DE10060421A1

DE10060421A1 - Aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet

Info

Publication number: DE10060421A1
Application number: DE10060421A
Authority: DE
Inventors: Yukio Uchimoto; Masaya Asakami; Kiyohsi Shimizu; Yoshito Zeniya
Original assignee: Fukui Byora Co Ltd
Current assignee: Fukui Byora Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2002-01-10
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: GB2362935B; US6527491B1; JP2002054615A; GB2362935A; DE10060421C2; JP3543267B2; FR2809780B1; ITVE20010016A1; FR2809780A1; GB0030415D0

Abstract

Die vorliegende Erfindung zeigt einen aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet, wobei dann, wenn der Niet in Aluminiumplatten eingetrieben wird, um abzudichten und zu verbinden, ohne daß ein vorbereitetes Loch an den Aluminiumplatten hergestellt wird, kein Zerbrechen, kein Verziehen, kein Festfressen und ähnliches verursacht werden und wobei es möglich ist, Aluminiumplatten mit hoher Operationseffizienz und sicher abzudichten und zu verbinden und er in bezug auf ein Recyceln überlegen ist und es zusätzlich möglich ist, Produkte leichter zu machen. Der Niet ist aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS (japanischer Industriestandard = Japanese Industrial Standard) 6000 hergestellt und hat einen Kopf und einen Schaft, wobei eine Oberflächenhärte des Schafts eine Vickershärte Hv 135 oder darüber ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet, wobei Aluminiumplatten mit hoher Operationseffizienz abgedichtet und verbunden werden können und eine Vereinfachung eines Recycelns und ein Leichtermachen von Produkten möglich sein kann, selbst wenn der Niet aus demselben Material wie die Aluminiumplatten hergestellt ist.

Bislang wird ein Festsitz-Niet zum Abdichten und Verbinden von Aluminiumplatten allgemein aus Eisenstahl oder rostfreiem Stahl hergestellt, um eine Verbindungsfe stigkeit sicherzustellen und um ein Verbiegen bzw. Verziehen des Festsitz-Niets selbst zu verhindern, wenn der Niet hineingetrieben wird. Jedoch gab es bei dem aus Eisenstahl oder aus rostfreiem Stahl hergestellten Festsitz-Niet Probleme: oft wird zur Zeit eines Verbindens von Aluminiumplatten ein Riß bzw. ein Bruch an Alumini umplatten verursacht, wenn der Niet hineingetrieben wird, ohne daß ein vorbereite tes Loch hergestellt wird, weil der Niet härter als die Aluminiumplatte ist und der Un terschied groß ist; ebenso werden oft eine elektrische Korrosion und ein Entstehen eines Unterschieds eines thermischen Expansionskoeffizienten verursacht, weil eine andere Serie von Metall verwendet wird.

In jüngster Zeit wird deshalb, weil ein Recyceln von Rohstoffen stärker gefordert wird und unter dem Gesichtspunkt, daß ein Unterscheiden zur Zeit einer Abfallbeseiti gung einfacher wird, ein Hineintreiben zum Abdichten und Verbinden unter Verwen dung eines Niets gefordert, der aus demselben Material wie die Aluminiumplatte hergestellt ist; jedoch gibt es bei einem Verbinden unter Verwendung eines her kömmlichen aus Aluminium hergestellten Niets das Problem, daß eine mechanische Festigkeit unzureichend ist.

Darüber hinaus gibt es zum Verbinden von Aluminiumplatten, die aus einer Legie rung der Serie bzw. Fertigungsreihe JIS 6000 hergestellt sind, Experimente, wobei Aluminium-Niete verwendet werden, die aus einer Legierung der Serie JIS 2000 und einer Legierung der Serie JIS 7000 hergestellt sind, für welche es möglich ist, daß sie thermisch behandelt werden; jedoch haben sie keinen praktischen Nutzen, weil ein Problem einer elektrischen Korrosion durch einen Potentialunterschied auftritt.

Zum Lösen des Problems der elektrischen Korrosion kann eine Verwendung eines Aluminium-Niets in Erwägung gezogen werden, der aus derselben Legierung der Serie JIS 6000 hergestellt ist; jedoch ist es deshalb, weil die Härte des Aluminium- Niets, der aus derselben Legierung der Serie JIS 6000 hergestellt ist, nur eine Vic kershärte Hv von 110 bis 120 oder so ist, unmöglich, ein Hineintreiben und Verbin den durchzuführen, ohne ein vorbereitetes Loch herzustellen, und selbst wenn das vorbereitete Loch hergestellt ist, gibt es ein Problem, daß der Niet selbst bricht, weil die Niethärte schwächer als die Bearbeitungshärte bzw. -stärke ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet zu schaffen, wobei es dann, wenn beim Hineintreiben des Niets zum Abdichten und zum Verbinden, ohne ein vorbereitetes Loch an Aluminiumplatten herzustellen, kein Brechen bzw. Reißen, kein Verziehen bzw. Verbiegen, kein Fest fressen und ähnliches verursacht werden, möglich ist, Aluminiumplatten mit hoher Operationseffizienz und sicher abzudichten und zu verbinden, und er beim Recyceln überlegen ist, und es zusätzlich möglich ist, Produkte für ein Automobil, etc. leichter zu machen.

Bei der vorliegenden Erfindung betrifft die Erfindung gemäß Anspruch 1 einen aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet, der aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 hergestellt ist, wobei Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 eine Alumini umlegierung der Serie Al-Mg-Si bedeutet, die im JIS (japanischen Industriestandard = Japanese Industrial Standard) vorgeschrieben ist, einschließlich JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 und JIS 6151; im US-Standard eine Aluminiumlegierung der Serie ASTM 6000, ASTM 6061 und ASTM 6063; im deutschen Standard eine Aluminiumlegierung der Serie DIN 6000, EN AW-6061 und EN AW-6063; und im internationalen Standard (ISO), AlMg1SiCu und AlMg0.7Si, und der einen Kopf und einen Schaft hat, wobei die Oberflächenhärte des Schafts Hv 135 oder darüber ist.

Die Erfindung gemäß Anspruch 2 ist der aus Aluminium hergestellte Festsitz-Niet nach Anspruch 1, der durch Kaltpressen eines Drahtstabs aus einer Aluminiumlegie rung der Serie JIS 6000 erhalten wird.

Die Erfindung in bezug auf den Anspruch 3 ist der aus Aluminium hergestellte Fest sitz-Niet nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Schaft eine Härtungsschichttiefe von 0,01 bis 0,30 mm hat.

Die Erfindung in bezug auf den Anspruch 4 ist der aus Aluminium hergestellte Fest sitz-Niet nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Härtungsschicht auf einer Schaftober fläche mit einem Kaltpressen durch Bilden einer Unregelmäßigkeit ausgebildet ist, wovon eine Längsrichtung dieselbe wie die Achsenrichtung ist.

Die Erfindung in bezug auf den Anspruch 5 ist der aus Aluminium hergestellte Fest sitz-Niet nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schaft eine Härte einer zweischichtigen Struktur hat, wovon eine Kernhärte des Schafts annähernd eine Vickershärte Hv von 110 bis 120 ist.

Die Erfindung in bezug auf den Anspruch 6 ist der aus Aluminium hergestellte Fest sitz-Niet nach Anspruch 1 und 2, wobei eine Form von einem Umfang des Kopfes zum Schaft eine gekrümmte Form ist.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die den aus Aluminium hergestellten Festsitz- Niet der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Ansicht, die eine Unregelmäßigkeitsform zeigt, die auf einer Schaftoberfläche des aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niets der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 3 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das ein Abdichten und ein Verbinden durch den aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet zeigt;

Fig. 4 ist eine Ansicht, die eine Position zum Messen einer Oberflächenhär te des Niets eines Ausführungsbeispiels 1 zeigt;

Fig. 5 ist eine Ansicht, die eine Position zum Messen einer Härte zeigt, die auf eine Tiefe von einer Oberfläche des Niets des Ausführungsbei spiels 1 bezogen ist;

Fig. 6 ist eine Ansicht, die eine Position zum Messen einer inneren Härte des Niets des Ausführungsbeispiels 1 zeigt;

Fig. 7 ist eine Ansicht, die eine Position zum Messen einer Oberflächenhär te des Niets eines Ausführungsbeispiels 2 zeigt;

Fig. 8 ist eine Ansicht, die eine Position zum Messen einer Härte zeigt, die auf eine Tiefe von einer Oberfläche des Niets des Ausführungsbei spiels 2 bezogen ist;

Fig. 9 ist eine Ansicht, die eine Position zum Messen einer Hohlraumtiefe des Niets des Ausführungsbeispiels 2 zeigt;

Fig. 10 ist eine Ansicht, die eine Position zum Messen einer inneren Härte des Niets des Ausführungsbeispiels 2 zeigt;

Fig. 11 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Last und einem Versatz zeigt; und

Fig. 12 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Spannung und einem Versatz zeigt.

Nun werden Ausführungsbeispiele des aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niets gemäß der vorliegenden Erfindung basierend auf den Zeichnungen erklärt.

Der gesamte aus Aluminium hergestellte Festsitz-Niet 1 ist bei der vorliegenden Er findung aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 einstückig bzw. integral hergestellt und besteht, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, aus einem scheibenartigen Kopf 2 und einem Schaft 3, der aus dem Kopf 2 nach unten herausgezogen ist und sich säulenartig präsentiert. Ebenso ist die Halsform von einer Peripherie bzw. einem Umfang des Kopfes 2 zum Schaft 3 eine gekrümmte Form (eine Bogenform), und dies führt dazu, daß es möglich sein wird, ein Abdichten auf einfache Weise und si cher zu betreiben.

Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 bedeutet eine Aluminiumlegierung der Serie Al-Mg-Si, die im JIS (Japanese Industrial Standard = japanischer Industriestandard) vorgeschrieben ist, und in der Serie sind JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 und JIS 6151 enthalten. JIS 6061 und JIS 6063 in der Serie werden bevorzugt für diese Erfindung verwendet, und JIS 6061 wird am meisten bevorzugt verwendet.

Weiterhin ist eine Aluminiumlegierung, die für den aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird: im US-Standard eine Aluminiumlegierung der Serie ASTM 6000, und ASTM 6061 und ASTM 6063 werden bevorzugt verwendet; im deutschen Standard eine Aluminiumlegierung der Serie DIN 6000, und EN AW-6061 und EN AW-6063 werden bevorzugt verwendet; und im in ternationalen Standard (ISO) werden AlMg1SiCu und AlMG0.7Si bevorzugt verwen det.

Eine Oberflächenhärte des Schaftes 3 des aus Aluminium hergestellten Festsitz- Niets 1 ist bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Vickershärte Hv 145 oder darüber und besonders bevorzugt Hv 145 oder darüber.

Der Grund für das Obige besteht darin, daß dann, wenn Hv kleiner als 135 ist, der Schaft 3 oft verzogen bzw. verbogen wird, wenn aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 hergestellte Aluminiumplatten durchstoßen werden. Beispielsweise dann, wenn versucht wird, daß zwei Aluminiumplatten, von welchen jede eine Dicke von 1,5 mm hat und die aus dem dehnbaren Material JIS 6061 hergestellt sind, zu durchstoßen, verbiegt sich der Schaft 3.

Der aus Aluminium hergestellte Festsitz-Niet 1, von welchem eine Oberflächenhärte des Schafts 3 eine Vickershärte Hv 135 oder darüber hat, kann durch Kaltpressen eines Drahtstabs aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 erhalten werden. Konkret kann er bei dem Prozeß erhalten werden, bei welchem das Durchschneiden eines Drahtstabs aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 auf ein vorge schriebenes Maß erhaltene Material von einer Achsenrichtung aus kompressionsbe lastet wird und eine erwünschte Härte erhalten wird und dann durch Kaltpressen ei ne erwünschte Nietform erhalten wird.

Darüber hinaus kann er auch durch einen anderen Prozeß erhalten werden, bei wel chem er, nachdem das Material von einer Achsenrichtung aus kompressionsbelastet wird und eine erwünschte Härte erhalten wird, wie es oben beschrieben ist, von einer Durchmesserrichtung des Außendurchmessers des Materials aus kompressionsbe lastet wird und eine erwünschte Härte auf der Schaftoberfläche durch Bilden einer Unregelmäßigkeit erhalten wird, wovon eine Längsrichtung dieselbe wie die Achsen richtung ist, und dann durch Kaltpressen eine erwünschte Nietform erhalten wird. Hieraufhin wird für die Bildung einer Unregelmäßigkeitsform auf der Schaftoberfläche bevorzugt die Unregelmäßigkeit angenommen, die gewellt ist und sich umfangsmä ßig fortsetzt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, und die Tiefe der Konkavität ist beispielswei se etwa 0,2 mm, wie es beim folgenden Ausführungsbeispiel (Tabelle 7) gezeigt ist.

Der aus Aluminium hergestellte Festsitz-Niet 1, der durch den Prozeß erhalten wird, weist folgendes auf: eine Oberflächenhärte des Schafts 3 ist Hv 135 oder darüber; und eine Kernhärte hat annähernd eine Hv von 110 bis 120, d. h. der Niet hat eine Härteverteilung einer zweischichtigen Struktur, wovon eine Härteschicht einer be stimmten Tiefe auf der Oberfläche ausgebildet ist. In diesem Fall reicht die Härte schichttiefe des Schafts 3 von 0,01 bis 0,05 mm, d. h. sie ist relativ tief ausgebildet; jedoch dann, wenn der Prozeß, aus welchem eine Unregelmäßigkeit ausgebildet wird, an der Schaftoberfläche angenommen wird, wird dies bevorzugt, weil die Här teschicht von der Schaftoberfläche bis zu einer tieferen Position ausgebildet werden kann. Das bedeutet, daß beispielsweise dann, wenn die Tiefe der Konkavität 0,2 mm ist, die Härteschichttiefe von der Oberfläche (konvex) von 0,21 bis 0,25 mm sein wird und die Härteschichttiefe von der Oberfläche tiefer als in dem Fall ausgebildet wird, in welchem keine Unregelmäßigkeit auf der Oberfläche ausgebildet wird. Weiterhin kann die Härteschichttiefe in diesem Fall auf maximal 0,3 mm oder so eingestellt werden.

Wie oben wird dann, wenn ein Niet ausgebildet wird, bei dem am Schaft 3 eine Oberflächenhärte groß und eine innere Härte klein ist, der Niet erhalten, bei welchem ein Verziehen schwer zu verursachen ist und ein einfaches Abdichten möglich ist.

Darüber hinaus ist eine Zugfestigkeit einer Achsenrichtung (d. h. einer vertikalen Richtung in Fig. 1) des aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niets 1 bevorzugt 200 MPa oder darüber.

Dies ist so, weil dann, wenn die Zugfestigkeit kleiner als 200 MPa ist, zu der Zeit, zu welcher eine Zugkraft zwischen verbundenen Materialien, wie beispielsweise zwei Aluminiumplatten, die mit dem Niet 1 verbunden sind, angelegt wird, der Niet 1 ein fach zerbrechen kann, und die Kraft, mit welcher die verbundenen Materialien dicht und sicher abgedichtet und verbunden werden, schwer zu erhalten ist.

Eine Scherfestigkeit des Schafts 3 des aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niets 1 (d. h. eine Scherfestigkeit in einer horizontalen Richtung in Fig. 1) ist bevorzugt 260 MPa oder darüber.

Dies ist so, weil dann, wenn die Scherfestigkeit kleiner als 260 MPa ist, zu der Zeit, zu der eine Scherkraft zwischen verbundenen Materialien angelegt wird, wie bei spielsweise zwei Aluminiumplatten, die mit dem Niet 1 verbunden sind, der Niet 1 auf einfache Art und Weise geschert und zerbrochen werden kann, und die Kraft, mit welcher die verbundenen Materialien dicht und sicher abgedichtet und verbunden werden, schwer zu erhalten ist.

Wie oben durchstößt der aus Aluminium hergestellte Festsitz-Niet 1 bei der vorlie genden Erfindung, wobei das Material eine Aluminiumlegierung ist, mit hoher Härte und hoher Festigkeit Aluminiumplatten und dichtet dann ab. Anders ausgedrückt werden, ohne ein vorbereitetes Loch auf Aluminiumplatten W1, W2 herzustellen, wie sie beispielsweise in Fig. 3(A), (B) gezeigt sind, zuerst die Aluminiumplatten W1, W2 durch Absenken einer Stanzeinrichtung 9 gestanzt, ohne daß etwas wie ein Verzie hen des Niets verursacht wird, und dann wird ein Stempel 10 umgeschaltet, und, wie es in Fig. 3(C), (D) gezeigt ist, werden ein Abdichten und ein Verbinden durch Ab senken der Stanzeinrichtung 9 mit hoher Operationseffizienz ausgeführt. Weiterhin ist am Stempel 10 eine Anschlußstelle 10A angeordnet, von welcher aus der Schaft des aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niets 1 zu der Zeit eines Stanzens einge fügt wird, und ein Aluminiumabfall wird ausgestoßen.

Weiterhin ist eine Einrichtung zum Stanzen und Abdichten des aus Aluminium her gestellten Festsitz-Niets, der sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, natürlich niemals auf diese Einrichtung beschränkt. Beispielsweise wird auch eine Einrichtung zum Abdichten angenommen, bei welcher eine automatische Zufuhrvorrichtung für den aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet an einer Niet-Einstelleinrichtung zum Bekommen einer besseren Operationseffizienz angebracht ist, welche Vorrichtung mit einer zweistufigen Handlung arbeitet, die nach einem Stanzen abdichtet, wobei ein Werkstück, wie beispielsweise eine Aluminiumplatte, nicht durch den aus Alumi nium hergestellten Festsitz-Niet gestanzt wird und der Niet in ein vorbereitetes Loch eingesetzt wird und dann eine Stanzeinrichtung gedrückt wird, um den Schaft zu er weitern, ohne das Werkstück zu zerbrechen.

Darüber hinaus kann innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung ein zentrales Loch von einem obersten Ende des Schafts zu einem Teil desselben, der in der Mitte liegt, an dem aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet ausgebildet wer den. Der Teil ist durch Abdichten auf einfache Weise auszuweiten und zu bördeln und wird als Abdichtteil wirken, an welchem zu verbindende Materialien verbunden werden.

Ausführungsbeispiel

Der Effekt der vorliegenden Erfindung wird deutlicher beschrieben, indem Ausfüh rungsbeispiele und Vergleichsbeispiele des aus Aluminium hergestellten Festsitz- Niets der vorliegenden Erfindung gezeigt werden. Es ist zu beachten, daß die vorlie gende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

(Niet-Ausführungsbeispiel)

Das Material, das durch Schneiden eines Drahtstabs aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6061 zu einem vorgeschriebenen Maß erhalten wurde, wurde von einer Achsenrichtung aus kompressionsbelastet, und eine erwünschte Härte wurde erhal ten, und dann wurde ein aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet durch Kaltpressen erzeugt, der folgendes aufweist: eine Dicke T des Kopfes ist 0,5 mm; ein Durchmes ser des Schaftes ist ∅ 5 mm; und eine Länge ist 7,27 mm, und dieser (Niet) wurde als der aus Aluminium hergestellte Festsitz-Niet des Ausführungsbeispiels 1 verwen det.

Darüber hinaus wurde, nachdem das Material, das durch Schneiden eines Drahts tabs aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6061 zu einem vorgeschriebenen Maß erhalten wurde, von einer Achsenrichtung aus kompressionsbelastet wurde und eine erwünschte Härte erhalten wird, es von einer Durchmesserrichtung aus kom pressionsbelastet, und eine erwünschte Härte wird durch Ausbilden einer Unregel mäßigkeit erhalten, die gewellt ist und sich auf der Schaftoberfläche fortsetzt, und dann wurde ein aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet, der dieselbe Größe wie der des Ausführungsbeispiels 1 hat, durch Kaltpressen hergestellt, und dieser wurde als der aus Aluminium hergestellte Festsitz-Niet des Ausführungsbeispiels 2 verwen det.

(Vergleichsbeispiel)

Ein aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet (Produktname: Alumisolidrivet 05 × 8, hergestellt von Fukui Byora Co., Ltd.), der im wesentlichen dieselbe Größe wie der jenige des Ausführungsbeispiels hat, wurde als der Niet des Vergleichsbeispiels verwendet.

(Härtemessung)

Die Schafthärte des Niets des Ausführungsbeispiels 1, 2 und des Vergleichsbeispiels wurde unter Verwendung eines Instruments zum Messen der Vickershärte (Mikrohärte-Testgerät MVK-H3, hergestellt von Kabushiki Kaisha Akashi, Last 50 gf) gemessen.

Das Meßergebnis ist in folgenden Tabellen von 1 bis 11 gezeigt.

Die Tabelle 1 zeigt das Meßergebnis einer Oberflächenhärte des Niets des Ausfüh rungsbeispiels 1. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wurden in diesem Fall folgende Meß punkte eingestellt: 0,7 mm; 1 mm; 1,2 mm; 1,7 mm; 2 mm; 2,2 mm; und 2,5 mm, und zwar jeweils vom Schaftboden in eine Kopfrichtung (der x-Richtung in der Figur) an zwei Umfangsstellen (Nr. 1, Nr. 2).

Tabelle 1

Die Tabelle 2 zeigt das Meßergebnis einer Härte, die auf eine Tiefe von einer Ober fläche des Niets des Ausführungsbeispiels 1 bezogen ist. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wurden in diesem Fall Meßpunkte folgendermaßen eingestellt: 0,01 mm; 0,02 mm; 0,03 mm; 0,04 mm; und 0,05 mm, und zwar jeweils (im x-Richtungsabstand) von der Schaftoberfläche in der Schaftkernrichtung (der x-Richtung in der Figur), und eine Messung wurde für jeden Punkt dreimal ausgeführt.

Tabelle 2

Meßergebnis einer Härte bezogen auf eine Tiefe von einer Oberfläche

Die Tabelle 3 zeigt das Meßergebnis einer inneren Härte des Niets des Ausfüh rungsbeispiels 1. Zu der Zeit, zu welcher, wie es in Fig. 6(b) gezeigt ist, ein Punkt bzw. eine Stelle auf der Schaftoberfläche als Ursprung (0,0) angenommen wurde und die Schaftkernrichtung vom Ursprung eine x-Richtung genannt wurde und eine zu der x-Richtung y-Richtung genannt wurde, wurden in diesem Fall Meßpunkte in der x-Richtung eingestellt, wie es in Fig. 6(a) gezeigt ist: 0,01 mm; 0,175 mm; 0,28 mm; 0,33 mm; 0,38 mm, und in der y-Richtung: 0 mm; und 0,1 mm, und zwar jeweils an einem Querschnitt, der bei der Position von 1,5 mm vom Schaftboden aus in der Kopfrichtung ist.

Tabelle 3

Ebenso zeigt die Tabelle 4 das Meßergebnis einer Kernhärte des Niets des Ausfüh rungsbeispiels 1. Weiterhin sind Meßpunkte dieselben wie diejenigen, die in Fig. 6 gezeigt sind (jedoch hat die y-Richtung genau eine Position), und (x, y) in der Tabelle entsprechen der x-Richtung und der y-Richtung, die in Fig. 6 gezeigt sind.

Tabelle 4

Kernhärte

Die Tabelle 5 zeigt das Meßergebnis einer Oberflächehärte des Niets des Ausfüh rungsbeispiels 2. Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, wurden Meßpunkte in diesem Fall fol gendermaßen eingestellt: 0,7 mm; 1 mm; 1,2 mm; 1,7 mm; 2 mm; 2,2 mm; und 2,5 mm, und zwar jeweils vom Schaftboden aus in eine Kopfrichtung (der x-Richtung in der Figur) an drei umfangsmäßigen Stellen (von Nr. 1 bis Nr. 3).

Tabelle 5

Die Tabelle 6 zeigt das Meßergebnis einer Härte, die auf eine Tiefe von einer Ober fläche des Niets des Ausführungsbeispiels 2 bezogen ist. Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wurden Meßpunkte in diesem Fall folgendermaßen eingestellt: 0,01 mm; 0,02 mm; 0,03 mm; 0,04 mm; und 0,05 mm, und zwar jeweils (im x-Richtungsabstand) von der Schaftoberfläche in der Schaftkernrichtung (der x-Richtung in der Figur), und eine Messung wurde für jeden Punkt dreimal ausgeführt.

Tabelle 6

Meßergebnis einer Härte bezogen auf eine Tiefe von einer Oberfläche

Weiterhin wurden an dem Niet des Ausführungsbeispiels 2 alle Messungen einer Härte bei zentralen Positionen (siehe Fig. 7 und Fig. 8) zwischen Hohlräumen (Konkavitäten) der an dem Schaft ausgebildeten Unregelmäßigkeit ausgeführt. Zur Bezugnahme sind in der Tabelle 7 Meßergebnisse einer Hohlraumtiefe bzw. Hohl wegtiefe (siehe Fig. 9) des Niets des Ausführungsbeispiels 2 für vier Punkte (vier Hohlräume) gezeigt.

Tabelle 7

Meßergebnisse einer Hohlraumtiefe

Die Tabelle 8 und die Tabelle 9 zeigen die Meßergebnisse einer inneren Härte des Niets des Ausführungsbeispiels 2. Zu der Zeit, zu welcher, wie es in Fig. 10(b) ge zeigt ist, ein Punkt bzw. eine Stelle in einem Grenzbereich zwischen einem Steg und einem Hohlraum auf der Schaftoberfläche als Ursprung (0,0) angenommen wurde und die Schaftkernrichtung vom Ursprung aus eine x-Richtung genannt wurde und eine zu der x-Richtung senkrechte Richtung eine y-Richtung genannt wurde, wurden Meßpunkte in diesem Fall eingestellt, wie es in Fig. 10(a) gezeigt ist, und zwar in der x-Richtung: 0,1 mm; 0,175 mm; 0,28 mm; 0,33 mm, und in der y-Richtung: -0,1 mm; -0,02 mm; 0,07 mm; 0,17 mm; 0,27 mm; 0,37 mm; 0,4 mm; 0,56 mm; und 0,74 mm, und zwar jeweils an einem Querschnitt, der bei der Position von 1,5 mm von dem Schaftboden aus in der Kopfrichtung ist, und eine Messung wurde für zwei Stege (Steg 1, Steg 2) desselben Niets ausgeführt.

Tabelle 8

Steg 1

Tabelle 9

Steg 2

Ebenso zeigt die Tabelle 10 das Meßergebnis einer Kernhärte des Niets des Ausfüh rungsbeispiels 2. Weiterhin sind Meßpunkte dieselben wie diejenigen, die in Fig. 10 gezeigt sind (jedoch hat die y-Richtung genau eine Position), und (x, y) in der Tabelle entsprechen der x-Richtung und der y-Richtung, die in Fig. 10 gezeigt sind.

Tabelle 10

Kernhärte

Die Tabelle 11 zeigt das Meßergebnis einer Oberflächenhärte des Niets des Ver gleichsbeispiels. Meßpunkte wurden in diesem Fall in der x-Richtung jeweils wie in Fig. 4 eingestellt: 0,5 mm; 1 mm; 1,5 mm; 2 mm; und 2,5 mm.

Tabelle 11

Die Tabelle 12 zeigt das Meßergebnis einer Oberflächenhärte des Niets des Ver gleichsbeispiels. Meßpunkte wurden in diesem Fall jeweils wie in Fig. 6 eingestellt, und zwar in der x-Richtung: 0,1 mm, und in der y-Richtung: -0,3 mm; -0,2 mm; -0,1 mm; 0 mm; 1 mm; 2 mm; und 3 mm.

Tabelle 12

Ebenso zeigt die Tabelle 13 das Meßergebnis einer Kernhärte des Niets des Ver gleichsbeispiels. Weiterhin sind Meßpunkte dieselben wie diejenigen des Ausfüh rungsbeispiels 1.

Tabelle 13

Kernhärte

(Vergleichstest) 1. Kompressionstest

Die Nieten des Ausführungsbeispiels 1, 2 und des Vergleichsbeispiels wurden in ei ner Achsenrichtung komprimiert, und eine jeweilige Kompressionsfestigkeit (Kompressions-Elastzitätsgrenzen) wurde mit einem Kompressions-Testgerät MAX2000kgf (Belastungsrate: 30 mm/min.), hergestellt von Aikou Engineering, ge messen. Weiterhin wurde die Messung für jeden Niet dreimal ausgeführt, und der Durchschnitt wurde gefunden.

Fig. 11 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Last und einem Versatz zeigt, und Fig. 12 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einem Druck bzw. ei ner Spannung und einem Versatz zeigt. Weiterhin zeigen eine durchgezogene Linie, eine gestrichelte Linie und eine strichpunktierte Linie in der Kurve jeweils das Aus führungsbeispiel 1, das Ausführungsbeispiel 2 und das Vergleichsbeispiel. Ebenso sind Werte für eine Last und einen Druck bei einer Ausbeute in der Tabelle 14 und der Tabelle 15 gezeigt.

Tabelle 14

Elastizitätslast (kN)

Tabelle 15

Elastizitätsspannung (MPa)

Wie es aus dem Ergebnis des Kompressionstests klar wird, hatten die aus Alumini um hergestellten Festsitz-Nieten des Ausführungsbeispiels 1 und 2 der vorliegenden Erfindung eine höhere Kompressionsfestigkeit als es der Niet des Vergleichsbei spiels (eines herkömmlichen Produkts) hatte, und hatte der Niet des Ausführungs beispiels 2 eine höhere Kompressionsfestigkeit als es der Niet des Ausführungsbei spiels 1 hatte.

2. Zugtest und Schertest

Vorbereitete Löcher wurden an zwei Werkstücken hergestellt, von welchen jedes aus einer Eisenplatte mit einer Dicke von 1,5 mm bestand und die Nieten des Ausfüh rungsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels wurden jeweils in die Löcher eingefügt, und die zwei Werkstücke wurden abgedichtet und verbunden.

Dann wurden die Zugfestigkeit und die Scherfestigkeit der Nieten durch Messen ei ner Last gefunden, wenn die Nieten mit einem Anwenden einer Zugkraft und einer Scherkraft auf die abgedichteten Werkstücke mit der Rate von 30 mm/min beschä digt werden.

Tabelle 16, Tabelle 17, Tabelle 18 und Tabelle 19 zeigen jeweils das Zugtestergeb nis des Ausführungsbeispiels 1, das Schertestergebnis des Ausführungsbeispiels 1, das Zugtestergebnis des Vergleichsbeispiels und das Schertestergebnis des Ver gleichsbeispiels.

Tabelle 16

Tabelle 17

Tabelle 18

Tabelle 19

Wie es aus dem Ergebnis aus den Tabellen 16 bis 19 klar wird, war der Niet des Ausführungsbeispiels in bezug auf die Verbindungsfestigkeit (die Zugfestigkeit und die Scherfestigkeit) verglichen mit dem Niet des Vergleichsbeispiels überlegen.

Wie es oben beschrieben ist, wird es gemäß dem aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet deshalb, weil die Oberflächenhärte Hv 135 oder darüber ist, ohne daß entweder "Feuer-Vorrichtungen" wie Schweißer verwendet werden oder daß Zeit zum Herstellen vorbereiteter Löcher erforderlich ist, möglich sein, daß Aluminiumplat ten innerhalb kurzer Zeit durch den aus Aluminium hergestellten Festsitz-Niet abge dichtet und fest verbunden werden, bei welchem dasselbe Material wie für die Alu miniumplatten verwendet wird. Ebenso wird es deshalb, weil dieselbe Serie von Ma terial verwendet wird, möglich sein, ein Problem einer elektrischen Korrosion und ein Problem eines Vorankommens zu lösen, welches durch einen Unterschied eines thermischen Expansionskoeffizienten verursacht wird, und es wird möglich sein, ein Verbindungsmaterial, das in bezug auf ein Recyceln, wie beispielsweise eine Verein fachung eines Unterscheidens zur Zeit eines Abfallbeseitigens, überlegen ist, zur Verfügung zu stellen.

Weiterhin ist es deshalb, weil der aus Aluminium hergestellte Festsitz-Niet der vorlie genden Erfindung in bezug auf eine Festigkeit überlegen ist, selbst wenn das Mate rial verwendet wird, welches dieselbe Serie wie dasjenige der Aluminiumplatte ist, möglich, sowohl ein Zerbrechen an einer Aluminiumplatte als auch ein Verziehen des Festsitz-Niets zu der Zeit eines Stanzens und Abdichtens zu verhindern, und ohne ein vorbereitetes Loch zu erfordern, wird es möglich sein, die Sicherheit und die Operationsfähigkeit zu verbessern. Zusätzlich ist es möglich, daß er verglichen mit Eisenstahl oder rostfreiem Stahl leichter wird, und der Zustand, in welchem ein Abdichten durchgeführt wird, kann auf einfache Weise mit Augen beobachtet wer den, was angenehm für eine Sicherheitsprüfung und ähnliches ist.

Weiterhin gibt es eine geringe Wahrscheinlichkeit für das Festfressen der Alumini umplatte zur Zeit eines Stanzens und eines Abdichtens, und es wird möglich sein, sicher zu stanzen und abzudichten, ohne daß ein Einziehen in die Platte erfolgt.

Weiterhin wird es deshalb, weil die Härteschichttiefe des Schafts von 0,01 mm bis 0,03 mm ist, zusätzlich schwer sein, daß er sich zu der Zeit eines Abdichtens ver zieht und an einer Platte festfrißt, weil der Niet eine Härte einer zweischichtigen Struktur hat, wovon die Kernhärte des Schafts nahezu eine Vickershärte Hv von 110 bis 120 ist, und es wird schwer sein, daß er sich verzieht, und es wird möglich sein, eine Abdichtung auf einfache Weise durchzuführen.

Ebenso wird deshalb, weil die Unregelmäßigkeit, von welcher eine Längsrichtung dieselbe wie die Achsenrichtung ist, auf der Schaftoberfläche durch Kaltpressen ausgebildet wird, die Härteschicht dicker ausgebildet, wird eine Kompressionsfestig keit überlegen sein, und ist es möglich, ein Verziehen sicher zu verhindern.

Zusätzlich wird es deshalb, weil die Form von einer Peripherie des Kopfes zum Schaft eine gekrümmte Form ist, möglich sein, auf einfache Weise und sicher in eine Aluminiumplatte zu treiben und gegenüber dieser abzudichten.

Claims

1. Aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet, der aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 hergestellt ist, wobei Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 eine Aluminiumlegierung der Serie Al-Mg-Si bedeutet, die im JIS (Japanese In dustrial Standard = japanischer Industriestandard) vorgeschrieben ist, ein schließlich JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 und JIS 6151; im US- Standard eine Aluminiumlegierung der Serie ASTM 6000, ASTM 6061 und ASTM 6063; im deutschen Standard eine Aluminiumlegierung der Serie DIN 6000, EN AW-6061 und EN AW-6063; und im internationalen Standard (ISO), AlMg1SiCu und AlMg0.7Si, und der einen Kopf und einen Schaft hat, wobei ei ne Oberflächenhärte des Schafts Hv 135 oder darüber ist.

2. Aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet nach Anspruch 1, der durch Kaltpres sen eines Drahtstabs aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 erhalten wird, wobei Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 eine Aluminiumlegierung der Serie Al-Mg-Si bedeutet, die im JIS (Japanese Industrial Standard = japani scher Industriestandard) vorgeschrieben ist, einschließlich JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 und JIS 6151; im US-Standard eine Aluminiumlegierung der Serie ASTM 6000, ASTM 6061 und ASTM 6063; im deutschen Standard eine Aluminiumlegierung der Serie DIN 6000, EN AW-6061 und EN AW-6063; und im internationalen Standard (ISO) AlMg1SiCu und AlMg0.7Si.

3. Aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Härtungsschichttiefe eines Schafts von 0,01 bis 0,30 mm reicht.

4. Aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Härteschicht an einer Schaftoberfläche mit einem Kaltpressen durch Ausbilden einer Unregelmäßigkeit ausgebildet wird, von welcher eine Längsrichtung die selbe wie die Achsenrichtung ist.

5. Aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schaft eine Härte einer zweischichtigen Struktur hat, wovon eine Kernhärte des Schafts nahezu eine Vickershärte Hv von 110 bis 120 ist.

6. Aus Aluminium hergestellter Festsitz-Niet nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Form von einer Peripherie bzw. einem Umfang eines Kopfs zu einem Schaft ei ne gekrümmte Form ist.