CH646760A5

CH646760A5 - Blindniet fuer unterschiedlich dicke klemmbereiche.

Info

Publication number: CH646760A5
Application number: CH437980A
Authority: CH
Inventors: Ludwig Kraemer
Original assignee: Ludwig Kraemer
Priority date: 1979-06-07
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1984-12-14
Also published as: FR2458704A1; US4585383A; CA1162087A; GB2051289B; ES260758Y; GB2051289A; ES260758U; FR2458704B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Blindniet nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Blindniet ist nicht nur für die Klemmbereiche verwendbar, die seiner Schaftlänge normalerweise entsprechen, sondern auch für kleinere Klemmstärken. Der Kopf des Zugdor-nes staucht beim Nietvorgang den Schaft, wobei der über die zu verbindenden Teile überstehende Schaftbereich mit geringerer Wandstärke ausweicht und zwischen der Materialoberfläche und dem Schliesskopf einen kragenförmigen Wulst bildet. Derartige Blindniete ersparen durch ihren ausgedehnten Einsatzbereich das Herstellen, Anschaffen und die Vorratshaltung einer grossen Auswahl von Blindnietgrössen für alle vorkommenden Klemmstärken. Auch wird die Gefahr, dass Grössenverwechslungen vorkommen, stark herabgesetzt.

Ein aus offenkundiger Vorbenutzung bekannter Blindniet dieser Art besteht aus Aluminium. Sein Schaft weist etwa in der Mitte seiner Länge einen Bereich verringerten Aussendurchmes-sers und damit verringerter Wandstärke auf. Bei seiner Herstellung wird der Schaft des Blindniets in seinem mittleren Bereich zwischen Klemmbacken eingepresst. Der Nietwerkstoff Aluminium weicht dabei beidseitig der Backe in die nicht geklemmten Schaftbereiche aus. Dieser bekannte Blindniet erfordert somit eine aufwendige Herstellung. Vor allem lässt sich die geschilderte Verformung nur bei Aluminiumnieten erzielen. Bei Stahlnieten ist sie nicht möglich.

Es ist ferner ein Blindniet bekannt (DE-AS 1099276), der Abschnitte mit unterschiedlicher Wandstärke aufweist. In dem aussen zylindrischen Schaft erstreckt sich eine zylindrische Bohrung vom Setzkopf bis etwa zwei Drittel der Schaftlänge.

Der Rest der Schaftbohrung verjüngt sich zum freien Schaftende hin konisch, wodurch in diesem Abschnitt die Wandstärke ebenfalls konisch zunimmt. Der Zugdorn zu diesem Blindniet weist einen halbrunden Kopf auf mit einem Durchmesser an seiner Unterseite, der zwischen dem Schaftdurchmesser und dem kleinsten Lochdurchmesser des Nietes liegt. Die Kante des Kopfes bildet eine zum Schaftende des Nietes gewandte Ringschneide. Der unmittelbar an den Kopf anschliessende Teil des Zugdornes ist als Konus ausgebildet, und zwar vom Kopf weg zunehmend. Zum Herstellen der Nietverbindung wird dieser bekannte Niet in zwei Stufen verformt: Am Beginn des Nietvorganges befindet sich der konische Bereich des Zugdornschaftes ausserhalb der Nietschaftbohrung. Sobald das dicke Ende dieses Abschnittes in die Nietbohrung hineingezogen wird, weitet er den Abschnitt mit konischer Nietschaftbohrung dadurch aus, dass er in diesem Abschnitt die Schaftwandung nach aussen drückt. Wenn der Kopf des Zugdornes zur Anlage am Nietschaft kommt, weist der Nietschaft eine mit gleichem Durchmesser zylindrisch durchlaufende Bohrung und einen sich aussen zum freien Nietschaftende hin konisch erweiternden Abschnitt auf. Die zweite Verformung erfolgt im wesentlichen dadurch, dass der Kopf des Zugdornes mit seiner Ringschneide das freie Schaftende des Nietschaftes in eine äussere und eine innere Zone teilt, wobei die äussere, nicht vom Zugdornkopf überdeckte Zone bei diesem weiteren Durchzug zur Schliesskopfbildung nach aussen gepresst wird. Die innere Zone wird vom Zugdornkopf in den Hohlraum gedrückt, der zwischen dem konischen Zugdornschaftabschnitt und der Schaftbohrung des Niets vorhanden ist. Die äussere Zone des Nietschaftendes fliesst beim Durchziehen des Zugdornes um dessen Kopf und hüllt diesen weitgehend ein. Nach Abreissen des Zugdornes an einer Sollbruchstelle, die dem dicken Ende des konischen, kopfnahen Schaftabschnittes naheliegt, ergibt sich eine weitgehend dichte Nietverbindung mit festsitzendem Zugdornkopf und Kopfschaft Dieser bekannte Blindniet hat mit der Gattung des Anmeldegegenstandes nichts zu tun, da er nicht für unterschiedlich dicke Klemmbereiche vorgesehen ist und eine andere Ausbildung des Zugdornes aufweist. Das Verhältnis des Zugdornkopf-Durchmessers zum Durchmesser des Nietschaftes ist bei dem bekannten Blindniet wesentlich für die Lösung der dort gestellten Aufgabe, die durch die geschilderte Verformung des Blindnietschaftes erzielt wird. Eine Stauchwirkung, die bei geringeren Klemmstärken zum Bilden des dort erforderlichen kragenförmigen Wulstes führen könnte, kann bei dem bekannten Blindniet während des Nietvorganges nicht erzielt werden.

Weiterhin ist ein Blindniet mit Abschnitten unterschiedlicher Wandstärke bekannt (GB-PS 860123), wobei sowohl die Schaftbohrung am freien Schaftende einen Abschnitt mit verringertem Durchmesser aufweist als auch der Schaft in diesem Bereich einem zum freien Ende hin konisch zunehmenden Aussendurchmesser aufweist. Dieser Blindniet wird mittels eines Durchzug-dornes, der nicht in der Nietverbindung bleibt, gesetzt. Der Durchzugdorn weist einen Schaft mit konisch erweitertem Ende auf. Beim Durchgang durch die Nietschaftbohrung drückt das konische Ende des Durchzugdornes den gesamten überstehenden Bereich des Blindnietschaftes nach aussen und bringt ihn durch die äussere konische Form dieses Bereiches zur Klemmanlage an dem zu verbindenden Material. Nach dem Durchzug des gesamten Domes weist die Nietverbindung eine Bohrung mit durchgehend gleichem Innendurchmesser auf. Eine Stauchwirkung kann der Durchzugdorn in dieser Form überhaupt nicht ausüben. Eine Hohlnietverbindung ergibt sich nur bei genauer

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Anpassung der Schaftlänge und Schaftform an die vorgesehene Klemmstärke. Falls eine geschlossene Nietverbindung erwünscht ist, muss ein zylindrischer Zapfen von Hand in den Hohlniet eingeschlagen werden. Aus den genannten Gründen kommt dieser Niet für unterschiedliche Klemmbereiche nicht in Frage.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Blindniet nach der Gattung des Oberbegriffes zu schaffen, der aus beliebigem Material, insbesondere Stahl, einfach herstellbar und trotzdem für einen grossen Klemmbereich verwendbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Beim Setzen des erfindungsgemässen Blindnietes wird der überstehende Schaftbereich durch Stauchen verformt. Der die gesamte freie Endfläche des Blindnietschaftes überdeckende Kopf des Zugdornes übt diese Wirkung aus, die beim Verwenden im der Schaftlänge entsprechenden Klemmbereich zum Bilden des Schliesskopfes führt und in einem kleineren Klemmbereich eine Wulstbildung zur Folge hat. Gegenüber dem eingangs geschilderten Aluminiumniet ergibt sich als Vorteil neben der Verwendung eines beliebigen Nietwerkstoffes und einer einfacheren Herstellung als weiterer Vorteil, dass der äussere Schaftdurchmesser durchlaufend gleich bleiben kann. Bei Nieten im grösstmöglichen Klemmbereich liegt der Schaft damit überall gleichmässig an der Lochleibung an. Im kleineren Klemmbereich beginnt beim Stauchen des Nietes die radiale Werkstoffbewegung bereits beim Aussendurchmesser des Nietes, während bei dem bekannten Aluminiumniet der erste Teil des Radialweges dazu dient, erst den normalen Schaftaussendurchmesser und damit den Durchmesser der Nietbohrung zu erreichen. Der stufenförmige Übergang der Durchmesservergrösserung hat zur Folge, dass das im Bereich der Stufe rascher vordringende Material den Bereich mit grösserem Bohrungsdurchmesser nach aussen drängt und damit die Ausbeulrichtung bestimmt. Im weiteren Stauchprozess dringt dann der Kopf des Zugdornes allmählich zwischen die ausgebauchten Schaftwände. Die vorstehend geschilderten Blindniete mit Durchmesserunterschieden in der Schaftbohrung werden beim Nietvorgang durch Aufweiten der Bohrung, nicht durch Stauchen verformt, sind nicht für unterschiedliche Klemmstärken verwendbar und können damit nicht zur Lösung der erfindungsgemässen Aufgaben beitragen.

Vorteilhaft ist der Bohrungsdurchmesser des Bohrungsabschnittes mit verringerter Wandstärke grösser als der Durchmesser des Zugdornschaftes. In diesen Bereich kann beim Eindringen des Zugdornkopfes in den gestauchten Schaftbereich Nietmaterial eindringen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Unterseite des Zugdornkopfes eben, liegt also mit der ganzen Fläche am Ende des Blindnietschaftes an.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die Unterseite des Zugdornkopfes von ihrem äusseren Randbereich zur Mitte hin vertieft. Auch bei dieser Form ergibt sich die axiale Stauchwirkung.

Die Abschnitte der Längsbohrung beidseits der Stufe können jeweils zylindrisch verlaufen, also durch einfaches Bohren herstellbar sein.

Bei einerweiteren Ausführungsform erweitert sich die Längsbohrung von der Stufe an bis zur Öffnung im Setzkopf konisch. Die Wandstärken sind also um so dünner, je geringer die Klemmdicke ist, so dass die jeweils geringste Wandstärke des über den Klemmbereich vorstehenden Schaftteiles unmittelbar über der Anlagefläche des sich bildenden kragenförmigen Wulstes ist. Eine gute Ausbeulung und damit sichere Überdeckung und Anlage wird auf diese Weise gewährleistet.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemässen Blindnietes besteht darin, dass der Zugdorn einen etwa kugelka-lottenförmigen Kopf mit mindestens drei ebenflächigen Abschrägungen aufweist, die sich nach oben innen geneigt erstrecken. Der Kopf des Zugdornes zieht sich durch die

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Abschrägungen besonders gut in den sich verformenden Nietschaft und wird vom Nietmaterial einwandfrei übergriffen und gehalten. Damit ist auch bei Hohlnieten aus Stahl ein guter Halt des Zugdornkopfes erzielbar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform können die Abschrägungen sich derart bis zur unteren Kopffläche erstrecken, dass deren Umfang im Bereich jeder Abschrägung geradlinig verläuft. Der Kopf weist dabei einen Umriss auf, der je nach der Zahl der Abschrägungen an ein Drei- bzw. Vieleck erinnert. Hier ergibt sich ein besonders guter Übergriff des Nietschaftmate-riales.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der nachstehenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemässen Blindniet im Schnitt mit Zugdorn,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines Blindnietes im Schnitt ohne Zugdorn,

Fig. 3 eine Nietverbindung im Längsschnitt,

Fig. 4 eine weitere Nietverbindung im Längsschnitt, Fig. 5 eine Seitenansicht eines Zugdornes und Fig. 6 eine Draufsicht auf einen anderen Zugdorn.

Der in Fig. 1 dargestellte Blindniet weist einen kugelkalotten-förmigen Setzkopf 1 und einen Scljaft 2 auf. Durch den gesamten Blindniet erstreckt sich eine als Ganzes mit 3 bezeichnete Längsbohrung. Sie setzt sich aus einem zylindrischen Abschnitt 3a mit einem Durchmesser di und einem zylindrischen Abschnitt 3b mit einem Durchmesser d2 zusammen, wobei der Durchmesser d2 einige Zehntel Millimeter grösser ist als der Durchmesser dj. Der Abschnitt 3a erstreckt sich vom kopffernen Ende des Schaftes 2 etwa bis zur Hälfte der Schaftlänge 1, der Abschnitt 3b anschliessend bis zur Oberfläche des Setzkopfes 1. Der Übergang vom Abschnitt 3a zum Abschnitt 3b erfolgt sprunghaft unter Bildung einer Stufe 4.

Der dargestellte Niet besteht aus Stahl. Die nachstehend aufgeführten Abmessungen sollen ein ungefähres Bild der Massverhältnisse liefern:

Schaftlänge 1 12 mm

Schaftaussendurchmesser D 4,75 mm

Länge des Abschnittes 3a Ii 6 mm

Bohrungsdurchmesser des Abschnittes 3a di 2,8 mm

Bohrungsdurchmesser des Abschnittes 3b d2 3,5 mm mögliche Klemmstärken s von 1 bis 8 mm

In dem Blindniet ist ein als Ganzes mit 5 bezeichneter Zugdorn eingesetzt. Er weist einen etwa kugelkalottenförmigen Kopf 5a mit ebener Unterseite auf. Dessen Durchmesser ist dem Durchmesser D des Schaftaussendurchmessers etwa gleich. Der Zugdornschaft weist einen Durchmesser d3 auf, der sich vom Durchmesser dj der kleineren Schaftbohrung nur so viel unterscheidet, dass der Zugdorn ohne Schwierigkeit in den Blindnietschaft einführbar ist. Der Zugdornschaft 5b weist eine Sollbruchstelle 6 auf.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Blindnietes mit einem Setzkopf 1 ', einem Schaft 2' und einer Längsbohrung 3'. Die Längsbohrung 3 ' weist einen zylindrischen Abschnitt 3a' auf, der sich mit einem Durchmesser di vom kopffernen Schaftende bis etwa zu dessen Längsmitte erstreckt. Dort schliesst sich unter Bildung einer Stufe 4' ein Abschnitt 3b' mit einem Durchmesser d2 an, der sich von der Stufe 4' an bis zur Oberfläche des Setzkopfes 1 ' konisch bis zu einem Öffnungsdurchmesser d3 erweitert. Auch der Niet nach Fig. 2 besteht aus Stahl.

Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils im Längsschnitt eine mit einem Blindniet nach Fig. 1 hergestellte Nietverbindung, und zwar mit unterschiedlich dicken Klemmbereichen.

Fig. 3 ist das Beispiel für eine geringe Klemmdicke Si, Fig. 4 für eine grössere Klemmdicke s2. Die Bildung des Schliesskopfes 7

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erfolgt jeweils unter Verwendung des Zugdornes 5 mit dem über der dem Schaft zugewandten Unterseite des Kopfes 5a zur

Zugdornkopf 5a, wobei der Schaft 5b an der Sollbruchstelle 6 Oberfläche des Kopfes nach innen geneigt. Bei dem in Fig. 6 in abreisst. Draufsicht dargestellten Kopf erstrecken sich die Abschrägun-

Bei einer Nietverbindung mit geringer Klemmstärke S! ragt der gen 10 bis zur unteren Kopffläche derart, dass die Fläche einer

Schaft des Mehrbereichsnietes nach Fig. 1 weiter aus der Niet- s Kreisfläche mit abgeschnittenen Segmenten gleicht, d. h. der bohrung heraus, als zum Bilden eines Schliesskopfes erforderlich Umfang verläuft im Bereich jeder Abschrägung geradlinig. Beim ist. Sobald durch den Zug am Zugdorn 5 der Stauchvorgang Eindringen des Zugdornkopfes in die Nietbohrung ermöglichen beginnt, weicht der Schaftbereich mit dem Bohrungsabschnitt es die Abschrägungen, dass das Nietmaterial den Kopf im

3b, also mit geringerer Wandstärke, nach aussen aus. Der sich im Bereich der Abschrägungen besonders gut übergreift und

Anschluss bildende Schliesskopf 7 und der tiefer in die Bohrung io dadurch den Kopf sicher festhalten kann.

eindringende Kopf 5a des Zugdornes 5 drückt den ausgebeulten Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele

Schaftbereich als kragenförmigen Wulst 8 an die Oberfläche des beschränkt. So kann die Längsbohrung des Schaftes auch drei zu vernietenden Materials und bewirkt damit den festen Sitz des Abschnitte mit unterschiedlichen, sich zum Setzkopf hin vergrös-

Nietes. Fig. 3 zeigt die fertige Verbindung nach Abreissen des sernden Durchmessern aufweisen. Ferner kann der Übergang

Zugdornschaftes 5b. Die «Faltung» des Schaftmaterials im 15 anstelle einer radialen Stufe auch in Form einer Abschrägung

Bereich des Wulstes 8 ist bei 8a angedeutet. erfolgen. Je nach Hohlniet-Material kann die Länge der Boh-

Fig. 4 zeigt eine Nietverbindung, bei welcher der Klemmbe- rungsabschnitte variieren. Selbstverständlich kann auch der Setzreich die grösste der Schaftlänge 1 entsprechende Dicke s2 köpf je nach Bedarf unterschiedüche Formen aufweisen. Das aufweist. Der Schaftbereich mit verringerter Wandstärke, also gleiche gilt für den Kopf des Zugdornes. Seine Unterseite der gesamte Bohrungsabschnitt 3b mit vergrössertem Durchmes- 20 braucht nicht eben zu sein, sondern kann dachförmig nach innen ser, befindet sich innerhalb der Nietbohrung. Beim Nietvorgang verlaufen. Ihr äusserer Rand braucht ohne Abschrägungen keine hat sich ein normaler Schliesskopf 7' gebildet. Im Rahmen des Kreisfläche zu bilden, sondern kann beispielsweise auch ein Spiels zwischen Schaftdurchmesser und Nietbohrung hat sich der Vieleck sein. Wesentlich ist, dass der grösste Durchmesser des Bereich mit verringerter Wandstärke durch leichte Auswölbung unteren Randes dem Aussendurchmesser des Nietschaftes ent-besonders gut an die Lochleibung angelegt. 25 spricht, damit der Zugdornkopf beim Nietvorgang eine axiale

Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Zugdorne 5 weisen an Stauchwirkung erbringt. Allenfalls kann der Aussendurchmesser ihrem Kopf 5a jeweils drei Abschrägungen 10 auf. Bei dem in des Zugdornkopfes etwas grösser als der Aussendurchmesser des

Fig. 5 dargestellten Zugdorn erstrecken sich die Abschrägungen Nietschaftes sein. Auch ein ganz geringes Untermass ist denkbar.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

646 760 PATENTANSPRÜCHE

1. Blindniet für unterschiedlich dicke Klemmbereiche mit einem Setzkopf (1) und einem Schaft (2), der im Abstand vom freien Schaftende einen Abschnitt (3b) mit verringerter Wandstärke aufweist, und mit einem Zugdorn (5) mit einem Kopf (5a), der eine bei Anlage am freien Schaftende wenigstens mit ihrem äusseren Randbereich anliegende Unterseite mit einem im wesentlichen dem Aussendurchmesser des Schaftes entsprechenden grössten Durchmesser (D) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (3b) mit verringerter Wandstärke durch eine stufenförmige Durchmesservergrösserung der Längsbohrung (3) im Schaft gebildet ist.

2. Blindniet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrungsdurchmesser (d2) des Bohrungsabschnittes (3b) mit verringerter Wandstärke grösser ist als der Durchmesser (d3) des Zugdornschaftes (5b).

3. Blindniet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Zugdornkopfes (5a) eben ist.

4. Blindniet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Zugdornkopfes (5a) von ihrem äusseren Randbereich zur Mitte hin vertieft ist.

5. Blindniet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, .dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (4) der Durchmesservergrösserung im Bereich der halben Schaftlänge (lj) liegt und der Abschnitt (3b ) mit vergrössertem Durchmesser sich bis zur Oberfläche des Setzkopfes (1) erstreckt.

6. Blindniet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (3a bzw. 3b) der Längsbohrung (3) beidseits der Stufe (4) zylindrisch verlaufen.

7. Blindniet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (3') sich von der Stufe (4') an bis zur Öffnung im Setzkopf (1) konisch erweitert.

8. Blindniet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugdornkopf (5a) mindestens drei ebenflächige Abschrägungen (10) aufweist, die sich nach oben innen geneigt erstrecken.

9. Blindniet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschrägungen (10) sich derart bis zur Unterseite des Zugdomkopfes (5a) erstrecken, dass deren Umfang (9) im Bereich jeder Abschrägung geradlinig verläuft.