DE1450903B1 - Blindniet - Google Patents

Description

Blindnietverbindungen werden in der Regel zur Verbindung von Werkstücken angewendet, welche nur von einer Seite zugänglich sind. Ihre Herstellung verlangt daher große Sorgfalt und Zuverlässigkeit, insbesondere wenn eine sichere Schwingungsfestigkeit gefordert wird.

Es sind Blindniete bekannt, welche aus einer mit einem Setzkopf versehenen Niethülse und einem durch die Niethülse greifenden Dorn mit einem verdickten Kopf gebildet werden und deren Dorn eine Anschlagschulter, die mit einer Gegenschulter in der Niethülse in Eingriff kommt, sowie eine Sollbruchstelle aufweist. Beim Nietvorgang wird durch den Kopf zunächst das überstehende Ende der Niethülse mit Hilfe der Anschlagschulter trichterartig aufgeweitet und die zu verbindenden Werkstücke werden hierdurch zusammengepreßt, sodann wird durch den Dornkopf der im Bereich der zu verbindenden Werkstücke liegende Teil der Niethülse aufgeweitet und an der Lochleibung zur Anlage gebracht und schließlich der Dorn an der festgelegten Sollbruchstelle abgerissen. Bei einer derartigen Arbeitsweise werden die Werkstücke zusammengepreßt, bevor die Schließkopfbildung erfolgt, eine Stauchbeanspruchung des Nietschaftes, durch die Werkstoff vom Nietschaft zwischen den Spalt der beiden Werkstücke einkriechen könnte und ein Zusammenpressen der Werkstücke behindert wird, wird vermieden. Nachteilig ist jedoch bei diesem bekannten Blindniet, daß ein beträchtlicher Teil des abgerissenen Dornschaftes nach dem Abreißen des Domes den Setzkopf des Nietes überragt und besonders abgearbeitet werden muß und darüber hinaus bei Werkstücken verschiedener Dicken ein verschieden langes Ende des abgerissenen Dornschaftes aus dem Setzkopf herausragt (USA.-Patentschrift 2 501 567).

Eine immer gleiche Lage der Sollbruchstelle auch bei verschiedenen Werkstückdicken kann auch bei einem weiterhin bekannten Blindniet nicht erreicht werden, bei welchem innerhalb der Niethülse eine Schulter angeordnet ist, welche durch eine Schulter am Dornschaft beim Einziehen des Domes teilweise verformt wird und schließlich mit einer weiteren Schulter am Domschaft zur Anlage kommt. Außerdem ist bei diesem bekannten Blindniet ein zuverlässiges Zusammenpressen der Werkstücke vor der Schließkopfbildung nicht erreichbar und es kann auch eine vorzeitige Anlage der Niethülse an der Lochleibung nicht vermieden werden (USA.-Patentschrift 2 538 623).

Bekannt ist ferner die Herstellung von Blindnietverbindungen in der Weise, daß der Dornkopf mit Hilfe einer Schulter auf der Stirnfläche der Niethülse zur Anlage gebracht und die Niethülse beim Ziehen des Domes in der Längsrichtung gestaucht und hierdurch sowie mit Hufe eines besonders gehärteten Teiles der Niethülse nach außen zur Bildung des Schließkopfes gebördelt wird. Niethülse und Nietdorn sind hierbei mit je einem korrespondierenden Anschlag versehen, welche zur Anlage kommen und dann eine

ίο Weiterbewegung des Domes verhindern, so daß die Sollbruchstelle immer genau in die Ebene der Oberfläche des Setzkopfes gelangt. Zum Abschluß der Nietverbindung wird sodann noch ein am Setzkopf befindlicher Kragen in die Sollbruchstelle eingeformt.

Nachteilig ist hierbei, daß die Niethülse vor der Bildung des Schließkopfes einer Stauchbeanspruchung unterworfen und daher vorzeitig gegen die Lochleibung gepreßt wird. Aufwendig ist fernerhin die Notwendigkeit eines besonders gehärteten Bereiches am Ende der Niethülse und von besonderem Nachteil ist der Umstand, daß die an sich sehr erwünschte genaue Lage der Sollbruchstelle in der Ebene der Setzkopfoberfläche nur bei Blechdicken ganz bestimmter Stärke mit ein und denselben Nieten und Domen erreichbar ist (USA.-Patentschrift 2 397 111).

Es ist ferner ein Blindniet bekannt, bei dem eine Buchse mit Hilfe des flanschartig ausgebildeten Dornkopfes in die Niethülse einziehbar ist, wobei die Niethülse aufgeweitet wird. Die Buchse wird jedoch hierbei in den Bereich der miteinander zu verbindenden Werkstücke hineingezogen und hierbei wird eine Stauchwirkung auf den gesamten Hohlnietschaft ausgeübt, durch die eine vorzeitige Anlage der Niethülse an die Lochleibung eintritt. Eine genau festgelegte Lage der Sollbruchstelle läßt sich bei diesem bekannten Blindniet nicht erreichen (britische Patentschrift 472329).

Bekannt ist es schließlich, die Anwendung gleicher Niet- und Dorngrößen bei wechselnder Werkstückstärke dadurch zu ermöglichen, daß das Ende des Nietdornes als ziehfähige Verdickung ausgebildet wird, welche bei verschieden dicken Werkstücken durch die Niethülse verschieden lang abgestreckt wird, bis ein Verriegelungsring, welcher am Setzkopfende auf dem Dornschaft angeordnet ist, mit Erreichen einer etwa bündigen Lage mit dem Setzkopf von der beim Nietvorgang entstehenden Reaktionskraft unmittelbar beaufschlagt und der Nietdorn nietkopfbündig abgerissen wird. Bei diesem bekannten Blindniet ist jedoch die Anwendung eines besonderen ziehfähigen Werkstoffes für den Dornkopf erforderlich und für die notwendige Verformungsarbeit dieses Dornkopfes müssen verhältnismäßig große Kräfte aufgewendet werden (französische Patentschrift 1254 584).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blindniet zu schaffen, bei welchem unter Beibehaltung der Vorteile der bisher bekannten Blindniete deren Nachteile vermieden werden und auch bei wechselnder Stärke der zu verbindenden Werkstücke die Lage der Sollbruchstelle mit Sicherheit gleichgehalten wird und trotzdem eine zuverlässige und dichte Nietverbindung erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der bekannten Ausgestaltung eines Blindnietes, welcher aus einer mit einem Setzkopf versehenen Niethülse und einem durch die Niethülse greifenden Dorn mit einem verdickten Kopf besteht, der beim

Einziehen des Domes das Schließende der Niethülse aufweitet, wobei der Dorn eine Anschlagschulter, die mit einer Gegenschulter in Eingriff kommt und eine Sollbruchstelle aufweist, an der er nach dem Anschlag abreißt, und besteht darin, daß auf dem Dorn eine Buchse sitzt, die in das Schließende der Niethülse eindrückbar ist und in die der Dornkopf einziehbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Bündniet wird bei der Herstellung der Nietverbindung zunächst das äußere Ende der Niethülse mit Hilfe der auf dem Dorn angeordneten Buchse aufgeweitet und über diese Aufweitung ein dichtes Zusammenpressen der miteinander zu verbindenden Werkstücke erreicht, ohne daß dieses Zusammenpressen etwa durch eine vorzeitige dichte Anlage der Niethülse im Bereich der Lochleibung behindert wird. Sodann wird der Schließkopf gebildet und anschließend erst der Bereich der Niethülse innerhalb der Werkstücke an die Lochleibung zur Anpressung gebracht.

Dabei werden die verschiedenen Dicken der Werkstücke in gewissen Grenzen automatisch durch eine größere oder kleinere Eindringtiefe der Buchse in das äußere Ende der Niethülse kompensiert, bevor der Kopf des Domes in. die Buchse selbst eintritt. Diese feste Längsstellung des Kopfes des Domes im Niet vereinfacht die Halterung des Kopfes im Niet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen

F i g. 1 bis 5 einen erfindungsgemäßen Blindniet im Längsschnitt in verschiedenen Abschnitten des Niet-Vorganges,

F i g. 6 einen Längsschnitt des Dornkopfes,

Fig. 7 und 8 den Blindniet nach den Fig. 1 bis 5 in Werkstücken maximaler bzw. minimaler Gesamtdicke,

Fig. 9 einen Blindniet mit zum Teil vergrößertem Außendurchmesser,

Fig. 10 und 11 eine weitere Ausführung der Erfindung in verschiedenen Stufen des Nietvorganges,

Fig. 12 einen Querschnitt nach der LinieX-X der Fig. 11 und

Fig. 13 bis 17 eine weitere Ausführung der Erfindung.

Zunächst wird auf die Fig. 1 bis 8 Bezug genommen.. Die beiden miteinander zu verbindenden Werkstücke sind mit 11 bzw. 12 bezeichnet, die Niethülse mit 13 und die Buchse mit 14. Der Schaft des Domes ist mit 15 bezeichnet und der Kopf desselben im Ganzen mit 16 und seine Anschlagschulter mit 20.

In den Fig. 2, 3, 4 und 5 ist der Gegenhalter 17 eines normalen Nietwerkzeuges oder eines Sprengnietwerkzeuges (nicht gezeigt) dargestellt.

Die Niethülse 13 hat einen als Senkkopf ausgebildeten Setzkopf 13 a und daran anschließend den Schaft, welcher leicht in die Bohrungen der zu verbindenden Werkstücke 11 und 12 paßt. Nahe dem Setzkopf ist innen eine Anschlagschulter 18 ausgebildet, nach welcher der innere Durchmesser erheblich größer ist als der des Schaftes des Domes 15. An seiner äußeren Oberfläche weist der Setzkopf 13 α einen vorstehenden Kragen 19 auf.

Die Anschlagschulter 20 am Kopf des Domes erstreckt sich am Schaft des Domes 15 zu einem ersten zylindrischen Teil 21. Eine zweite konische Schulter 22 erstreckt sich ihrerseits bis zu einem zweiten zylindrischen Teil 23 von größerem Durchmesser, das aber kürzer ist.

Die Buchse 14, die im Vergleich zur Niethülse 13 relativ kurz ist und leicht gleitbar auf dem Schaft des Domes 15 angebracht ist, hat näherungsweise denselben äußeren Durchmesser wie die Niethülse 13. Die Buchse ist an einem Ende verjüngt ausgebildet, damit sie leichter in die Niethülse 13 eintreten kann, welche für diesen Zweck ihrerseits an dem heraustretenden Ende trichterförmig abgeschrägt ist.

Nahe der Anschlagschulter 20 weist der Schaft des Domes 15 eine relativ flache Nut 24 und auf der der Schulter 20 abgelegenen Seite von dieser Nut eine noch tiefere Nut 25, welche als Sollbruchstelle ausgebildet ist und eine Form hat, die aus der Fig. 6 hervorgeht. Während des Nietvorganges liegt der Gegenhalter 17 des zu verwendenden Werkzeuges gegen den Kragen 19 an der äußeren Oberfläche des Setzkopfes 13 a an und der Schaft des Domes wird in der bekannten Weise gezogen, um den Kopf 16 in die Niethülse 13 zu ziehen und dann den Schaft 15 bei der Nut 25 abzubrechen. Der Vorgang ist mehr ins Einzelne gehend dabei folgender:

Zunächst wird die Buchse 14 zur Anlage am heraustretenden Ende der Niethülse 13 gebracht (s. Fig. 1) und dann in die Niethülse hineingedrückt, um den herausstehenden Teil der Niethülse gegen die Rückseite des Werkstückes 12 aufzuweiten und so die beiden Werkstücke 11 und 12 fest aufeinander zu pressen und zwischen dem aufgeweiteten Teil der Niethülse (s. Fig. 2) und dem Setzkopf zu halten. Das Ausmaß, bis zu welchem die Buchse 14 auf diese Weise in die Niethülse 13 eindringt, hängt von der gesamten Dicke der beiden Werkstücke ab, weiche innerhalb relativ großer Grenzen für die entsprechende Nietlänge variieren kann.

Sodann (s. Fig. 3) treten die Anschlagschulter 20 und der erste zylindrische Teil 21 des Kopfes in die Buchse 14 ein, dehnen diese aus und weiten den vorstehenden Teil der Niethülse 13, welcher die Buchse 14 umgibt.

Darauf treten die Anschlagschulter 20 und der erste zylindrische Teil 21 durch die Buchse 14 hindurch und in denjenigen Teil der Niethülse ein, welcher sich innerhalb der Werkstücke 11 und 12 befindet, um diesen Teil der Niethülse 13 zu verschließen und ihn nach außen in engen und festen Kontakt mit der Lochleibung in den Werkstücken zu drücken; bald darauf treten die zweite konische Schulter 22 und der zweite mit größerem Durchmesser versehene zylindrische Teil 23 des Kopfes in den äußeren Endteil der Buchse 14 und weiten diese und den herausstehenden Teil der Niethülse 13 noch weiter auf (s. Fig. 4).

Dann wird die Bewegung des Kopfes 16 in die Niethülse 13 hinein dadurch begrenzt, daß die Anschlagschulter 20 des Kopfes gegen die Gegenschulter 18 in der Niethülse 13 zur Anlage kommt und dadurch der erhöhte Druck des Gegenhalters 17 auf den Kragen 19 diesen in die Nut 24 drückt. Wenn diese Nut gefüllt ist, bricht der Druck den Schaft des Dornes an der Sollbruchstelle 25 (s. F i g. 5) und der Kopf des Domes verbleibt festgehalten gegen axiale Bewegung in seiner den Niet 13 verschließenden Stellung.

Die Strecke, um welche die Buchse 14 in die Niethülse 13 (s. Fig. 2) eindringt, bevor die Hülse selbst dadurch ausgedehnt wird, d. h. die Anschlagschulter 20 und der zylindrische Teil des Kopfes (s. F i g. 3) in die Buchse eindringt, hängt von der Gesamtdicke der

im jeweiligen Falle miteinander zu verbindenden Werkstücke ab. Je größer die gesamte Werkstückdicke ist, um so weniger weit dringt die Buchse 14 in die Niethülse ein und um so größer ist die Strecke, um welche die zweite konische Schulter 22 und der zweite zylindrische Teil 23 in die Buchse 14 eintreten (s. Fig. T), in welcher der Fall der maximalen Dicke dargestellt ist. Ebenso ist, je dünner das Werkstück ist, diejenige Strecke umso größer, um welche die Buchse 14 in die Niethülse 13 eintritt, und ebenfalls wird dadurch diejenige Strecke kleiner, um welche die zweite konische Schulter 22 und der zweite zylindrische Teil 23 in die Buchse 14 eindringen (s. F i g. 8, in welcher der Fall minimaler Dicke dargestellt ist).

Die Möglichkeit, daß die Buchse in Längsrichtung des Nietes gesehen in Abhängigkeit von der Gesamtdicke der Werkstücke verschiedene Stellungen einnehmen kann, gestattet ein zuverlässiges Verschließen des Nietes durch den Kopf des Domes über einen erheblichen Dickenbereich von Werkstücken, wobei immer eine gleiche Lage der Sollbruchstelle zum Setzkopf erreicht wird. Bei diesem Vorgang wird der Kopf des Dornes nicht verformt.

Um sicherzustellen, daß der äußere Teil der Wandung der Niethülse im Bereich der Gegenschulter 18 (F i g. 1) in fester Berührung mit den Wandungen der öffnungen in den Werkstücken 11 und 12 ist, kann der äußere Durchmesser, wie bei 26 in F i g. 9 angedeutet ist, in diesem Bereich vergrößert sein.

Im folgenden wird auf das abgeänderte Ausführungsbeispiel nach den F i g. 10 bis 12 Bezug genommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die miteinander zu verbindenden Werkstücke fluchtende Bohrungen 11 α und 12 α auf, die Niethülse ist mit 13, die Buchse mit 14, der Schaft des Dornes mit 15 und der Kopf des Dornes mit 16 bezeichnet.

Die Niethülse hat einen Senkkopf 13 a. Nahe diesem Kopf weist die Niethülse eine Gegenschulter 18 auf, von welcher ab der innere Durchmesser erheblich größer ist als derjenige des Schaftes des Dornes 15. Mitten auf der Oberfläche des Setzkopfes 13 α ist an seiner Außenfläche wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel ein ringförmiger Kragen 19 ausgebildet. Der Kopf des Dornes hat eine Anschlagschulter 20, welche sich vom Schaft 15 des Dornes bis zu einem ersten zylindrischen Teil 21 erstreckt, und eine zweite konische Schulter 22, welche sich ihrerseits zu einem zweiten aber kürzeren zylindrischen Teil 23 größeren Durchmessers erstreckt. Der zylindrische Teil 21 des Dorn-Kopfes ist zwischen den beiden konischen Schultern in Längsrichtung geriffelt. Die Anbringung der Vorrichtung zum Nieten ist ähnlich wie bei dem in Zusammenhang mit den F i g. 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Die Riffelung auf dem zylindrischen Teil 21 des Kopfes des Dornes ist vorzugsweise durch Walzen bzw. Rollen mit entsprechenden Werkzeugen hergestellt, so daß abwechselnd längsgerichtete Nuten 27 neben entsprechenden Rippen 28 liegen.

Die Ausführungsform nach Fig. 10 bis 12 ist besonders geeignet zum Einbringen von Nieten in Bohrungen mit engen Toleranzen zwischen dem äußeren Durchmesser der Niethülse und dem inneren Durchmesser der Bohrungen der Bleche oder wenn ein Spalt oder eine erhebliche Differenz zwischen dem äußeren Durchmesser der Niethülse und dem inneren Durchmesser der Wandung der Bohrungen besteht.

Im Falle sehr enger Toleranzen, wird (s. Fig. 12) das Fließen des Nietmaterials während des Ziehens des Dornes die Nuten 27 zwischen den Rippen 28 füllen und/oder die Rippen werden während des Ziehens abgebrochen. Wenn zwischen der Niethülse und der inneren Wand der Bohrungen im Blechmaterial ein Spalt besteht, kann der geriffelte Dorn dazu verwendet werden den Spalt vollständig zu schließen, nachdem der Nietvorgang beendet wurde, da der Gesamtdurchmesser des Dornes um etliche Tausendstel größer sein kann, als dies bei nicht geriffeltem Dorn möglich wäre.

Wie bereits oben angedeutet wurde, ist der Nietvorgang bei diesem Ausführungsbeispiel ähnlich dem nach Fig. 1 bis 8. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß der Kopf des Dornes nach den Fig. 10 bis 12, wenn er in den nicht vorstehenden Teil der Niethülse 13 eindringt, diesen in enge Berührung mit der Innenwand der Bohrung 12 α drückt und gleichzeitig einiges Material von der Niethülse 13 in die Ausnehmungen 27 preßt.

Das Verschließen des Nietes mittels des Kopfes des Schaftes kann auch auf andere Weise bewirkt werden als durch Verschieben von Material des Setzkopfes in

eine Nut 24 des Schaftes 15, wie dies in den F i g. 5, 7 und 8 und 11 gezeigt ist. Zum Beispiel kann dabei, wie bei dem Niet nach den Fig. 14 und 13 dargestellt ist, welcher ansonsten dem in den F i g. 1 bis 8 dargestellten ähnelt, an Stelle des Kragens 19 eine Ausnehmung 26 vorgesehen sein und eine Nut 24 auf dem Schaft des Dornes und nicht eine V-förmige Nut vorgesehen, sondern eine sich ständig verjüngende Ausbildung an der Oberfläche 29 nahe der Sollbruchstelle 25.

Die Niethülse 13 öffnet sich dabei zum Kopf hin trichterförmig und ist mit einer bei 30 in F i g. 13 dargestellten Stufe ausgebildet, und zusätzlich dazu ist auf dem Schaft des Dornes 15 ein Ring 31 aufgeschoben.

Der Gegenhalter 17 liegt nun nicht mehr gegen einen Kragen 19 an, sondern gegen das äußere Ende des Ringes 31 (s. Fig. 13 bis 16), und der Ring 31 liegt seinerseits an der Stufe 30 im trichterförmig geöffneten Ende der Niethülse 13 an. Wenn die Bewegung des Kopfes 16 in die Niethülse 13 hinein durch Anliegen der Anschlagschulter 20 gegen die Schulter 18 beendet ist, dann verschiebt der sich dadurch erhöhende Druck des Gegenhalters Material des Ringes 31 in die trichterförmige Öffnung der Niethülse hinein und verschiebt das Material der Niethülse derart, daß die Stufe 30 verschwindet und das Material die in Fig. 17 dargestellte Lage einnimmt, wobei die Nut 24 des Schaftes des Dornes vollständig ausgefüllt wird. Der Durchmesser des Dornschaftes 15 zwischen der Nut 24 und der ersten konischen Schulter 20 ist kleiner als der Innendurchmesser der Niethülse, so daß nach vollendeter Nietung ein ringförmiger Zwischenraum über dem dem Ring 31 entsprechenden Material verbleibt. Nach dem Nieten hat die trichterförmige Vertiefung der Niethülse 13 im wesentlichen die gleiche ununterbrochene Schrägneigung wie die Oberfläche 29 der Nut 24 im Schaft 15, so daß der Kopf 16 sicher gegen nach oben gerichtete Verschiebung in der Niethülse gehalten ist. Die Stufe 30 verhindert wirkungsvoll ein Fressen zwischen dem Mantelschaft 15 und dem Ring 31, was bei einer vor dem Nietvorgang eingetretenen Verklemmung des Kragens möglich wäre.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Blindniet, bestehend aus einer mit einem Setzkopf versehenen Niethülse und einem durch die Niethülse greifenden Dorn mit einem verdickten Kopf, der beim Einziehen des Domes das Schließende der Niethülse aufweitet, wobei der Dorn eine Anschlagschulter, die mit einer Gegenschulter in der Niethülse in Eingriff kommt, und eine Sollbruchstelle aufweist, an der er nach dem Anschlag abreißt, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Dorn (15) eine Buchse (14) sitzt, die in das Schließende der Niethülse (13) eindrückbar ist und in die der Dornkopf (23) einziehbar ist.