DE10060421C2

DE10060421C2 - Aus einer Aluminiumlegierung hergestellter Festsitz-Niet

Info

Publication number: DE10060421C2
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: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: ITVE20010016A1; US6527491B1; GB2362935A; GB0030415D0; JP3543267B2; DE10060421A1; FR2809780A1; GB2362935B; FR2809780B1; JP2002054615A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Festsitz-Niet, der die Eigenschaft einer Härte des aus einer Aluminiumlegierung hergestellten (Niet-)Schaftes hat, wobei Alumini umplatten 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 Aluminium platten hergestellt ist.

Bislang wird ein Festsitz-Niet zum Abdichten und Verbinden von Aluminiumplatten allgemein aus Eisenstahl oder rostfreiem Stahl hergestellt, um eine Verbindungsfes tigkeit sicherzustellen und um ein Verbiegen bzw. Verziehen des Festsitz-Niets selbst zu verhindern, wenn der Niet hineingetrieben wird. Jedoch gab es bei dem aus Ei senstahl oder aus rostfreiem Stahl hergestellten Festsitz-Niet Probleme: oft wird zur Zeit eines Verbindens von Aluminiumplatten ein Riss bzw. ein Bruch an Aluminium platten verursacht, wenn der Niet hineingetrieben wird, ohne dass ein vorbereitetes Loch hergestellt wird, weil der Niet härter als die Aluminiumplatte ist und der Unter schied groß ist; ebenso werden oft eine elektrische Korrosion und ein Entstehen ei nes 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 her gestellt ist; jedoch gibt es bei einem Verbinden unter Verwendung eines herkömmlichen aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Niets das Problem, dass ein Kni cken veranlasst wird, wenn ein aus einer Aluminiumlegierung hergestellter Niet in Aluminiumplatten getrieben wird, weil die Härte des Nietschafts niedriger als erwartet 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 Vi ckershärte 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.

Aus der DE 197 44 787 A1 ist die Herstellung von Stanznieten durch Kaltverformen und Ablängen von Drahtstäben bekannt.

Aus der nächstliegenden US 5 678 970 ist es bekannt, Niete zur Verbindung von nicht vorgelochten Platten aus Aluminium herzustellen.

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

Diese Aufgabe wird durch einen aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Festsitz- Niet gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprühe 2 bis 5 zeigen vorteilhafte Weiterbildungen des Niets des Patentanspruchs 1.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die den aus einer Aluminiumlegierung herge stellten Festsitz-Niet der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Ansicht, die eine Nutform zeigt, die auf einer Schaftoberflä che des aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Festsitz-Niets der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 3 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das ein Abdichten und ein Verbinden durch den aus einer Aluminiumlegierung 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 bzw. einer Deformation bzw. einer (Längen-)Änderung (hier Verkürzung) zeigt; und

Fig. 12 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Spannung und einem Versatz bzw. einer Deformation bzw. einer (Län gen-)Änderung (hier Verkürzung) zeigt.

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

Der gesamte aus einer Aluminiumlegierung hergestellte Festsitz-Niet 1 ist bei der vorliegenden Erfindung aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 einstückig bzw. integral hergestellt und besteht, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, aus einem schei benartigen Kopf 2 und einem Schaft 3, der aus dem Kopf 2 nach unten herausgezo gen 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 Bogen form), und dies führt dazu, dass es möglich sein wird, ein Abdichten auf einfache Weise und sicher 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 einer Aluminiumlegierung her gestellten 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 Aluminiumle gierung der Serie DIN 6000, und EN AW-6061 und EN AW-6063 werden bevorzugt verwendet; und im internationalen Standard (ISO) werden AlMg1SiCu und AlMG0.7Si bevorzugt verwendet.

Eine Oberflächenhärte des Schaftes 3 des aus einer Aluminiumlegierung hergestell ten Festsitz-Niets 1 ist bei der vorliegenden Erfindung eine Vickershärte Hv 135 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 einer Aluminiumlegierung 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 wel chem das Durchschneiden eines Drahtstabs aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 auf ein vorgeschriebenes Maß erhaltene Material von einer Achsenrichtung aus kompressionsbelastet wird und eine erwünschte Härte erhalten wird und dann durch Kaltpressen eine erwünschte Nietform erhalten wird.

Darüber hinaus kann er auch durch einen anderen Prozess erhalten werden, bei welchem er, nachdem das Material von einer Achsenrichtung aus kompressionsbe lastet wird und eine erwünschte Härte erhalten wird, wie es oben beschrieben ist, von einer Durchmesserrichtung des Außendurchmessers des Materials aus kompressi onsbelastet wird und eine erwünschte Härte auf der Schaftoberfläche durch Bilden einer Nut erhalten wird, deren Längsrichtung der Richtung der Längsachse des Niets entspricht, und dann durch Kaltpressen eine erwünschte Nietform erhalten wird. Hieraufhin wird für die Bildung einer Nutform auf der Schaftoberfläche bevorzugt die Nut angenommen, die gewellt ist und sich umfangsmäßig fortsetzt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, und die Tiefe der Konkavität ist beispielsweise etwa 0,2 mm, wie es beim folgenden Ausführungsbeispiel (Tabelle 7) gezeigt ist.

Der aus einer Aluminiumlegierung 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 bestimmten Tiefe auf der Oberfläche ausgebildet ist. In diesem Fall reicht die Härteschichttiefe des Schafts 3 von 0,01 bis 0,05 mm, d. h. sie ist relativ tief ausge bildet; jedoch dann, wenn der Prozess, aus welchem eine Nut ausgebildet wird, an der Schaftoberfläche angenommen wird, wird dies bevorzugt, weil die Härteschicht 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 Nut auf der Oberfläche ausgebildet wird. Weiterhin kann die Härte schichttiefe 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 Ober flächenhärte 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 einer Aluminiumlegierung 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 einer Aluminiumlegierung 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 beispielsweise 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 einer Aluminiumlegierung hergestellte Festsitz-Niet 1 bei der vorliegenden Erfindung, wobei das Material eine Aluminiumlegierung ist, mit hoher Härte und hoher Festigkeit Aluminiumplatten und dichtet dann ab. Anders aus gedrückt werden, ohne ein vorbereitetes Loch auf Aluminiumplatten W1, W2 herzu stellen, wie sie beispielsweise in Fig. 3(A), (B) gezeigt sind, zuerst die Aluminiumplat ten W1, W2 durch Absenken einer Stanzeinrichtung 9 gestanzt, ohne dass etwas wie ein Verziehen des Niets verursacht wird, und dann wird ein Stempel 10 umgeschal tet, und, wie es in Fig. 3(C), (D) gezeigt ist, werden ein Abdichten und ein Verbinden durch Absenken der Stanzeinrichtung 9 mit hoher Operationseffizienz ausgeführt. Weiterhin ist am Stempel 10 eine Anschlussstelle 10A angeordnet, von welcher aus der Schaft des aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Festsitz-Niets 1 zu der Zeit eines Stanzens eingefügt wird, und ein Aluminiumabfall wird ausgestoßen.

Weiterhin ist eine Einrichtung zum Stanzen und Abdichten des aus einer Aluminium legierung hergestellten 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 Zufuhrvor richtung für den aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Festsitz-Niet an einer Niet-Einstelleinrichtung zum Bekommen einer besseren Operationseffizienz ange bracht ist, welche Vorrichtung mit einer zweistufigen Handlung arbeitet, die nach ei nem Stanzen abdichtet, wobei ein Werkstück, wie beispielsweise eine Aluminiumplat te, nicht durch den aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Festsitz-Niet gestanzt wird und der Niet in ein vorbereitetes Loch eingesetzt wird und dann eine Stanzein richtung gedrückt wird, um den Schaft zu erweitern, ohne das Werkstück zu zerbre chen.

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 einer Aluminiumlegierung hergestellten Festsitz-Niet aus gebildet werden. Der Teil ist durch Abdichten auf einfache Weise auszuweiten und zu bördeln und wird als Abdichtteil wirken, an welchem zu verbindende Materialien ver bunden werden.

Ausführungsbeispiel

Der Effekt der vorliegenden Erfindung wird deutlicher beschrieben, indem Ausfüh rungsbeispiele und Vergleichsbeispiele des aus einer Aluminiumlegierung hergestell ten Festsitz-Niets der vorliegenden Erfindung gezeigt werden.

Niet-Ausführungsbeispiel

Das Material, das durch Schneiden eines Drahtstabs mit einem Durchmesser von ∅ 4 mm aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6061 zu einem vorgeschriebe nen Maß erhalten wurde, wurde von einer Achsenrichtung aus kompressionsbelastet, wurde expandiert, bis ein Durchmesser von ∅ 5 mm und eine erwünschte Härte er halten wurde, und dann wurde ein aus einer Aluminiumlegierung hergestellter Fest sitz-Niet durch Kaltpressen erzeugt, der folgendes aufweist: eine Dicke T des Kopfes ist 0,5 mm; ein Durchmesser des Schaftes ist ∅ 5 mm; und eine Länge ist 7,27 mm, und dieser (Niet) wurde als der aus einer Aluminiumlegierung hergestellte Festsitz- Niet des Ausführungsbeispiels 1 verwendet.

Darüber hinaus wurde, nachdem das Material, das durch Schneiden eines Draht stabs mit einem Durchmesser von ∅ 4 mm 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 kompressionsbelastet, und eine erwünschte Härte wird durch Ausbilden einer Nut erhalten, die gewellt ist und sich auf der Schafto berfläche fortsetzt, und dann wurde ein aus einer Aluminiumlegierung hergestellter Festsitz-Niet, der dieselbe Größe wie der des Ausführungsbeispiels 1 hat, durch Kaltpressen hergestellt, und dieser wurde als der aus einer Aluminiumlegierung hergestellte Fest sitz-Niet des Ausführungsbeispiels 2 verwendet.

Vergleichsbeispiel

Ein aus einer Aluminiumlegierung hergestellter Festsitz-Niet (Produktname: Alumiso lidrivet 5 × 8.0 hergestellt von Fukui Byora Co., Ltd.), der im wesentlichen dieselbe Größe wie derjenige des Ausführungsbeispiels hat, erhalten durch einen Kaltpress prozess eines Drahtstabs mit einem Durchmesser von ∅ 4,9 mm, 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 (Mikrohär te-Testgerät MVK-H3, hergestellt von Kabushiki Kaisha Akashi, Last 50 gf) gemes sen.

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). Auf einen Messpunkt der Achsenrichtung ist in Fig. 6(a) Bezug genommen.

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. Auf einen Messpunkt der Ach senrichtung ist in Fig. 10(a) Bezug genommen.

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 (Kon kavitäten) der an dem Schaft ausgebildeten Nut ausgeführt. Zur Bezugnahme sind in der Tabelle 7 Messergebnisse einer Hohlraumtiefe bzw. Hohlwegtiefe (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 Aus führungsbeispiels 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 Ta belle 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 (Kom pressions-Elastzitätsgrenzen) wurde mit einem Kompressions-Testgerät MAX 2000 kgf (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 bzw. einer Deformation bzw. einer (Längen-)Änderung (hier Verkürzung) zeigt, und Fig. 12 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einem Druck bzw. einer Span nung und einem Versatz bzw. einer Deformation bzw. einer (Längen-)Änderung (hier Verkürzung) zeigt. Weiterhin zeigen eine durchgezogene Linie, eine gestrichelte Linie und eine strichpunktierte Linie in der Kurve jeweils das Ausführungsbeispiel 1, das Ausführungsbeispiel 2 und das Vergleichsbeispiel. Ebenso sind Werte für eine Last und einen Druck bei einer Elastizitätsgrenze 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 einer A luminiumlegierung hergestellten Festsitz-Nieten des Ausführungsbeispiels 1 und 2 der vorliegenden Erfindung eine höhere Kompressionsfestigkeit als es der Niet des Vergleichsbeispiels (eines herkömmlichen Produkts) hatte, und hatte der Niet des Ausführungsbeispiels 2 eine höhere Kompressionsfestigkeit als es der Niet des Aus führungsbeispiels 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 einer Aluminiumlegierung her gestellten 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 A luminiumplatten innerhalb kurzer Zeit durch den aus einer Aluminiumlegierung her gestellten Festsitz-Niet abgedichtet und fest verbunden werden, bei welchem dassel be Material wie für die Aluminiumplatten verwendet wird. Ebenso wird es deshalb, weil dieselbe Serie von Material verwendet wird, möglich sein, ein Problem einer e lektrischen 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 Vereinfachung eines Unterscheidens zur Zeit eines Abfallbeseiti gens, überlegen ist, zur Verfügung zu stellen.

Weiterhin ist es deshalb, weil der aus einer Aluminiumlegierung hergestellte Festsitz- Niet der vorliegenden Erfindung in bezug auf eine Festigkeit überlegen ist, selbst wenn das Material verwendet wird, welches dieselbe Serie wie dasjenige der Alumi niumplatte ist, möglich, sowohl ein Zerbrechen an einer Aluminiumplatte als auch ein Verziehen des Festsitz-Niets zu der Zeit eines Stanzens und Abdichtens zu verhin dern, und ohne ein vorbereitetes Loch zu erfordern, wird es möglich sein, die Sicher heit und die Operationsfähigkeit zu verbessern. Zusätzlich ist es möglich, dass er verglichen mit Eisenstahl oder rostfreiem Stahl leichter wird, und der Zustand, in wel chem ein Abdichten durchgeführt wird, kann auf einfache Weise mit Augen beobach tet werden, 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 Nut, von welcher eine Längsrichtung dieselbe wie die Achsenrichtung ist, auf der Schaftoberfläche durch Kaltpressen ausgebildet wird, die Härteschicht dicker ausgebildet, wird eine Kompressionsfestigkeit 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 einer Aluminiumlegierung hergestellter Festsitz-Niet, der aus einer Aluminiumlegierung der Serie JIS 6000 hergestellt ist, wobei Alumini umlegierung der Serie JIS 6000 eine Aluminiumlegierung der Serie Al- Mg-Si bedeutet, die im JIS (Japanese Industrial Standard = japanischer Industriestandard) vorgeschrieben ist, einschließlich JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 und JIS 6151; im US-Standard eine Alumini umlegierung 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 der Schaft eine Härte einer zweischichtigen Struktur hat, wovon eine Oberflächenhärte des Schafts Hv 135 oder darüber ist und wovon eine Kernhärte des Schafts nahezu eine Vickershärte Hv von 110 bis 120 ist.

2. Aus einer Aluminiumlegierung hergestellter Festsitz-Niet nach Anspruch 1, der durch Kaltpressen eines Drahtstabs aus einer Aluminiumlegie rung 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 = japanischer Industriestan dard) 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 Stan dard eine Aluminiumlegierung der Serie DIN 6000, EN AW-6061 und EN AW-6063; und im internationalen Standard (ISO) AlMg1SiCu und AlMg0.7Si.

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

4. Aus einer Aluminiumlegierung hergestellter Festsitz-Niet nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Härteschicht an der Schaftoberfläche mittels Kalt pressen durch Ausbilden einer Nut gebildet wird, deren Längsrichtung der Richtung der Längsachse des Niets entspricht.

5. Aus einer Aluminiumlegierung hergestellter Festsitz-Niet nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Umfang vom Kopf zum Schaft eine gekrümmte Form hat.