DE1097768B - Lecksicherer Hohlniet sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Lecksicherer Hohlniet sowie Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung von lecksicheren Hohlnieten, welche einen einseitig geschlossenen, auf der offenen Seite mit einem Außenflansch versehenen sackförmigen Rohrkörper, ferner einen rohrförmigen Nietkörper sowie einen in dessen Hohlraum untergebrachten, berührungsdicht vom Nietkörper umschlossenen, auf dessen offener Seite aus ihm herausragendem und mit verdicktem innerem Endkopf versehenen - vorzugsweise örtlich querschnittsgeschwächten - Zugschaft zur Ausführung sogenannter Blindnietungen umfassen, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Hohlniete.
• Gegenüber den bekannten Ausführungsformen solcher Hohlmiete, bei denen zur Erzielung der Lecksicherheit der Zugschaft von zwei getrennten, zusammengehaltenen Nietkörperteilen umschlossen ist, kennzeichnet sich die erfindungsgemäße Ausführungsform im wesentlichen dadurch, daß der sackförmige Rohrkörper und der rohrförmige Nietkörper zu einem einzigen durch Tiefziehpressen geformten Nietrohrkörper zusammengefaßt sind, in den der Zugschaft während des Tiefziehvorganges eingepreßt ist.
• Der durch die Erfindung erzielbare Fortschritt ergibt sich dadurch, daß erstens bei der Herstellung des Hohlniets mindestens ein Arbeitsgang gespart wird und zweitens der ganze Querschnitt des die Nietverbindung herstellenden Rohrkörpers gleichmäßiger zugbelastet wird, als wenn bei den bekannten Ausführungen der Nietkörper aus zwei ineinandergesteckten Rohrkörpern besteht. Mit dem einzigen Rohrstück des erfindungsgemäßen Niets lassen sich unter allen Umständen Unterschiede zwischen der Zugbeanspruchung des Rohrstückes in seinen inneren und äußeren Ouerschnittszonen vermeiden. Auch ist eine mit den erfindungsgemäßen Nieten genietete Nietnaht der Gefahr einerLockerung bei starker Schwingungsbeanspruchung weniger als eine Nietnaht aus Nieten der bekannten zweiteiligen Art ausgesetzt.
• Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der beim Herausziehen aus seiner Anfangsstellung die Nietung bewirkende Endkopf des Zugschaftes als vom Schaftdurchmesser sich auf einen größeren, aber innerhalb des Außendurchmessers des einstückigen Nietrohrkörpers verbleibenden Durchmesser erweiternder schlanker Kegelstumpf ausgebildet ist und daß zwischen den Werkstoffen von Nietrohrkörper und Zugschaft eine derartige Abhängigkeit ihrer Fließgrenzen besteht, daß sich unter der Wirkung der zum Nieten erforderlichen Zugkraft der ursprüngliche, im unbelasteten Zustand des Zugschaftes vorhandene größere Durchmesser des kegelstumpfförmigen Endkopfes auf den gewünschten lichten Durchmesser des Nietrohrkörpers beim vollständigen Herausziehen desZugschaftes aus demHohlraum des Niets verkleinert.
• Diese Ausführungsform des Hohlniets hat eine Vergleichmäßigung des kadialdruckes über die ganze Einspannlänge des Nietschaftes zur Folge. Wenn man nämlich den Zugschaft innerhalb des Rohrkörpers nach erfolgter Nietung beläßt, so wird der Hauptradialdruck auf die Lochleibung der miteinander zu vernietenden Bleche auf der dem Hohlnietflansch abgewendeten Seite einseitig ausgeübt. Zieht man den Zugschaft aber vollständig durch den Hohlniet hindurch, so ergibt sich über die ganze Hohlnietlänge ein gleichmäßiger Radialdruck und damit ein gleichmäßiges Andrücken des Rohrnietwerkstoffs an die gesamte Innenfläche der Nietlöcher der miteinander zu verbindenden Werkstücke.
• Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der vorstehend genannten erfindungsgemäßen lecksicheren Hohlniete kennzeichnet sich im wesentlichen durch folgende Verfahrensstufen: a) Einlegen eines zylindrischen Metallkörpers mit einem dem gewünschten Außenflanschdurchmesser des herzustellenden Niets entsprechenden Durchmesser in eine durchmesserabgestufte Gesenkform, deren oberer Durchmesser dem Durchmesser des Nietaußenflansches, deren unterer Durchmesser jedoch dem äußeren Nietschaftdurchmesser entspricht. b) Tiefziehen des zylindrischen Metallkörpers in der Gesenkform zu einem napfförmigen Nietrohling mit einem dem Nietaußenflanschdurchmesser entsprechenden Außendurchmesser und einem dem Endkopfdurchmesser des Zugschaftes entsprechenden Innendurchmesser des Napfkörpers und mit einem auf der äußeren Bodenseite sitzenden gleichachsigen zylindrischen Ansatz von einem dem äußeren Nietschaftdurchmesser entsprechenden Durchmesser.
• c) Zwischenerwärmung bzw. Ausglühen des fertigen Nietrohlings, falls Nietwerkstoff es erfordert.
• d) Fortsetzung des Tiefziehens des Nietrohlings in einer die lichten Durchmessermaße des Rohlings aufweisenden Gesenkform, deren oberer Abschluß durch einen paßgerecht in die Gesenkform eingesetzten Ringkolben gebildet wird, in dessen inneren Hohlraum der Zugschaft des Niets vorher ,gleitend eingesetzt worden ist, in der Weise, daß dem Zugschaft bei Ausübung des Preßdruckes durch den Ringkolben eine zusätzliche Axialbewegung in einer solchen Größe erteilt wird, daß sein verdickter Endkopf den Nietkörpersack bis zu der gewünschten Endtiefe auszieht, wobei gleichzeitig sowohl der Endkopf selbst als auch der Zugschaftteil oberhalb des Endkopfes dicht vom Nietwerkstoff umschlossen werden.
• Die Erfindung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele und schematischer Zeichnungen erläutert. Im Rahmen der Erfindung sind konstruktive Abänderungen der beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen und Verfahrensschritte möglich.
• Fig. 1 stellt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hohlnietes im Mittellängsschnitt dar.
• Die Fig::2 zeigt den Hohlniet nach Fig. 1 nach durchgeführter Blindnietung zweier Bleche, ebenfalls im Mittellängsschnitt.
• Die Fig. 3, 5, 7 und 9 zeigen Niete mit anderen Zugschaftausführungen im Mittellängsschnitt.
• Die Fig. 4, 6, 8 und 10 stellen die Niete nach den Fig. 3, 5, 7 und 9 nach erfolgter Nietung und Nietkopfbildung dar.
• Die Fig. 11 und 12 erläutern das Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Niet in zwei Mittellängsschnitten durch die Tiefziehpresse.
• Jeder Niet nach den Fig. 1, 3, 5, 7 und 9 besteht aus einem einzigen unten geschlossenen Nietrohrkörper R und einem von dessen Werkstoff dicht umschlossenen Zugschaft M, der zur Ausführung des Nietvorganges dient und deshalb mit einem verdickten Endkopf 26 versehen ist. Die Bodenfläche dieses Endkopfes 26 braucht nicht unbedingt kegelförmig zu verlaufen, sondern kann auch im Sinne der Darstellung nach Fig. 9 eben sein. Zwecks Entfernung des äußeren zur Ausübung der Zugkraft beim Nieten benötigten Schaftteils von dem inneren Endkopfteil des Niets wird der Schaft örtlich querschnittsgeschwächt. Verschiedene Möglichkeiten der Anordnung des schwächsten Querschnitts 44 des Schaftes M zeigen die Fig. 1, 3 und 5.
• Jeder Niet besitzt auch einen Außenflansch 38, auf den beim Nieten das Nietwerkzeug während der Zugausübung auf den Zugschaft M aufgesetzt wird.
• Die Fig. 2, 4 und 6 geben die verschiedenen Niete nach Beendigung des Nietvorganges mit ihrem in bekannter Weise dabei gebildeten inneren Nietkopf wieder und zeigen die nach Abreißen der äußeren Zugschaftenden in den Niethohlräumen verbliebenen verschieden langen Kopfenden 26.
• Bei dem Niet nach Fig. 7 ist auf die Einschnürung des Zugschaftes M verzichtet. Bei seiner Benutzung wird ein an sich bekanntes Nietwerkzeug mit Schneidbacken vorausgesetzt, das das äußere Zugschaftende nach erfolgter Nietung im Sinne der Fig. 8 etwa bündig mit der Stirnfläche des Nietaußenflansches 38 abschneidet.
• Besonders bemerkenswert ist die Nietausführung nach Fig. 9, bei der der verdickte Endkopf 26 als schlanker Kegelstumpf ausgebildet ist. Der für den Zugschaft M in diesem Falle verwendete Werkstoff ist dabei so auf den Nietrohrkörper-Werkstoff abgestimmt, daß der Kegelstumpf beim vollständigen Herausziehen gemäß Fig. 10 auf einen kleineren Durchmesser ausgezogen wird. Der dabei zu überwindende Verformungswiderstand übt eine besonders starke Radialpressung auf den Nietrohrkörper R über die ganze Länge der Bohrungen in den miteinander zu verbindenden Platten aus, so daß -mit dieser Nietausführung eine besonders feste Nietverbindung zu erreichen ist.
• Das Herstellungsverfahren für die Nietformen gemäß der Erfindung ist in den Fig. 11 und 12 veranschaulicht. Man bedient sich dazu einer durchmesserabgestuften Gesenkform 16, in die ein aus einem zylindrischen Metallstück vorgepreßter Nietrohling B im Sinne der Fig. 11 eingelegt wird. Dieser napfförmige Nietrohling entspricht in dem Außendurchmesser dem gewünschten Außenflanschdurchmesser des herzustellenden Niets und in seinem Innendurchmesser dem Außendurchmesser des verdickten Endkopfes 26 des Zugschaftes M. Der Rohling B besitzt ferner noch auf seiner äußeren Bodenfläche einen zylindrischen Ansatz 12 mit einem dem späteren Außendurchmesser des Nietkörperschaftes entsprechenden Durchmesser. Den oberen Abschluß der Gesenkform 16 bildet ein Ringkolben 32, dessen innerer Hohlraum den Zugschaft M des herzustellenden Niets in sich gleitend aufnimmt. Die Ausgangsstellung sämtlicher Tiefziehpressenteile ist in Fig. 11 dargestellt. Es verdient noch hervorgehoben zu werden, daß der Nietrohling B unter Umständen vor dem Tiefziehpressen in seine endgültige aus Fig. 12 ersichtliche Gestalt - je nach Nietwerkstoff - eine Wärmezwischenbehandlung bzw. einen Glühprozeß durchgemacht haben muß.
• Während sich nun der Ringkolben 32 aus der in Fig. 11 gezeigten Stellung allmählich unter Ausprägung des Außenflansches 38 des Nietkörpers in die tiefste Stellung nach Fig. 12 in die Gesenkform 16 hineinsenkt, führt auch der Zugschaft M als Preßstößel eine zusätzliche Axialbewegung aus der unteren Stirnfläche des Ringkolbens 32 heraustretend aus, bis er seine tiefste Stellung nach Fig. 12 erreicht hat. Dabei ist nicht nur ein langer Nietkörpersack gebildet worden, sondern es haben sich auch unter der Wirkung des Preßdruckes des Ringkolbens 32 die Materialteilchen des Nietrohlings B dicht um den Schaft M herum geschlossen, so daß der Zugschaft M nunmehr im Sinne der Fig. 12 fest in dem Werkstoff des Nietrohrkörpers R eingebettet ist. Lediglich bei der Ausführung nach Fig. 9 ist diese Einbettung auf der Unterseite des verdickten Endkopfes 26 nicht ganz vollständig, was aber die Ausführung der Nietung nicht beeinträchtigt. Der fertige Niet kann nun aus der Gesenkform 16 herausgenommen werden und ist verwendungsfähig.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Lecksicherer Hohlniet, der einen einseitig geschlossenen, auf der offenen Seite mit einem Außenflansch versehenen sackförmigen Rohrkörper, ferner einen rohrförmigen Nietkörper sowie einen in dessen Hohlraum untergebrachten, berührungsdicht vom Nietkörper umschlossenen, auf dessen offener Seite aus ihm herausragenden und mit verdicktem innerem Endkopf versehenen -vorzugsweise örtlich duerschnittsgeschwächten-Zugschaft zur Ausführung sogenannter Blindnietungen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der sackförmige Rohrkörper und der rohrförmige Nietkörper zu einem einzigen durch Tiefziehpressen geformten Nietrohrkörper (R) zusammengefaßt sind, in den der Zugschaft (M) während des Tiefziehvorganges eingepreßt ist.
2. 2. Lecksicherer Hohlbiet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Herausziehen aus seiner Anfangsstellung die Nietung bewirkende Endkopf (26) des Zugschaftes (11I) als vom Schaftdurchmesser sich auf einen größeren, aber innerhalb des Außendurchmessers des einstöckigen -Nietrohrkörpers (R) verbleibenden Durchmesser erweiternder schlanker Kegelstumpf ausgebildet ist und daß zwischen den Werkstoffen von Nietrohrkörper (R) und Zugschaft (1I) eine derartige Abhängigkeit ihrer Fließgrenzen besteht, daß sich unter der Wirkung der zum -Nieten erforderlichen Zugkraft der ursprüngliche, im unbelasteten Zustand des Zugschaftes (1I) vorhandene größere Durchmesser des kegelstumpfförmigen Endkopfes (26) auf den gewünschten lichten Durchmesser des Nietrolirkörpers (R) beim vollständigen Herausziehen des Zugschaftes (aI) aus dem Hohlraum des Niets verkleinert.
3. 3. Zerfahren zur Herstellung lecksicherer Hohlniete nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen: ä) Einlegen eines zylindrischen Metallkörpers mit einem dem gewünschten Außenflanschdurchmesser des herzustellenden Niets entsprechenden Durchmesser in eine durchmesserabgestufte Gesenkform, deren oberer Durchmesser dem Durchmesser des Nietaußenflansches (38), deren unterer Durchmesser jedoch dem äußeren Nietschaftdurchmesser entspricht. b) Tiefziehen des zylindrischen Metallkörpers in der Gesenkform zu einem napfförmigen Nietrohling (B) mit einem dem Nietaußenflanschdurchmesser entsprechenden Außendurchmesser und einem dem Endkopfdurchmesser des Zugschaftes (_'l7) entsprechenden Innendurchmesser des Napfkörpers und mit einem auf der äußeren Bodenseite sitzenden gleichachsigen zylindrischen Ansatz (12) von einem dem äußeren Nietschaftdurchmesser entsprechenden Durchmesser. c) Zwischenerwärmung bzw. Ausglühen des fertigen Nietrohlings (B), falls Nietwerkstoff es erfordert. d) Fortsetzung des Tiefziehens des Nietrohlings (B) in einer die lichten Durchmessermaße des Rohlings (B) aufweisenden Gesenkform (16), deren oberer Abschluß durch einen paßgerecht in die Gesenkform eingesetzten Ringkolben (32) gebildet wird, in dessen inneren Hohlraum der Zugschaft (3.I) des Niets vorher gleitend eingesetzt worden ist, in der Weise, daß dem Zugschaft (i17) bei Ausübung des Preßdruckes durch den Ringkolben (32) eine zusätzliche Axialbewegung in einer solchen Größe erteilt wird, daß sein verdickter Endkopf (26) den Nietkörpersack bis zu der gewünschten Endtiefe auszieht, wobei gleichzeitig sowohl der Endkopf (26) selbst als auch der Zugschaftteil oberhalb des Endkopfes (26) dicht vom Nietwerkstoff umschlossen werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 594 859, 596 275, 511531; französische Zusatzpatentschrift Nr. 41915 zu Nr. 714 939; USA.-Patentschriften Nr. 2 538 623, 2 426 422.