DE10002223C1 - Heftblindniet aus Leichtmetall für den Flugzeugbau - Google Patents

Abstract

Heftblindniet aus Leichtmetall, vorzugsweise für den Flugzeugbau, unter Verwendung einer aus einem zylindrischen Schaft und einem zylindrischen Setzkopf bestehenden Niethülse, wobei der Schaft der Niethülse Bohrungen von zu heftenden Bauteilen durchdringt, wobei die Niethülse eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme eines Abzugsstiftes mit zugehörigem Nietdornkopf besitzt und wobei der Nietdornkopf an der Stirnseite des zylindrischen Schaftes anliegt. DOLLAR A Eine einfache Handhabung, die keinerlei verbleibende Abreißabfälle mit sich bringt, wird dadurch erreicht, daß die Durchgangsbohrung über eine vorgegebene Länge als polygonale Bohrung (Vieleckbohrung) ausgebildet ist, die sich von der Stirnseite des Setzkopfes in Richtung des Nietdornkopfes erstreckt und die sich im Bereich der Stirnseite des Schaftes auf die kreisförmige Durchgangsbohrung mit einem Durchmesser verjüngt, der dem Durchmesser des Abzugsstiftes entspricht, und daß ein kugelförmiger Nietdornkopf vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heftblindniet aus Leichtmetall für den Flugzeugbau, unter Verwendung einer aus einem zylin­ drischen Schaft und einem zylindrischen Setzkopf bestehenden Niethülse, wobei der Schaft der Niethülse Bohrungen von zu heftenden Bauteilen durchdringt, wobei die Niethülse eine über eine vorgegebene Länge als polygonale Bohrung (Vieleck­ bohrung) ausgebildete, sich von der Stirnseite des Setz­ kopfes in Richtung des Nietdornkopfes erstreckende Durch­ gangsbohrung zur Aufnahme eines Abzugsstiftes mit zugehöri­ gem Nietdornkopf besitzt, und wobei der Nietdornkopf an der Stirnseite des zylindrischen Schaftes anliegt.

In der DE 28 31 012 C2 ist ein Nietkörper für einen Heftniet beschrieben, bestehend aus einem Schaft und einem Kopf, die zur Aufnahme eines Nietdorns gemeinsam durchbohrt sind. Der Kopf weist mindestens zwei radiale Ausnehmungen auf, die vom Kopfrand mindestens bis zum Außendurchmesser des Schaftes reichen, wobei die Ränder der Ausnehmungen im eingebauten Zustand des Niets einen Abstand voneinander aufweisen. Hier­ bei sind die Ausnehmungen auf dem Kopf so verteilt angeord­ net, daß die Kopfsegmente beim Ausbohren des Niets abfallen.

Ein derartiger Nietkörper ergibt zusammen mit einem Nietdorn einen Heftniet. Beim Gebrauch wird der Nietdorn durch den Nietkörper und beide Teile durch die Bohrungen der zu hef­ tenden Teile gesteckt. Das Nieten erfolgt in der Weise, daß der Nietdornkopf in den Schaft des Nietkörpers eingezogen wird, dabei diesen aufweitet und danach der Nietdorn an ei­ ner Sollbruchstelle abreißt. Nachteiligerweise entstehen somit Abreißabfälle. Zur Entfernung des Heftnietes wird mit einem Bohrer, der die Dicke des Bohrungsdurchmessers auf­ weist, der Kopf des Nietkörpers aufgebohrt. Hierbei soll der geschlitzte Setzkopf das Ausbohren erleichtern und verhin­ dern, daß sich die Setzringe auf den Bohrer schieben. Nach­ teiligerweise ist dieses in der Praxis nicht zu verhindern, da sich die auszubohrenden Niete mitdrehen und sich somit Bauteilbeschädigungen ergeben. Auch können Arbeitsstörungen durch nicht weggesprungene Schließringe auftreten.

Weiterhin ist aus der US-PS 3,065,661 ein Heftblindniet aus Leichtmetall mit einer aus einem zylindrischen Schaft und einem zylindrischen Setzkopf bestehenden Niethülse bekannt, wobei der Schaft der Niethülse Bohrungen von zu heftenden Bauteilen durchdringt. Die Niethülse dient zur Aufnahme ei­ nes einen Nietdornkopf aufweisenden Abzugsstifts. Hierzu besitzt sie eine im Bereich des Setzkopfes kreisförmig aus­ gebildete Durchgangsbohrung, die über eine vorgegebene Länge als polygonale Bohrung ausgebildet ist. Die polygone Bohrung erstreckt sich von der Stirnseite des Setzkopfes in Richtung des Nietdornkopfes, wobei die polygone Bohrung am Ende der Niethülse in ein nahezu scharfkantiges viereckiges Loch über­ geht. Zweck der nachgeordneten Bohrungen ist folgender: Beim Eintreten des Abzugsstiftes in die Niethülse wird zu­ erst die polygonale Bohrung von dem Nietdornkopf durchlau­ fen. Hierbei erfährt die Niethülse eine Umformung, die zu ihrem gezielten Aufreißen führt. Dies kann nur dadurch er­ reicht werden, daß die Niethülse in diesem Bereich nicht von den zu fügenden Bauteilen umschlossen ist und daß die Ecken des viereckigen Loches als Sollbruchstellen mit entsprechen­ der Kerbwirkung ausgebildet sind. Bei weiterem Eindringen des Nietdornkopfes in die Niethülse kommt es zu einem Ab­ reißen des Abzugsstiftes an einer vorgegebenen Sollbruch­ stelle. Der Nietdornkopf verbleibt zusammen mit einem Teil des Abzugsstiftes nachteiligerweise Bestandteil der Niet­ verbindung.

In der DE-AS 23 39 306 ist ein Blindniet bestehend aus einem mit einem Setzkopf versehenen Hohlniet und einem Setzdorn mit einem verdickten Kopf beschrieben. Der verdickte Kopf bildet beim Einziehen des Setzdorns aus dem freien Ende des Hohlnietes den Schließkopf, wobei der Zugschaft des Setz­ dorns nach Bildung des Schließkopfes an der Sollbruchstelle abreißt. Das Durchgangsloch des Hohlnietes ist zu dem mit der Abreißverbindung versehenen Ende des Hohlnietes derart verjüngt, daß die Anspritzwulst der Abreißverbindung eine dem Kopf des Setzdornes zum Umschließen des Kopfes entspre­ chende Ausbildung aufweist. Auch bei diesem Blindniet bleibt der Kopf des Setzdornes nachteiligerweise Bestandteil der Nietverbindung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Heftblind­ niet der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine einfache Handhabung und keinerlei verbleibende Abreißabfälle mit sich bringt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die po­ lygonale Bohrung sich im Bereich der. Stirnseite des Schaftes auf die kreisförmige Durchgangsbohrung mit einem Durchmesser verjüngt, der dem Durchmesser des Abzugsstiftes entspricht, und daß ein kugelförmiger Nietdornkopf vorgesehen ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Niethülse eine polygonale Bohrung mit drei sternförmig angeordneten Ausbuchtungen aufweist, die in Richtung der Mittelachse der Niethülse verlaufen. Weitere erfindungsge­ mäße Ausgestaltungen liegen darin, daß die Niethülse aus fließgepreßtem Leichtmetall besteht und daß ein Abzugsstift aus festem Rundstahl Verwendung findet.

Wesentliche Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß mit dem Heftblindniet eine extrem hohe Bauteilklemmkraft und ein sehr hohes Verdrehmoment erzielt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfin­ dung dargestellt, und zeigt:

Fig. 1 ein Heftblindniet in Vorderansicht im Schnitt,

Fig. 1a das Heftblindniet gemäß Fig. 1 in Seitenansicht im Schnitt A-A,

Fig. 2 ein Heftblindniet vor einem Einbau in Vorderansicht,

Fig. 3 ein Heftblindniet nach Durchführung des Nietvorgan­ ges, und die

Fig. 4 und 5 jeweils Presskonturen von Heftblindnieten.

Gemäß Fig. 1 weist das Leichtmetall-Heftblindniet 1 zum Hef­ ten von Bauteilen im Flugzeugbau eine Niethülse 2 auf, die aus einem zylindrischen Schaft 3 mit einem verhältnismäßig großen zylindrischen Setzkopf 4 besteht. Der Setzkopf kann unterschiedliche Durchmesser aufweisen oder unterschiedliche Kopfformen besitzen. Die Niethülse 2, deren Schaft 3 die Bohrungen von zu heftenden Bauteilen 5, 6 und 7 durchdringt (wie aus Fig. 2 zu ersehen ist), besitzt eine Durchgangsboh­ rung 8 zur Aufnahme eines Abzugsstiftes 10 mit zugehörigem kugelförmig ausgebildeten Nietdornkopf 11. Der Nietdornkopf 11, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser der Durch­ gangsbohrung 8 ist, liegt an der Stirnseite 3a des zylindri­ schen Schaftes 3 an, während der Abzugsstift 10 aus der Durchgangsbohrung über die Stirnseite 4a des zylindrischen Setzkopfes 4 hinausragt. Die Durchgangsbohrung 8 ist über eine vorgegebene Länge 1 als polygonale Bohrung (Vieleck­ bohrung) 8a ausgebildet, die sich von der Stirnseite 4a des Setzkopfes 4 in Richtung des Nietdornkopfes 11 erstreckt. Sie verjüngt sich im Bereich der Stirnseite 3a des zylin­ drischen Schaftes 3 auf die kreisförmige Bohrung 8 mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser des Abzugsstiftes 10 ent­ spricht. Wie aus Fig. 1a zu ersehen ist, weist die Niethülse 2 vorzugsweise eine polygonale Bohrung 8a mit drei sternför­ mig angeordneten Ausbuchtungen 9 auf, die in Richtung der Mittelachse der Niethülse 2 verlaufen. Die Niethülse 2 kann aus fließgepreßtem Leichtmetall bestehen, während für den Abzugsstift 10 fester Rundstahl verwendet werden kann.

Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 dargestellte Heftblindniet 1 mit drei zu fügenden Bauteilen 5, 6 und 7 vor einer durchzufüh­ renden Nietung. Hierzu durchdringt der zylindrische Schaft 3 der Niethülse 2 nicht bezeichnete Bohrungen eines ersten Bauteiles 5, einer Zwischenlage 7 und eines zweiten Bautei­ les 6 derart, daß die äußerste Stirnseite 5a des Bauteiles 5 an der inneren Stirnseite 4b des Setzkopfes 4 anliegt.

Die Nietverbindung zwischen den Bauteile 5, 6 und 7 wird durch Abziehen des Abzugsstiftes 10 mit einem pneumatischen oder handbetätigten Nietzug hergestellt, wobei das Heftblind­ niet 1 mehrere Verformungsstadien durchläuft. Durch eine auf den Abzugsstift 10 wirkende Zugkraft entsteht innerhalb der Niethülse 2 eine Druckkraft. Da der kugelförmige Nietdornkopf 11 des Abzugsstiftes 10 einen wesentlich größeren Durchmesser als die Durchgangsbohrung aufweist, kommt es beim Beginn des Abzugvorganges zunächst zu einem Aufstauchen der Niethülse.

Die Niethülse 2 legt sich vollständig an die Innenwandungen der Bauteilebohrungen an, wobei sich bei weiterer Druckstei­ gerung das freie Ende des Nietschaftes 3 ebenfalls aufwölbt. Bedingt durch den kleineren Nietschaftquerschnitt in der Nähe der zu fügenden Bauteile 5, 6 und 7 gegenüber dem Niet­ schaftende weitet sich die Niethülse 2 hinter den zu fügen­ den Bauteilen auf, wobei sich das Nietschaftende über den kugelförmigen Nietdornkopf 11 abrollt. Wie aus Fig. 3 er­ sichtlich ist, wird die hierbei entstehende Aufweitung 13 etwa doppelt so groß im Durchmesser, wie der Außendurch­ messer der Niethülse 2. Hieraus ergibt sich eine sehr große Klemmkraft innerhalb der zu fügenden Bauteile 5 bis 7. Zu­ dem erfährt der gebildete Schließkopf 12 eine leichte Auf­ federung sobald der Abzugsstift 10 die zylindrische Durch­ gangsbohrung 8 der Niethülse 2 durchdringt, wodurch sich der Schließkopf 12 noch ein wenig mehr an die Stirnseite 6a des zweiten Bauteiles 6 anlegt.

Nachdem der kugelförmige Nietdornkopf 11 den Schließkopf 12 gebildet hat, beginnt er in die polygonale Durchgangsbohrung 8a einzudringen. Bedingt durch die Formen von Nietdornkopf 11 und polygonaler Durchgangsbohrung 8a verformt sich hier­ bei die Niethülse 2, wobei es zu einem plastischen Fließen innerhalb der Niethülse 2 und den sie umgebenden Bauteilen 5 bis 7 kommt. Es bilden sich dabei drei Druckspitzen soweit aus, daß eine plastische Verformung im Bereich einiger zehn­ tel Millimeter entsteht. Das Maß der Bauteilbohrungsverfor­ mung hängt wesentlich ab von der Werkstoffpaarung. Bei glei­ chen Werkstoffen geben sowohl die Niethülse 2 und die Bau­ teile 5 bis 7 gleichermaßen nach. Sind jedoch die genannten Bauteile von festerer Beschaffenheit, so gibt nur die Niet­ hülse 2 nach und es kommt zur Umformung innerhalb der poly­ gonalen Durchgangsbohrung 8a. Bei weicheren Bauteilen 5 bis 7 kommt es zu einer sehr starken Ausbildung der sternförmi­ gen Schaftausbuchtung, was aus den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist. So zeigt Fig. 4 einen Querschnitt eines Heft­ blindnietes 1, wobei die linke Hälfte der Figur das Heft­ blindniet 1 vor einem Fügungsvorgang und die rechte Hälfte der Figur das Heftblindniet nach einem Fügungsvorgang dar­ stellen. Aus Fig. 5 ist der Querschnitt eines gefügten Heft­ blindnietes 1 ersichtlich, wobei die verwendeten Bauteile 5 bis 7 aus einem, gegenüber der Niethülse 2 verhältnismäßig weichen Material bestehen. Durch die dort dargestellte mehr oder weniger starke Ausbuchtung entsteht vorteilhafterweise eine verdrehfeste Verbindung. Sollte eine Ausbohrung der Niethülse 2 notwendig sein, so ist eine Kopfklemmkraft nicht erforderlich, um ein Mitdrehen zu verhindern. Von Vorteil ist auch, daß nach Beendigung eines Fügungsvorganges der Ab­ zugsstift 10 zusammen mit seinem kugelförmigen Nietdornkopf 11 komplett und unzerstört entnommen werden kann. Es fallen somit keine Abfälle an.

Bezugszeichenliste

1

Heftblindniet

2

Niethülse

3

zylindrischer Schaft

3

a Stirnseite des zylindrischen Schaftes

3

4

zylindrischer Setzkopf

4

a Stirnseite des zylindrischen Setzkopfes

4

4

b innere Stirnseite des zylindrischen Setzkopfes

4

5

erstes Bauteil

5

a Stirnseite des ersten Bauteiles

5

6

zweites Bauteil

6

a Stirnseite des zweiten Bauteiles

6

7

Zwischenlage

8

zylindrische Durchgangsbohrung der Niethülse

2

8

a polygonale Durchgangsbohrung der Niethülse

2

9

Ausbuchtungen der polygonalen Durchgangsbohrung

10

Abzugsstift

11

kugelförmiger Nietdornkopf des Abzugsstiftes

10

12

Schließkopf

13

Aufweitung des Schließkopfes

12

Claims (4)

1. Heftblindniet aus Leichtmetall für den Flugzeugbau, unter Verwendung einer aus einem zylindrischen Schaft und einem zylindrischen Setzkopf bestehenden Niethülse, wobei der Schaft der Niethülse Bohrungen von zu heftenden Bauteilen durchdringt, wobei die Niethülse eine über eine vorgegebene Länge als polygonale Bohrung (Vieleckbohrung) ausgebildete, sich von der Stirnseite des Setzkopfes in Richtung des Niet­ dornkopfes erstreckende Durchgangsbohrung zur Aufnahme ei­ nes Abzugsstiftes mit zugehörigem Nietdornkopf besitzt, und wobei der Nietdornkopf an der Stirnseite des zylindrischen Schaftes anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonale Bohrung (8a) sich im Bereich der Stirnseite (3a) des Schaf­ tes (3) auf die kreisförmige Durchgangsbohrung (8) mit ei­ nem Durchmesser verjüngt, der dem Durchmesser des Abzugs­ stiftes (10) entspricht, und daß ein kugelförmiger Niet­ dornkopf (11) vorgesehen ist.

2. Heftblindniet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Niethülse (2) eine polygonale Bohrung (8a) mit drei sternförmig angeordneten Ausbuchtungen (9) aufweist, die in Richtung der Mittelachse der Niethülse (2) ver­ laufen.

3. Heftblindniet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Niethülse (2) aus fließgepreßtem Leichtmetall besteht.

4. Heftblindniet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzugsstift (10) aus festem Rundstahl besteht.