DE1194358B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Nietverbindung zwischen zwei Blechteilen, insbesondere zwischen Felge und Radscheiben-flansch eines Rades, bei der der Niet aus einem Vorsprung des Blechs besteht - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtuna zum Herstellen einer C Nietverbindunor zwischen zwei Blechteilen, insbesondere zwischen Felge und Radscheibenflansch eines Rades, bei der der Niet aus einem Vorsprung des Blechs besteht Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Herstellen einer Nietverbindunlo., zwischen zwei Blechteilen aus, bei der der Niet aus einem Vorsprung des einep Blechteils besteht, bei dem im Zuge des Bildens des Vorspniiigzs in dem ersten Blechteil bei zwischen Gegenstempel und Hohlstempel aufeinanderliegende-a Elechteilen der zweite, auf de-in Hohlstempel aufliegen& Blechtzil unter Ausstanzen eines Loches durch den Vorsprung bei der Vorsprungsbildung durchdrungen wird und die beiden Blechteile sodann durch Stauchen der Kuppe des Vorsprungs verbunden werden.
• Nach diesem Verfahren werden beispielsweise dümie Zun-en #,o-ti rnit Ihrer tiv dicken Blechunterlage vernietet. Dabei hat der aus der Unterla-e kommende und die Zunge durchdrinorende Vorsprung die Form eines Zylinderbutzens und wird mehr nach Art eines Schervorgan-es aus der Unterlage herausgedrückt. Der Zusam menhalt zwischen Vorsprung und Unterlage ist daher schlecht C LI und mithin die Festigkeit der Nietverbindung nur Zudein eine verhältnismäßig kleine Län-e aufweisen und muß inimer wesentlich g >eringer sein als die Dicke des Elechteils, aus deir er herausgedrückt wird. Die Verbindun- eignet sich mithin nur für die Vernietung von dicken imt dünnen Blechen.
• Deinge-enüber zielt die Erfindung auf die Herstellun', einer festen Nietverbindung zweier unter anderem auch aleichstarker-Blechteile ab, die sich vor allern alich zum Verbinden von Felgen mit Radscheibepflanschen eignet.
• Dies wird erfindungsgenläß dadurch erreicht, daß der das Loch issianz-ende Vorsi7#-5-Lill(y in Ni.1.gi(-'hen-oder Hohlwarzenform sowie mit halbkugeliger Kuppe, jedoch mit sich hinter der KZuppe konisch e£weiterndem und über eine Rundun- in die Ebene des ersten Blechteiles einlaufendem Hals ausgepreßt wi;-d.
• Es lasseil sich so mit ihrem Blechteil in fester Verbindung stehende Vorsprünge größerer Länge scherfrei herstellen, die nach Durchdringen des zweiten Blechteiles und nach Vernieten auf der Kuppenseite zu ei.-.er sowohl schubiesten als auch in Ablieberichtung festen Nietverbindung führen. In dieser Nietverbindung besteht kein Spiel, da sich der nach dem Durchstanzen des zweiten Blechteiles durch die Kuppe des Vorsprunges eintretende weitere Durchdringungsvorgano, unter gegenseitiger Forinanale;chung beider Blechteile im Halsbereich des Vorsprungs vollzieht.
• Demgegenüber sind zwar Nietverbindungen zweier C Blechteile bekannt, bei denen an dem einen Blechteil Vorsprünge in Näpfchen- oder Hohlwarzenforrn sowie mit halbkugeliger Kuppe scherfrei gebildet werden, die nach Hindurchstecken durch entsprechende Löcher des anderen Blechteiles auf der Kuppenseite vernietet werden. Bei diesem Stand der Technik erfolaten aber bisher die Vorsprungsbildung an dem einen Blechteil und die Lochung an dem anderen Blechteil unabhängig voneinander. Man mußte daher auf die Einhaltung genauer Abstände achten und außerdem das Lichtmaß der Löcher gegenüber den etwa zylindrischen Vorsprüngen (Yrößer halten. Es war auf diese Weise eine, insbe, sondere schubfeste, Nietverbindung wirtschaftlich nicht herzustellen. Derngegenüber macht die Erfindun"7 zwar von derartigen Vorsprüngen in Näpfchen-oder Hohlwarzenform Gebrauch, lehrt aber, unter kegeliger Formgebung dieser Vorsprünge diese unter gleichzeitiger Lochung des zweiten Blechteiles aus Z> dem ersten Blechteil herauszudrücken und mit dem zweiten Blechteil formschlüsig zu verbinden.
• Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird beim Auspressen der Vorsprünge an der Unterseite des zweiten Blechteiles eine Ringnut mit einem dem Stanzbutzen entsprechenden Innendurchmesser mit kegeliger Außenwand eingepreßt, womit die spätere Bildung eines Senknietkopfes vorbereitet wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Vorderende des Näpfchens, das durch den zweiten Blechteil hindurchragt, unter Bildung eines Kegels mit zum Gegenstempel hinweisender Spitze nach Art eines Senknietkopfes in den zweiten Blechteil hineingestaucht.
• Gegenstand der Erfindung sind ferner Vorrichtungen zur Durchführung vorstehender Verfahrensschritte, die sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Patentansprüchen ergeben. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch die Achse eines aus Radscheibe und Felge bestehenden Rades, wobei die Nietwerkzeuge gestrichelt dargestellt sind, F i g. 2 einen im vergrößerten Maßstab dargestellten Schnitt nach Linie 2-2 der F i g. 1 mit den Werkzeugen, F i g. 3 einen in noch größerem Maßstab dargestellten Schnitt, der den Beginn der ersten Arbeitsstufe zeigt, F i g. 4 einen der F i g. 3 ähnlichen Schnitt, der das mittlere Stadium der ersten Arbeitsstufe zeigt, F i g. 5 einen den F i g. 3 und 4 ähnlichen Schnitt, der das Ende der ersten Arbeitsstufe zeigt, F i g. 6 einen Schnitt, der den Beginn der zweiten Arbeitsstufe zeigt, und F i g. 7 einen Schnitt, der die Beendigung der zweiten Arbeitsstufe zeigt.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Verbindung in zwei Stufen. In der ersten Stufe (F i g. 3, 4 und 5) wird auf dem einen Blech ein Vorsprung gebildet, der bei seiner Formung ein Stanzstück oder eine Scheibe aus einem anliegenden Blech drückt und in das auf diese Weise hergestellte Stanzloch tritt. In der zweiten Stufe wird die Stirnseite des hohlen Vorsprungs gestaucht (F i g. 6 und 7), um die Bleche zu vereinigen.
• Es wird um das Stanzloch herum eine ringförmige Vertiefung geformt, damit das an dem Ende des Vorsprunges vorhandene Material sich nach außen verlagert und sich gleichförmig und konzentrisch um den gesamten Umfang des an dem Vorsprung geformten Kopfes legt.
• Mehrere Werkzeuge oder Stempel formen gleichzeitig alle Verbindungsstellen eines Rades, wie aus F i g. 1 ersichtlich. Da der Scheibenflansch zuerst fest an die Felge eingepreßt wird und da in der ersten Stufe des Verfahrens über dem gesamten Umfang des Rades verteilte, im Abstand stehende Vorsprünge geformt werden, die in Stanzlöcher eingreifen, werden die Teile in der nächsten Stufe des Verfahrens, in der die Vorsprünge gestaucht und in den Löchern vernietet werden, gegenseitig in der richtigen Lage festgehalten.
• Der dicht eingezogene axiale Umfangsflansch10 einer Radscheibe D und der axiale Innenteil 11 einer Felge R werden zuerst in einer Presse bearbeitet, die einen Oberstempel 12 und einen Unterstempel 13 hat.
• Der Oberstempel 12 hat eine abgerundete Kuppe 12a, die an der Oberfläche des nebenliegenden Bleches an der Mittelachse des Stempels liegt, sowie eine abgerundete Schulter. Der Unterstempel 13 hat einen verhältnismäßig schmalen ringförmigen Stirnvorsprung 13 a, der außen kegelig ist und der sich an einem ersten Arbeitsabschnitt in die Fläche des anliegenden Bleches eindrückt und in dem Blech eine ringförmige Vertiefung lla bildet. Hierdurch wird nicht nur ein Schnitt ausgeführt, der das Ausstanzen der Stanzscheibe 11 b (F i g. 5) erleichtert, sondern es wird auch das Stauchen oder Nieten des mit einem geschlossenen Stirnende versellenen hohlen Vorsprunges 10a begünstigt, der in dem Blech 11 in der ersten Verfahrensstufe geformt wird.
• In der ersten Verfahrensstufe wird das Stanzstück 11 b aus dem Blech 11 völlig herausgestanzt und in die rohrförmige Bohrung des Unterstempels 13 gedrückt. Der Vorsprung 10a des Bleches 10 wird mit mit seinem abgerundeten Außenende 10al durch das Stanzloch 11 c hindurchgedrückt, bis die ungefähr zylindrischen Seitenabschnitte 10 a 2 des Vorsprunges fest an der scharfen Innenkante des ringförmigen Vorsprunges 13 a des Unterstempels 13 anliegen. Das Metall wird jedoch nicht geschnitten, weil das vorspringende Ende 12 a kleiner ist als die in dem Unterstempel 13 befindliche Bohrung, so daß das Blech zwischen diesen Teilen liegen kann, und weil die Schultern 12 b des Oberstempels sich gegen den flachen Abschnitt des unteren Bleches legen.
• Das in dem Blech 11 gebildete Stanzloch 11 c ist an seinem Innenende 11 c 1, d. h. an dem Ende, das in der Nähe des Bleches 10 liegt, abgerundet und bildet einen Kegel 11 c 2 mit nach außen abnehmendem Durchmesser und mit einer verhältnismäßig scharfen Kante 11 c 3 an der Innenkante des Ringabschnittes 13 a des Unterstempels 13. Diese scharfe Kante, die beim Formen etwas gehärtet wird, liegt dicht um den im allgemeinen zylindrischen Abschnitt des Vorsprunges 10 a. Diese Lage unterstützt weitgehend die nachfolgende Formung des Nietkopfes.
• In der anschließenden Bearbeitungsstufe werden die Köpfe aller nietähnlichen Vorsprünge des Rades gleichzeitig hergestellt. F i g. 1 zeigt die allgemeine Lage der Pressenstempel, und F i g. 2 zeigt die Anordnung eines Pressenstempels sowie die anliegenden Pressenteile zum richtigen Halten der Radscheibe und der Radfelge und zum Verhüten einer Verformung der Teile beim Arbeiten. Die Wirkungsweise dieser Pressenteile ergibt sich aus der Darstellung und braucht daher nicht weiter beschrieben zu werden.
• Der zum Fertigstellen dienende Stempelaufbau ist in den F i g. 6 und 7 dargestellt und besteht aus einem Oberstempel 15 und einem Unterstempel 16. Die Arbeitsfläche des Unterstempels 16 ist flach, kann aber gewünschtenfalls einen in der Mitte liegenden Vorsprung haben, der bei der Nietkopfbildung das Ausbreiten des Metalls nach außen begünstigt.
• Der Oberstempel 15 hat eine flache Stirnseite 15 a und eine konkav gekrümmte Schulter 15 b, die mit der Flachseite 15 a durch eine deutlich abgerundete Ecke 15 c verbunden ist. Diese Form ist sehr günstig beim Erfassen des Metalls zu Beginn der Nietkopfbildung, wie F i g. 6 zeigt, da die ringförmige Ecke 15 c das Metall des Vorsprunges fest an die scharfe Kante 11 c 3 des Stanzloches drückt, um das Metall während der Nietkopfbildung gegen Rückfließen zu sichern. Es ist bekannt, daß Metall sich wie ein viskoser Körper verhält und das Bestreben zeigt, um abgerundete Ecken herumzufließen. Dieses Verhalten wird hier benutzt, wobei durch das dichte Festklemmen zwischen den verhältnismäßig scharfen Kanten eine Höchstmenge an Metall in dem Ende des hohlen Vorsprunges über dem Außenende des in dem Blech 11 befindlichen Stanzloches zurückgehalten wird, um den Nietkopf 10 a 3 zu bilden. Während des abschließenden Bearbeitungsabschnittes der Nietkopfbildung verschwindet bei der Formung des Kopfes 10 a 3 die scharfe Kante 11 c 3, und es wird ein nach außen sich erweiternder Kegel 11c4 in dem Stanzloch gebildet; jedoch verbleibt in dem Stanzloch eine deutliche Verengung 11 c 5, die den Kegelkopf des Vorsprunges festhält.
• Alle nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Köpfe sind gleichförmig konzentrisch und glatt um die Achse des Vorsprunges und des Stanzloches und haben keine bogenförmigen Kanten oder exzentrischen Stellungen, wie dies früher der Fall war. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Köpfe gleichförmig ausgeführt sind und fest haften und daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Räder sich besser bewähren als die mit den üblichen Senknieten genieteten Räder.
• Im allgemeinen ist es einfacher, die Vorsprünge an dem Scheibenflansch und die Stanzlöcher in der Felge zu bilden. Diese Form ist auch dargestellt. Die Vorsprünge können jedoch auch in der Felge und die Stanzlöcher in dem Scheibenflansch geformt werden. In diesem Fall werden die zurückgebliebenen Vertiefungen ausgefüllt, um eine glatte Fläche für den Innenschlauch des Reifens zu schaffen.

Claims (2)

1. Patentanspräche: 1. Verfahren zum Herstellen einer Nietverbindung zwischen zwei Blechteilen, insbesondere zwischen Felge und Radscheibenflansch eines Rades, bei der der Niet aus einem Vorsprung des Blechs besteht, bei dem im Zuge des Bildens des Vorsprunges in dem ersten Blechteil bei zwischen Gegenstempel und Hohlstempel aufeinanderliegenden Blechteilen der zweite, auf dem Hohlstempel aufliegende Blechteil unter Ausstanzen eines Loches durch den Vorsprung bei der Vorsprungsbildung durchdrungen wird und die beiden Blechteile sodann durch Stauchen der Kuppe des Vorsprungs verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß der das Loch ausstanzende Vorsprung (10a) in an sich bekannter Weise in Näpfchen- oder Hohlwarzenform sowie mit halbkugeliger Kuppe, jedoch mit sich hinter der Kuppe (10a1) konisch erweiterndem und über eine Rundung in die Ebene des ersten Blechteiles einlaufendem Hals ausgepreßt wird.
2. 2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß beira Auspressen des Näpf- chens (10a) an der Unterseite des zweiten Blechteils (11, R) eine-Ringnut (11a) von einem dem Stanzbutzen entsprechenden Innendurchmesser mit kegeliger Außenwand eingepreßt wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet ' daß die Kuppe (10 a) des Näpfchens (10a) unter Bildung eines Kegels mit zum Gegenstempel (12, 15) hinweisender Spitze nach Art eines Senknietkopfes in den zweiten Blechteil hineingestaucht wird. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Stempelsatz mit einem Hohlstempel (13) und einem Gegenstempel (12), dessen Kuppe (12a) einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Bohrung (13a1) in dem Hohlstempel (13) hat und in eine konkave Ringschulter (12b) übergeht. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichzeichnet, daß der Hohlstempel (13) e'men rmgförmigen Vorsprung (13a) mit kegeligem Außenmantel unmittelbar um seine Bohrung (13a1) herum hat. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 3, gekennzeichnet durch einen Stempelsatz (15, 16) mit einem gegen die Kuppe gerichteten Stempel mit ebener Arbeitsfläche und einem in das Näpfchen vorspringenden Gegenstempel (15) mit abgeffachter Stirnfläche und eine an diese anschließende konkave Ringschulter (15 b). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 66 857, 98 517; schweizerische Patentschrift Nr. 248 070; französische Patentschrift Nr. 805 056; britische Patentschriften Nr. 278 342, 590 720, 604 620; USA.-Patentschriften Nr. 1446 095, 2 321755, 2465534.