DE1109960B - Niet und Verfahren zum Setzen desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Niet und einem Verfahren zum Setzen desselben, welche Gegenstände eine Verbesserung und ein Ersatz für die gegenwärtig benutzten Niete sind, wie diese in den USA.-Patentschriften 2 531 048, 2 531 049, 2 754 703 und 2 804 798 beschrieben sind.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen und verbesserten Niets und eines Verfahrens zum Setzen derartiger Niete, um zwei oder mehrere Teile miteinander zu vereinigen, die fluchtende Öffnungen aufweisen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Niet und ein Setzverfahren dafür vorzuschlagen, wobei der Niet vor und während des Setzens belastet, d. h. unter einer Spannung mit einer daraus resultierenden Zusammenpressung der miteinander zu vereinigenden Teile, gesetzt werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Mitteln, um eine vorher bestimmte Größe der Vorbelastung zu erhalten.

Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß bei einem Niet, dessen Schaft wenigstens eine Stelle verringerten Querschnittes aufweist, auf die durch ein Setzwerkzeug ein Ring als Schließkopf aufgestaucht wird, dadurch gelöst, daß das Aufstauchen des Ringes durch Abziehen des Setzwerkzeuges erfolgt, wobei ein Gegenhalter den Ring an das Fügegut drückt.

Gegenüber den aus den vorstehend zitierten Patentschriften bekannten Nietanordnungen, bei denen das Nietgerät den Nietschaft ergreift und in den Pistolenlauf des Nietgerätes hineinzieht, worauf unter gleichzeitiger Zusammenpressung der Fügeteile sich ein Mundstück des Nietwerkzeuges über den Schließring in Richtung auf die Fügeteile schiebt und dabei das Material des Schließringes in die Ringnuten des Nietschaftes quetscht, werden durch die Erfindung erhebliche Vorteile erzielt. Bei den bekannten Nietverbindungen, bei denen das Einquetschen des Schließringwerkstoffes in die Ringnuten des Nietschaftes durch Druckbewegung des Nietgerätes bzw. des Mund-Stückes auf die Fügeteile zu erfolgt, besteht die Gefahr, daß der Nietschaft abbricht, bevor der Ringwerkstoff vollständig in die Ringnuten des Nietschaftes eingedrückt ist. Dies bedeutet, daß die Dimensionen der bekannten Niete sehr kritisch sind und insbesondere die Sollbruchstelle einen genau bestimmten Durchmesser haben muß und der Schließring aus einem besonderen Werkstoff bestehen muß, um dem Material des Nietschaftes zu entsprechen. Bei der erfindungsgemäßen Nietverbindung kommt es indessen auf die Dimensionierungen sowie den verwendeten Werkstoff nicht so genau an, da die auf den

Anmelder:

Olympic Screw & Rivet Corporation,
Downey, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. J. Buschhoff, Patentanwalt,
Köln, Kaiser-Wilhelm-Ring 24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Februar 1959

George Siebol, Anaheim, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Bolzenschaft ausgeübte Vorbelastung genau einstell- und wählbar ist, was nachstehend noch genauer erläutert wird.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung gegenüber dem bekannten Niet besteht in einer erheblichen Materialersparnis, die besonders dann ins Gewicht fällt, wenn der Nietschaft aus einem teueren Material, ζ. Β Titan, besteht. Dies ergibt sich wegen des bei dem bekannten Niet erforderlichen sehr langen Nietschaftes, der an der Sollbruchstelle nach dem Setzen der Nietanordnung abgebrochen wird, während man erfindungsgemäß mit einem wesentlich kürzeren Nietschaft auskommt.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Schließring in an sich bekannter Weise mit einem verdickten, beispielsweise mittleren Abschnitt auszustatten, wodurch es möglich wird, das infolgedessen vorhandene zusätzliche Material zur Arretierung des Nietes heranzuziehen.

Der Schaft des Nietes kann sich in einen Ansatz mit einem Knauf fortsetzen, an welchem das Setzwerkzeug angreifen kann, um den Nietschaft unter Zug zu setzen. Um dies zu ermöglichen, wird das Setzwerkzeug vorteilhaft mit einer teleskopartig verschiebbaren Klemmhülse ausgerüstet, deren Klemmbacken mit dem Knauf in Eingriff gebracht werden können.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann man am Ende des Ringes eine konische Lippe vorsehen, welche in die Ringnuten des Nietschaftes einpreßbar ist. Diese Lippen

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unterstützen die Vorspannung der Nietanordnung in sehr günstiger Weise, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird. Ferner bringt diese Ausführungsform den Vorteil mit sich, daß hierbei jeglicher Materialverlust vermieden wird, da hierbei ein nach dem Setzen abzubrechender Ansatz mit Knauf entfallen kann.

Die Einführung der auf den Nietschaft aufzusetzenden Schließringe kann über eine Öffnung im Setzwerkzeug geschehen, durch die hindurch die Ringe in das Innere des Werkzeuges von Hand oder auch automatisch, z. B. aus einem Magazin, eingebracht werden können.

Das Setzen eines Nietes gemäß der Erfindung erfolgt in der Weise, daß auf den in das Fügegut eingeschobenen Niet das mit dem Ring versehene Setzwerkzeug aufgesetzt, der Ring durch den Gegenhalter gegen das Fügegut gedruckt und anschließend durch Abziehen des Setzwerkzeuges auf den Nietschaft aufgestaucht und, sofern vorhanden, schließlich der Ansatz des Nietschaftes abgerissen wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen, welche drei Ausführungsformen beispielsweise und schematisch wiedergeben.

Fig. 1 gibt einen Teilschnitt wieder, der den erfindungsgemäßen Niet in Verbindung mit einem Setzwerkzeug zeigt;

Fig. 2 veranschaulicht in ähnlicher Weise den bereits teilweise gesetzten Niet;

Fig. 3 ergänzt die Fig. 1 dadurch, daß sie die Nietverbindung nach Beendigung der Setzoperation wiedergibt; die

Fig. 4, 5 und 6 entsprechen den Fig. 1, 2 und 3, erläutern jedoch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Niets;

Fig. 7 erläutert gleichfalls im Teilschnitt eine weitere Alternativform der Erfindung.

In den Fig. 1 bis 3 sind die miteinander zu verbindenden Teile, beispielsweise Metallbleche od. dgl., mit den Bezugsziffern 10 und 11 bezeichnet. Die Vereinigung dieser Teile geschieht mit einem Niet 12, auf den ein Ring 13 gedrückt wird. Das Setzen des Nietes 12 geschieht mittels eines Setzwerkzeuges 14, das eine teleskopartig verschiebbare Einrichtung 15 mit Klemmbacken 18 und ferner einen Gegenhalter 16 sowie eine Einrichtung 17, z. B. in Gestalt eines Preßringes, zum Drücken des Werkstoffes der Hülse 13 in Richtung auf den Niet 12 enthält. Dieser hat einen Schaft 20, der durch die einander entsprechenden Löcher in den Blechen 10 und 11 hindurchgesteckt wird, wobei der Kopf 21 des Nietes 12 an der Außenfläche des Bleches 10 anliegt.

Der Schaft 20 des Nietes 12 verjüngt sich und weist dadurch einen Abschnitt von verringerter Querschnittsfläche auf, in den der Werkstoff des Ringes 13 eingedrückt wird (s. insbesondere Fig. 3). Der Schaft 20 ist außerdem an seinem einem Ende mit den Ringnuten 22, 23 und 24 versehen, in die der Ringwerkstoff während des Setzvorganges gleichfalls eingedrückt wird. Anzahl, Form und Gestalt dieser Abschnitte mit verringerter Querschnittsfläche sind für die Erfindung ohne Bedeutung.

Der Schaft 20 setzt sich in einen Ansatz 27 fort, der an seinem einen Ende einen sich in axialer Richtung erstreckenden Knauf 28 aufweist. Dieser Knauf wird in noch zu beschreibender Weise von den Greifmitteln des Setzwerkzeuges erfaßt, wodurch eine Zugwirkung auf den Niet 12 ausgeübt werden kann.

Der Ring 13 wird gleitend über dem Schaft 20 angebracht. Er hat einen mittleren Abschnitt 29, der einen größeren Durchmesser aufweist als das Endteil 30, das an der Außenfläche des einen der zu vereinigenden Bleche aufsitzt.

Beim Setzen des Nietes werden die die Klemmbacken tragende Einrichtung 15 sowie der Gegenhalter 16 des Setzwerkzeuges 14 nach der rechten Bildseite gezogen, und es wird ein Ring 13 in das Innere des Werkzeuges durch die Öffnung 33 eingeführt. Die Einführung der Ringe 13 kann von Hand oder auch automatisch aus einem Vorratsbehälter geschehen, der mit der Öffnung 13 in Verbindung steht. Nach dem Einführen des Ringes 13 wird das Setzwerkzeug so angesetzt, daß es den Schaft 20 des Nietes 12 umgibt, worauf die Einrichtung 15 nach der linken Bildseite bewegt wird, um mittels der Klemmbacken 18 den Knauf 28 zu erfassen. Hierauf wird der Gegenhalter 16 in derselben Richtung bewegt, um mittels seines Teiles 16 a die Klemmbacken 18 an den Knauf 28 sowie den Ansatz 27 zu drücken. Der Niet sowie das Setzwerkzeug befinden sich nun in Setzstellung. Auf den Schaft 20 des Nietes 12 wird sodann ein Zug ausgeübt, um die Bleche 10,11 gegen den Kopf 21 des Nietes 12 zu drücken. Dies wird dadurch erreicht, daß man den Gegenhalter 16 weiter in Richtung auf den Ring 13 bewegt, so daß er an dessen Ende 34 anschlägt, wobei gleichzeitig die Einrichtung 15 rückwärts d. h. nach rechts in Fig. 1 gezogen wird. Der Grad der Vorbelastung des Nietes kann genau dadurch kontrolliert werden, daß man den durch das Setzwerkzeug ausgeübten Zug regelt. Dieser Zug ist unabhängig von der Gestaltung des Nietes oder des Ringes bzw. der miteinander zu vereinigenden Teile und kann auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden.

Während der auf den Schaft 20 ausgeübte Zug aufrechterhalten wird, wird der Preßring 17 in Richtung der rechten Bildseite bewegt und übt mittels seiner vorspringenden Klauen auf den Werkstoff des Ringes 13 eine Pressung aus, so daß er in Richtung des Schaftes 20 und in dessen Abschnitte mit verringerter Querschnittsfläche hineingedrückt wird. Auf diese Weise entspricht schließlich, wie Fig. 3 erkennen läßt, der Enddurchmesser des Ringes 13 dem Durchmesser der durch die Klauen gebildeten Öffnungen des Setzwerkzeuges. Der Gegenhalter 16 wird nunmehr in Richtung der rechten Bildseite zurückgezogen, wodurch sich die Klemmbacken 18 spreizen und den Knauf 28 wieder freigeben, um dadurch das Setzwerkzeug von dem nunmehr gesetzten Niet abziehen zu können. Man kann auch wahlweise den auf die Einrichtung 15 einwirkenden Zug steigern, um, wie dies Fig. 3 zeigt, den Ansatz 27 abzureißen. Für diesen Fall ist es vorteilhaft, den Ansatz 27 mit einem materialschwächeren Abschnitt zu versehen, an dem der Ansatz abreißt.

Wie ersichtlich, kann der Niet in beliebiger Höhe vorbelastet werden, so daß die verschiedensten Anwendungsgebiete möglich sind. Weiterhin ist die auf den Ring 13 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung ausgeübte Pressung bezüglich ihrer Höhe unabhängig von dieser Vorbelastung des Nietes und hängt auch nicht mit der maximalen Festigkeit des Nietes an irgendeiner Sollbruchstelle zusammen. Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht darin, daß der die Vorbelastung zunächst aufnehmende Knauf nur einen sehr geringen Anteil der Gesamtgröße des

Nietes darstellt, wodurch, falls man den Knauf abtrennt, nur ein sehr geringer Abfall vorhanden und dadurch eine Einsparung an Werkstoffkosten möglich ist. Der Preßring 17 bewegt sich über die gesamte Länge des Ringes 13, wodurch das Einpressen des Ringmaterials in die Ausnehmungen des Schaftes über die ganze Länge des Ringes sichergestellt wird. Überschüssiger Ringwerkstoff wird über das ursprüngliche Ringende hinweg verpreßt, wodurch die Ringlänge vergrößert wird, da keine Begrenzung für die Werk-Stoffbewegung vorhanden ist.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine ähnliche Nietverbindung wie diejenige der Fig. 1, 2 und 3, wobei jedoch der Ansatz 27 und der Knauf 28 fortfallen und infolgedessen jeglicher Materialabfall vermieden wird. Hierbei bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile in den Fig. 1 bis 3. An dem Endteil 34 des Ringes 13 wird eine sich in axialer Richtung erstreckende Lippe 40 vorgesehen, die sich vorzugsweise in Richtung der Bohrung des Ringes 13 erstreckt, wie dies insbesondere Fig. 4 zeigt. Die Einrichtung 15 mit den Klemmbacken 18 wird folglich bei dem Setzwerkzeug 14 entbehrlich, und die Ringnuten am Ende des Schaftes 20 dienen zum Erfassen des Nietes, um dessen Vorbelastung herbeizuführen.

Beim Setzen dieses Befestigungsmittels wird der Nietschaft durch die einander entsprechenden Öffnungen der zu verbindenden Teile eingeführt, und der Ring wird in das Setzwerkzeug genau so wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform eingebracht. Nachdem das Werkzeug über das Schaftende geführt ist, wird der Gegenhalter 16 vorwärts bewegt, um mit der Lippe 40 in Berührung zu kommen, während das Preßwerkzeug 17 an dem Ring 13 angreift, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Anschließend wird der Preßring 17 nach rechts gezogen, wodurch der Werkstoff der Lippe 40 zunächst mittels des Gegenhalters 16 in die Ringnuten des Nietschaftes hineingedrückt wird, wie dies Fig. 5 insbesondere veranschaulicht. Der Ring greift auf diese Weise an dem Schaft an, und in dem Maße, wie der Preßring 17 nach der rechten Bildseite bewegt wird, übt der Ring einen Zug auf den Schaft aus, wodurch die gewünschte Vorbelastung des Nietes eintritt. Nachdem der Werkstoff der Lippe in die Ringnuten des Schaftes hineingepreßt ist und der Gegenhalter 16 fest gegen das Ringende 34 drückt, wird die Hauptmenge des Ringwerkstoffes durch die Wirkung des Preßringes einwärts gedrückt, wobei dieser sich über den Ring in die in Fig. 6 gezeigte Stellung bewegt. Bei der Wahl der relativen Größen von Schaft, Ring und Preßwerkzeug werden die Teile vorzugsweise so dimensioniert, daß der Ring einen durch den Preßring zu bewegenden Materialüberschuß aufweist, der größer ist als derjenige, der durch die Ausnehmungen, insbesondere die Ringnuten des Schaftes, aufgenommen werden kann. Auf diese Weise wird, ähnlich wie beim Drahtziehen, eine Längsausdehnung des Ringes und dadurch eine Steigerung der dem Niet mitgeteilten Zugwirkung erzielt.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 veranschaulicht, wonach der Anfangsdruck auf die miteinander zu verbindenden Teile in üblicher Weise durch rückwärtige Belastung des Nietkopfes erreicht wird, während eine komprimierende Kraft über den Gegenhalter 16 auf den Ring 13 wirkt, die die Teile 10,11 gegen den Kopf 21 drückt. Dann wird während dieser Druckeinwirkung das Preßwerkzeug 17 über den Ring 13 bewegt, um den Ringwerkstoff in die Ausnehmungen des Schaftes zu drücken. Der gesetzte Niet hat schließlich dasselbe Aussehen, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Niet, dessen Schaft wenigstens eine Stelle verringerten Querschnittes aufweist, auf die durch ein Setzwerkzeug ein Ring als Schließkopf aufgestaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufstauchen des Ringes (13) durch Abziehen des Setzwerkzeuges (14) erfolgt, wobei ein Gegenhalter (16) den Ring an das Fügegut (10, 11) drückt.

2. Niet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (13) in an sich bekannter Weise einen verdickten Abschnitt (29) aufweist.

3. Niet nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (20) sich in einen Ansatz (27) mit einem Knauf (28) fortsetzt, während das Setzwerkzeug (14) mit einer teleskopartig verschiebbaren Klemmhülse (15) ausgerüstet ist, deren Klemmbacken (18) mit dem Knauf in Eingriff gebracht werden können.

4. Niet nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem Stellen verringerten Querschnitts durch Ringnutengebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Ringes (13) eine konische Lippe (40) vorgesehen ist, die in die Ringnuten (22, 23, 24) einpreßbar ist.

5. Setzwerkzeug für einen Niet nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Setzwerkzeug (14) eine Öffnung (33) hat, durch die die Ringe (13) in das Innere des Werkzeuges einführbar sind.

6. Verfahren zum Setzen eines Nietes nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf den in das Fügegut (10,11) eingeschobenen Niet (20) das mit dem Ring (13) versehene Setzwerkzeug (14) aufgesetzt, der Ring durch den Gegenhalter (16) gegen das Fügegut gedrückt und anschließend durch Abziehen des Setzwerkzeuges auf den Nietschaft aufgestaucht wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 397 076, 2 531 048.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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