten umfassen je einen geraden, hohlzy- lindrischen Schaft 2, der sich mit etwas Spiel durch die Löcher 6 schieben lässt und einen gerundeten Flachkopf 3. Der Nietschaft 2 ist auf den zylindri schen Teil 1 des Ziehdornes mit Gleitsitz aufgescho ben.
Am Ende des zylindrischen Dornteiles 1 auf der Seite des Nietkopfes 3 ist - beispielsweise nach er folgtem Aufschieben des Hohlnietes 2, 3 - ein Kopf 9 ausgebildet, der das Ansetzen eines Ziehwerkzeu- ges an den Dorn 1 ermöglicht. Auf der andern Seite des Hohlnietes geht der Dorn 1 über eine konische Übergangsschulter 8 in einen zylindrischen Endteil 7 von etwa um die Wandstärke des hohlen Nietschaftes grösserem Querschnitt über.
Der Durchmesser dieses Endteiles 7 entspricht etwa dem Aussendurchmesser des hülsenförmigen Teiles 2 des Hohlnietes, so dass der Dorn 1, 7, 8, 9 samt aufgeschobenem Hohlniet 2, 3 in bezug auf die Zeichnung von oben her, d. h. von der Arbeitsseite her in die Löcher 6 eingeschoben werden kann, bis gemäss Teil A der Fig. 1 die flache Unterseite des Nietkopfes 3 an der Aussenseite der Blechplatte 4a anliegt. Unter Verwendung von an sich prinzipiell bekannten Zieh-Vorrichtungen wird nun auf den Kopf 9 des Dornes 1 eine Zugkraft in Richtung des Pfeiles z ausgeübt,
deren Reaktions kraft im Sinne der Pfeile d auf den Nietkopf 3 ein wirkt, um diesen Nietkopf entsprechend stark an die Oberseite der Blechplatte 4a anzupressen. Dabei wird die konische Übergangsstelle 8 zwischen den beiden Dornteilen 1 und 7 in die Rohrniethülse 2 hineinge zogen, bis vorläufig die Arbeitsphase gemäss Teil B der Fig. 1 erreicht wird, wo bereits durch die Auswei tung des über die Unterseite der unteren Blechplatte 4b vorstehenden Hülsenteiles 2 des Rohrnietes ein Schliesskopf gebildet und die untere Platte 4b satt an die obere Platte 4a angepresst worden ist.
Im Verlauf des weiteren Ziehens des Dornes in Richtung der Pfeile z dringt der Übergangskonus 8 und der Vor derteil des verdickten Dornendes 7 unter Ausweitung der Niethülse 2 bis zum vollständigen Ausfüllen der Löcher 6 und Bildung eines zylindrischen Zwischen stückes 12 zwischen den Dornteilen 1 und dem dik- ker bleibenden Ende 7 durch Streckung weiter in die Niethülse 2 ein. Im Teil CvonFig.1 ist diese Arbeits phase im Gang.
Sie wird weitergeführt, bis gemäss Teil D der Fig. 1 der gebildete Zwischenteil 12, der den Hohlnietschaft voll ausfüllt, über den Nietkopf 3 vorsteht, wonach unter Zuhilfenahme eines geeigne ten Trennwerkzeuges der über den Kopf 3 vorste hende Dornteil in Richtung des Pfeiles t abgetrennt wird. Das Hineinziehen und Verformen des Dornes 1, 8, 7 könnte gegebenenfalls durch Durckeinwirkung auf das untere Ende des Dornteiles 7 begünstigt wer den.
In Fig.2 sind fertige Nietverbindungen durch zwei, drei und mehr Blechplatten 4 je unter Verwen dung desselben Blindniettypes, d. h. desselben Hohl- nietes 2, 3 und derselben Ziehdorne 1-7 nach dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren hergestellt worden, in dem einfach je nach der Gesamtdicke der zu ver bindenden Blechplatten 4 die Phase der Streckung und Verjüngung des dickeren Dornendes 7 unter ent sprechender Verkürzung dieses Teiles 7 zeitlich ver längert wird, bis jeweils der gebildete Zwischenteil 12 den Rohrniet im Innern der Blechplatten ganz ausge füllt hat, aus dem Nietkopf 3 vorsteht.
In der Variante nach Fig.3 geht der dünnere Dornteil in zwei Konusstufen 8', 8" die voneinander durch ein zylindrisches Zwischenstück 31 getrennt sind in das Ende 7 mit grösserem Querschnitt über.
In der Variante nach Fig.4 ist am Ende des Dornteiles 1, vor dem übergang zu den dickeren Dornteilen 31-8-7 eine Umfangsrile 32 eingeschnit ten, so dass nach deren Austritt aus dem Nietkopf der Dornteile 1 gegebenenfalls ohne Zuhilfenahme be sonderer Trennwerkzeuge an dieser Schwächungs stelle 32 abgebrochen werden kann.
Gemäss der Variante, die in Fig. 5 dargestellt ist, wird zum Übertragen des Gegendruckes d auf den Kopf 3 des Rohrnietes 2, 3 ein Werkzeug 13 verwen det, das eine Führungsausnehmung 14 zum Einlegen des Dornes 1 enthält. Die lichte Weite dieser Aus- nehrnung 14 ist so gewählt, dass der Dornteil 1 noch knapp, aber ohne Hinderung durchziehbar ist, aber das am Ende der Nietung aus dem Kopf 3 vortre tende Zwischenstück 12 nicht mehr Platz darin fin det.
Auf der Seite gegen den Nietkopf 3 ist der Rand der genannten Ausnehmung des Werkzeuges 3 scharfkantig ausgebildet, so dass am Ende der Ver nietung, d. h. in bezug auf die Fig. 1 kurz vor Errei chung der Phase D, vom Umfang des Zwischenstük- kes 12 Späne 22 abgeschert und in den konusförmi- gen Ringspalt 21 im Bereich des Nietkopfes 3 hinein getrieben werden,
um diesen Ringspalt zu verschlies- sen und den im Innern des Hohlnietes verbleibenden Dornteil 12 auch am Ende mit dem Kopf 3 satt zu verbinden bzw. zu verriegeln.
Fig. 6 zeigt ein Ziehwerkzeug 17 mit einer Boh rung 18 und einer Innenschulter 19 zur Hintergrei- fung des Kopfes 9 am Dorn 1, d. h. zum Übertragen einer Zugkraft z auf den Dorn 1.
Nach der Variante gemäss Fig. 7 trägt der Dorn 1 am freien Ende keinen Kopf, sondern ist dort mit Umfangsrillen 11 versehen, welche das sichere Erfas sen und Halten durch Spannbacken-Körper 23 in einem Konusteil 24 einer Spannzange 26 an sich be kannter Art erleichtern.
Die Fig.8 und 9 zeigen schaubildlich je eine Ziehvorrichtung, welche zum Erfassen des Dornes 1 und zum Niederpressen des Nietkopfes 3 geeignet sein kann, wobei jeweils auch das Abscheren von Spänen vom Dornteil 12 und Hineintreiben derselben in den Ringspalt im Nietkopf, wie anhand von Fig. 5 erläutert, ermöglicht wird. Die Vorrichtung nach Fig. 8 dient für einen Dorn 1 mit Kopf 9, wie in Fig. 6 dargestellt.
Der Boden 13 und der Mantel 16 eines Zylinders 16 sowie der im Zylinder 16 verschiebbare Halter 17, der gemäss Fig.6 ausgebildet ist, enthalten je einen Radialschlitz 14 bzw. 18 zum Einlegen des Dornes 1, wobei der Kopf 9 dieses Dornes durch die Innen schulter 19 im Halter 17 hintergriffen wird.
Die Aussenkanten der Ausnehmung 14 scheren beim eindringen des Zwischenteiles 12 des Dornes Späne 22 davon ab, die gemäss Fig. 10 in den Ring spalt zwischen der Bohrung des Nietkopfes 3 und dem Umfang des Zwischenstückes 12 hineingetrieben werden.
In analoger Weise wirkt die Vorrichtung nach Fig. 9. Sie umfasst einen Zylinder 27 mit Boden 28, der auf den Nietkopf 3 gedrückt wird und eine Boh rung 29 für den Dorn 1 enthält. Der Dorn 1 ist ge- mäss Fig. 7 ausgebildet und wird von einem Zylinder 27 verschiebbaren Spannbackenfutter 26 gemäss Fig.7 gefasst. Durch den scharfkantigen Ringrand des Loches 29 werden gemäss Fig. 11 vom Umfang des Dornteiles 12 Späne 22 abgeschnitten und in den Ringspalt im Kopf 3 getrieben.
Eine der Fig. 1 entsprechende Folge von Verfah rensschritten bei der Vernietung von zwei Blechplat ten<I>4a,</I> 4g- ist in den Fig. 12 und 12a-12e dargestellt.
Der Dorn besteht aus einem zylindrischen Endteil 41, der über eine Konusschulter 42 nach in nen abgesetzt ist, um eine Verriegelungs-Ringnut 44 zu bilden, die von einer Schwächungsringnut 45 durch ein zylindrisches Zwischenstück 46 getrennt ist. Anschliessend an die Schwächungsringnut 45 setzt sich der Ziehdorn in einen zylindrischen Schaft 37 fort, der am Kopfende mit Umfangsrillen 43 zum besseren Erfassen durch eine Ziehvorrichtung verse hen ist.
,über einen Zwischenbereich ist der Zylinder schaftteil 37 des Dornes durch in Richtung der Man tellinien verlaufende Rillen- bzw. Rippen 47 gerän- delt und auf diese Rändelung ist ein Verriegelungs- ring 47 aufgeschoben.
Der aussen gerade zylindrisch geformte hohlzy- lindrische Schaftteil 34 des Hohlnietes 33 trägt einen aussen gerundeten Kopf 39, dessen Unterseite 39a etwas konkav ausgebildet ist, um auf alle Fälle, auch beim Vorhandensein von Gräten am Rand der Boh rungen in den Platten<I>4a, 4g-</I> auf der oberen Blech platte 4a satt anliegen zu können.
Die Bohrung 35 des Hülsenteiles 34 des Rohrnie tes 33 ist am Schliessende bei 40 erweitert um dort einen Kragen 40a von geringerer Wandstärke zu bil den.
Nahe unter dem Kopf 39 ist die Hohhnietbohrung 35 nach innen verengt, um dort als Führungsfläche am Umfang des geradzylindrischen Ziehdornteiles 37 anzuliegen. Anschliessend daran erweitert sich die Hohlnietbohrung konisch zur Aussenfläche des Kopfes 39, um dort einen konischen Ringspalt 38 freizulassen.
Fig. 12d zeigt die Lage der Teile nach dem Ein setzen des Hohlnietes 34 in die Lücke der Platten 4a, 4g-. Nach einer gewissen Zugverschiebung des Zieh- dornes 37 in Richtung der angesetzten Zugkraft z unter dauerndem Reaktionsdruck in Richtung der Pfeile d auf den Nietkopf 39 hat sich aus dem un teren Ende des Hohlnietes gemäss Fig.12a der Schliesskopf 38a gebildet.
Beim Fortschreiten der Durchziehverschiebung des Ziehdorns 37 wird, wie in den Fig. 12b, 12c, 12d dargestellt, der Übergang<I>42a, 42b,</I> 42c vom verdick ten Endteil 41 zur Verriegelungs-Ringnut 44, unter fortwährender Verkürzung des verbleibenden End- teiles 41 verlängert und umgeformt, bis die Situation nach Fig. 12d erreicht wird.
Nach Erreichung dieser Situation wird die Reaktionskraft zur Ziehkraft vom Schliesskopf 39 auf den Verriegelungsring 48 in Richtung der Pfeile e umgelegt, so dass dieser Ring 48 in den vorher genannten Ringspalt 38 am Kop fende der Hohlnietbohrung eingetrieben wird und nachher wird der Ziehdorn 37 an der Schwächungs nut 45 abgebrochen.
Der Schaft 34 des Hohlnietes kann innerhalb sei ner gesamten Länge von gleichbleibender Dicke sein, wenn der Niet aus Material besteht, welches am zu bildenden Schliesskopf nicht splittert.
Um eine widerstandsfähige und starke Nietver bindung zwischen Blechen, Platten oder dergl. zu er zielen, wird empfohlen, die Aussenfläche des Hohl- nietes in der Weise zu schmieren, dass ein Überzug in Form eines dünnen Filmes entsteht, der bei normalen und hohen Drücken einen niedrigen Reibungswert erzeugt.
Als Schmiermittel, welches gegen ein Ab reissen des Films ausserordentlich widerstandsfähig ist, ist ein in einer geeigneten Flüssigkeit dispersierter kolloidaler Graphit, der zusammen mit einem Kunst harzbindemittel, das lediglich auf die äussere Ober fläche der Niet aufgetragen wird, verwendet wird, wobei der Flüssigkeitsgehalt einen widerstandsfähi gen Überzug hinterlässt, der im wesentlichen aus kol loidalem Graphit auf der Oberfläche des Nietschaftes besteht.
Die Anwesenheit eines Kunstharzbindemit- tels gibt dem Film sowohl mechanische Festigkeit wie auch gute physikalische Anhaftung an der Oberfläche des Materials der Niet.
Die geschmierten Hohlniete werden bei der Lage rung nicht beeinträchtigt und bleiben vor Korrosion verschont. Es ist darauf zu achten, dass das Schmier mittel nicht in die Nietbohrung eindringt und dazu führt, dass sich der als Stopfen wirkende Dorn in der erweiterten Nietbohrung lockert. Ebenfalls darf kein Schmiermittel an die Nietköpfe gelangen, damit die eingesetzten Niete ein natürliches metallisches Aus sehen beibehalten.
Die Schmierung kann entweder nach dem Be- sprühungsverfahren oder mit Hilfe von mit kolloida len Graphit überzogenen Walzen erfolgen. Es ist auch möglich, die Niete in eine die oben erwähnten Bestandteile enthaltende Flüssigkeit einzutauchen. Hierbei werden die Niete mit der zuvor verschlosse nen Öffnung am Spreizkopfende eingetaucht. Es ist auch möglich, Luftdruck dazu zu verwenden, um das Eindringen von Schmiermittel in die Bohrung zu ver hüten.
Die beschriebenen Nietmittel- und Verfahren haben den Vorteil, dass sie eine überwachbare Aus weitung des Schliesskopfes ermöglichen und die Fähigkeit besitzen, sehr feste Verbindungen zu erzeu gen, wobei es zudem möglich ist, eine bestimmte Nietgrösse für Werkstücke verschiedener Dicke zu benutzen. Gleichzeitig wird die Nietbohrung wirksam verschlossen, ohne dass genau bemessene Löcher in den Werkstücken vorhanden zu sein brauchen. Fer ner wird der Dorn, bzw. der in der Niet verbleibende Rest des Dornes sicher festgelegt. Schliesslich kann die fertige Nietverbindung leicht von der zugängli chen Seite aus kontrolliert werden.
Blind riveting methods and blind rivets for carrying out this method The present invention relates to a blind riveting method and a blind rivet for carrying out this method. A hollow rivet consisting of a hollow cylindrical shaft and a head is used for blind riveting.
This hollow rivet is or will be pushed onto a drawing mandrel with its closing end first, in such a way that its closing end abuts a conical transition of the closing mandrel shaft to a mandrel end thickened approximately by the wall thickness of the rivet shaft.
This thickened mandrel end is now inserted from the working side through congruent rivet holes of the workpieces to be connected and it is then subjected to a tensile force on the working side of the drawing mandrel while simultaneously pressing the rivet head against the workpieces on the other side protruding cone transition of the rivet mandrel widens the adjacent closing end of the rivet shank to form a closing head.
The aim of the present invention is to improve this known blind riveting method or the blind rivets to be used with a view to avoiding tearing or splitting of the tubular rivet shank when forming the closing head,
and better pressing of the tubular rivet shank against the inner wall of the workpiece holes with the workpieces pressed tightly against one another and a full filling of the tubular rivet shank with the locking pin in order to prevent the blind rivet connection from loosening later. In addition, the aim is that with one and the same type of blind rivets, rivet connections can be made in work pieces that differ within wide limits with regard to the total thickness.
The blind riveting process according to the invention is characterized in that a blind rivet is used in which the cone angle of the transition to the thickened drawing mandrel end and the mandrel end diameter as well as the ductility of these mandrel parts are selected such that when the mandrel is drawn in, not only the closing head at the rivet shaft end is formed
Instead, the transition cone of the locking mandrel and adjoining parts of the thickened mandrel end penetrate the hollow cylindrical rivet shank or the area of the workpiece holes with a narrowing of the diameter, thereby expanding the hollow rivet shank and thereby pressing it tightly against the inner wall of the workpiece holes and that further the mandrel is pulled through until parts of the former transition cone at least enter the rivet head.
It is advantageously provided that when the thickening on the mandrel shaft produced from the narrowing of the transition cone to the end of the mandrel emerges from the rivet head, chips are sheared off from this thickening and pushed into the annular gap between the mandrel shaft and the inner wall of the mandrel opening in the rivet head, in order to achieve a complete To close this annular gap or to effect a mutual locking of the rivet head and the mandrel.
This can be achieved, for example, by using a Ziehvor device whose part on the rivet head supporting itself contains a tight guide passage for the mandrel shaft, this guide passage being sharply delimited on the rivet head side.
The desired filling of the annular gap in the rivet head around the mandrel shaft can also be achieved in that the mandrel has a circumferential groove serving as a locking groove in front of the transition cone to the thickened mandrel end and a loose locking ring is pushed onto the mandrel shaft in front of the rivet head after the aforementioned locking groove has stepped forward via the rivet head into the further ring gap formed thereby.
According to the invention, a blind rivet for carrying out the blind riveting method according to the invention is characterized in that a hollow rivet with a head and a hollow cylindrical straight shank, with the free end of which to form the closing head, is in advance of the cylindrical shank of a mandrel until this closing head end rests on a conical transition part of the The drawing mandrel is pushed onto a likewise straight and cylindrical end of the drawing mandrel thickened approximately by the wall thickness of the hollow rivet shank,
This over transition cone and the thickened end of the mandrel are designed in terms of cone angle, diameter and ductility so that these parts can be pulled into and through the hollow rivet shank seated in the workpiece rivet holes when a riveted connection is made under plastic constriction .
Embodiments of such blind rivets and process stages for the production of corresponding blind rivet connections are shown in the drawing. 1 shows four process stages of blind riveting of two workpieces according to the method according to the invention, FIG. 2 a plurality of blind rivets on workpieces of different total thickness, which have each been produced with blind rivets of the same initial size, FIGS. 3 and 4 are views of FIG two usable mandrels,
Fig. 5 shows the closing phase during the production of a riveted connection, the shearing of chips from the mandrel shaft and the driving of the same into the annular gap in the rivet head and the support piece of the pulling device are shown, Fig. 6, 8, 10 the holding of the mandrel head, the pulling device and a Top view of the rivet head of the finished rivet connection after separation of the above drawing dome shaft, Fig. 7, 9, 11 variants of FIGS. 6 and 8 or
10, 12, 12a-12e show a series of phases of a preferred blind riveting process using a preferred exemplary embodiment of the blind rivet.
In Fig. 1 of the drawing, four successive work phases <B> A -D </B> in the production of a rivet connection between two sheet metal plates 4a; 4b. These sheet metal plates are provided with aligned holes 6 for receiving the rivet. For riveting, hollow rivets 2, 3 are used, which are pushed onto a mandrel 1 each. The hollow rivets each comprise a straight, hollow cylindrical shaft 2, which can be pushed through the holes 6 with some play, and a rounded flat head 3. The rivet shaft 2 is slid onto the cylindrical part 1 of the mandrel with a sliding fit.
At the end of the cylindrical mandrel part 1 on the side of the rivet head 3, a head 9 is formed, for example after the hollow rivet 2, 3 has been pushed on, which enables a drawing tool to be attached to the mandrel 1. On the other side of the hollow rivet, the mandrel 1 merges via a conical transition shoulder 8 into a cylindrical end part 7 with a cross section that is approximately the wall thickness of the hollow rivet shank.
The diameter of this end part 7 corresponds approximately to the outer diameter of the sleeve-shaped part 2 of the hollow rivet, so that the mandrel 1, 7, 8, 9 together with the pushed-on hollow rivet 2, 3 with reference to the drawing from above, i.e. H. can be pushed into the holes 6 from the working side until, according to part A of FIG. 1, the flat underside of the rivet head 3 rests on the outside of the sheet metal plate 4a. Using pulling devices known in principle, a pulling force is now exerted on the head 9 of the mandrel 1 in the direction of the arrow z,
whose reaction force acts in the direction of arrows d on the rivet head 3 in order to press this rivet head correspondingly strongly against the top of the sheet metal plate 4a. The conical transition point 8 between the two mandrel parts 1 and 7 is drawn into the tubular rivet sleeve 2 until the work phase according to part B of FIG. 1 is reached, where the sleeve part protruding over the underside of the lower sheet metal plate 4b has already been reached 2 of the tubular rivet has formed a closing head and the lower plate 4b has been pressed snugly against the upper plate 4a.
In the course of the further pulling of the mandrel in the direction of the arrows z penetrates the transition cone 8 and the front derteil of the thickened mandrel end 7 expanding the rivet sleeve 2 until the holes 6 are completely filled and forming a cylindrical intermediate piece 12 between the mandrel parts 1 and the dik - The remaining end 7 is further inserted into the rivet sleeve 2 by stretching. In part C of Fig. 1, this work phase is in progress.
It is continued until, according to part D of FIG. 1, the intermediate part 12 formed, which completely fills the hollow rivet shank, protrudes over the rivet head 3, after which, with the aid of a suitable separating tool, the protruding mandrel part over the head 3 is separated in the direction of arrow t becomes. The pulling in and deformation of the mandrel 1, 8, 7 could possibly be promoted by the pressure on the lower end of the mandrel part 7 who the.
In Figure 2 finished riveted connections are through two, three or more sheet metal plates 4 each using the same blind rivet type, d. H. the same hollow rivet 2, 3 and the same mandrels 1-7 according to the method shown in Fig. 1, in which the phase of stretching and tapering of the thicker end of the mandrel 7, depending on the total thickness of the sheet metal plates 4 to be bound, under corresponding Shortening this part 7 is temporally extended ver until each of the intermediate part 12 formed has completely filled the tubular rivet inside the sheet metal plates, protruding from the rivet head 3.
In the variant according to FIG. 3, the thinner mandrel part merges into two conical steps 8 ', 8 ", which are separated from one another by a cylindrical intermediate piece 31, into the end 7 with a larger cross section.
In the variant according to Figure 4 is at the end of the mandrel part 1, before the transition to the thicker mandrel parts 31-8-7 a circumferential rile 32 einnit th, so that after their exit from the rivet head of the mandrel parts 1 possibly without the aid of be special cutting tools this weakening point 32 can be canceled.
According to the variant shown in FIG. 5, a tool 13 which contains a guide recess 14 for inserting the mandrel 1 is used to transmit the counter pressure d to the head 3 of the tubular rivet 2, 3. The clear width of this opening 14 is chosen so that the mandrel part 1 can still be pulled through just a little, but without hindrance, but the intermediate piece 12 protruding from the head 3 at the end of the riveting no longer has space in it.
On the side against the rivet head 3, the edge of the said recess of the tool 3 is sharp-edged, so that at the end of the United riveting, d. H. With reference to FIG. 1, shortly before phase D is reached, chips 22 are sheared off the circumference of the intermediate piece 12 and driven into the conical annular gap 21 in the area of the rivet head 3,
in order to close this annular gap and to fully connect or lock the mandrel part 12 remaining inside the hollow rivet also at the end with the head 3.
6 shows a drawing tool 17 with a bore 18 and an inner shoulder 19 for engaging behind the head 9 on the mandrel 1, i.e. H. to transfer a tensile force z to the mandrel 1.
According to the variant of FIG. 7, the mandrel 1 does not have a head at the free end, but is provided there with circumferential grooves 11, which facilitate the secure Erfas sen and holding by clamping jaw body 23 in a cone part 24 of a collet 26 of a known type .
8 and 9 each show diagrammatically a pulling device which can be suitable for gripping the mandrel 1 and for pressing down the rivet head 3, with the shearing of chips from the mandrel part 12 and driving them into the annular gap in the rivet head, as shown in FIG Fig. 5 explains, is made possible. The device according to FIG. 8 is used for a mandrel 1 with a head 9, as shown in FIG.
The bottom 13 and the jacket 16 of a cylinder 16 as well as the holder 17, which is displaceable in the cylinder 16 and is designed according to FIG. 6, each contain a radial slot 14 and 18 for inserting the mandrel 1, the head 9 of this mandrel through the inside shoulder 19 in the holder 17 is engaged from behind.
When the intermediate part 12 of the mandrel penetrates, the outer edges of the recess 14 shear chips 22 therefrom, which according to FIG. 10 are driven into the ring gap between the bore of the rivet head 3 and the circumference of the intermediate piece 12.
The device according to FIG. 9 acts in an analogous manner. It comprises a cylinder 27 with a base 28 which is pressed onto the rivet head 3 and contains a borehole 29 for the mandrel 1. The mandrel 1 is designed according to FIG. 7 and is gripped by a cylinder 27 displaceable clamping jaw chuck 26 according to FIG. 11, chips 22 are cut off from the circumference of the mandrel part 12 through the sharp-edged ring edge of the hole 29 and driven into the annular gap in the head 3.
A sequence of procedural steps corresponding to FIG. 1 when riveting two sheet metal plates <I> 4a, </I> 4g- is shown in FIGS. 12 and 12a-12e.
The mandrel consists of a cylindrical end part 41, which is stepped downward via a conical shoulder 42 to form an annular locking groove 44 which is separated from an annular weakening groove 45 by a cylindrical intermediate piece 46. Subsequent to the weakening ring groove 45, the mandrel continues in a cylindrical shaft 37 which is hen at the head end with circumferential grooves 43 for better gripping by a pulling device verses.
Over an intermediate area, the cylinder shaft part 37 of the mandrel is knurled by grooves or ribs 47 running in the direction of the contour lines, and a locking ring 47 is pushed onto this knurling.
The hollow cylindrical shaft part 34 of the hollow rivet 33, which is cylindrical on the outside, has an externally rounded head 39, the underside 39a of which is somewhat concave so that in any case, even if bones are present at the edge of the bores, bores in the plates 4a , 4g- </I> to be able to lie snugly on the upper sheet metal plate 4a.
The bore 35 of the sleeve part 34 of the Rohrnie tes 33 is expanded at the closing end at 40 to form a collar 40a of smaller wall thickness there.
Close to the head 39, the hollow rivet hole 35 is narrowed towards the inside in order to rest there as a guide surface on the circumference of the straight cylindrical mandrel part 37. The hollow rivet bore then widens conically towards the outer surface of the head 39 in order to leave a conical annular gap 38 free there.
Fig. 12d shows the position of the parts after a set of the hollow rivet 34 in the gap in the plates 4a, 4g-. After a certain tensile displacement of the mandrel 37 in the direction of the applied tensile force z under constant reaction pressure in the direction of the arrows d on the rivet head 39, the closing head 38a has formed from the lower end of the hollow rivet according to FIG. 12a.
As the pull-through displacement of the drawing mandrel 37 progresses, as shown in FIGS. 12b, 12c, 12d, the transition <I> 42a, 42b, </I> 42c from the thickened end part 41 to the locking ring groove 44, with the continuous shortening of the the remaining end part 41 is extended and reshaped until the situation according to FIG. 12d is reached.
After this situation has been reached, the reaction force for the pulling force from the locking head 39 is transferred to the locking ring 48 in the direction of the arrows e, so that this ring 48 is driven into the aforementioned annular gap 38 at the head of the hollow rivet hole and then the mandrel 37 is at the weakening nut 45 canceled.
The shank 34 of the hollow rivet can be of constant thickness within its entire length if the rivet is made of material which does not splinter on the closing head to be formed.
In order to achieve a robust and strong rivet connection between metal sheets, plates or the like, it is recommended to lubricate the outer surface of the hollow rivet in such a way that a coating in the form of a thin film is created that unites at normal and high pressures generates a low coefficient of friction.
As a lubricant, which is extremely resistant to tearing off the film, is a dispersed in a suitable liquid colloidal graphite, which is used together with a synthetic resin binder, which is only applied to the outer surface of the rivet, the liquid content a Resistant coating leaves, which consists essentially of colloidal graphite on the surface of the rivet shank.
The presence of a synthetic resin binder gives the film both mechanical strength and good physical adhesion to the surface of the material of the rivet.
The lubricated hollow rivets are not impaired during storage and are protected from corrosion. It must be ensured that the lubricant does not penetrate into the rivet hole and cause the plug, which acts as a plug, to loosen in the enlarged rivet hole. Likewise, no lubricant should get onto the rivet heads so that the rivets used retain their natural metallic appearance.
The lubrication can take place either by spraying or with the aid of rollers coated with colloidal graphite. It is also possible to immerse the rivet in a liquid containing the above-mentioned components. The rivets are immersed with the previously closed opening at the end of the expansion head. It is also possible to use air pressure to prevent lubricant from entering the bore.
The riveting means and methods described have the advantage that they allow a monitorable expansion of the locking head and have the ability to create very strong connections, it is also possible to use a certain rivet size for workpieces of different thicknesses. At the same time, the rivet bore is effectively closed without the need for precisely dimensioned holes in the workpieces. Fer ner the mandrel or the remainder of the mandrel remaining in the rivet is securely fixed. Finally, the finished rivet connection can easily be checked from the accessible side.