DE1625260A1 - Rivet or similar fastener and process for its manufacture - Google Patents
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Description
DI.-ING. GOTTHOLD KOSCHOLKEDI.-ING. GOTTHOLD KOSCHOLKE
PAL 207PAL 207
Societe Anonyme dite: ATELIERS de la HAUTE-GARONNE Eta AURIOL ft Cie.Societe Anonyme dite: ATELIERS de la HAUTE-GARONNE Eta AURIOL ft Cie.
Niet oder ähnlichee Verbindungselement- und Verfahren zu seiner HerstellungRivet or similar fastener and method for its manufacture
Sie Erfindung betrifft ein Verbindungselement,„insbesondere einen Niet oder einen nach Art eines Niets ausgebildeten Teil, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen.The invention relates to a connecting element, “in particular a rivet or a part designed in the manner of a rivet, as well as a method for producing such a rivet.
Bekanntlich werden Niete, die in verschiedener.Weise warm oder kalt geformt sind, allgemein einer Wärmebehandlung unterworfen, um ihnen ein eolches HaS an Stauchfähigkeit oder Formbarkeit zu geben, wie es für die Durchführung des Nietvorganges erforderlich ist. Eine solche Wärmebehandlung wirkt praktisoh auf den gesamten Niet ein. Dies bringt jedoch Nachteile mit sich, wie nachstehend erläutert wird.It is well known that rivets get warm in various ways or cold-formed, generally subjected to a heat treatment in order to give them a certain amount of compressibility or To give formability, as it is necessary for the implementation of the riveting process. Such a heat treatment has a practical effect on the entire rivet. However, this has disadvantages as will be explained below.
Die gleichförmige Anwendung solcher Wärmebehandlungen auf sämtliche Partien eines Niets steht im Gegensatz dazu, daß der Nietschaft mechanische Eigenschaften haben mufl, insbesondere eine gewisse Scherfestigkeit, die den von einem solchen Schaft auszuhaltenden Beanspruchungen gereoht werden.The uniform application of such heat treatments to all parts of a rivet is in contrast to that The rivet shank must have mechanical properties, in particular a certain shear strength that is comparable to that of a such shaft to be endured loads.
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Die Notwendigkeit, nach einer Kalthärtung das Setzen von Nieten aus alterungsempfindlichen Metallen (z.B. Legierungen auf der Basis von Aluminium) durchzuführen, bringt un-> mittelbar vor dem Setzen der Nieten eine entsprechende Wärmebehandlung mit sich.The need to set after cold hardening Carrying out rivets from metals that are sensitive to aging (e.g. alloys based on aluminum) brings us un-> a corresponding heat treatment with itself indirectly before setting the rivets.
Schließlich sind die Schäfte der Nieten, deren sämtliche Bereiche gleichförmig behandelt worden sind, um eine wirksame Nietung zu ermöglichen, anfällig gegen gewisse nicht absohätzbare Verformungen, die im Verlauf der Nietoperation auftreten und für das' Einsatzverhalten der Nieten schädlich sind.Finally, the shanks of the rivets, all areas of which have been treated uniformly to enable effective riveting, are not susceptible to certain ones calculable deformations that occur in the course of the riveting operation and which are detrimental to the operational behavior of the rivets are.
Ziel der Erfindung ist es, Nachteile und Unzulänglichkeiten solcher Art zu beheben und ein verbessertes Verbindungselement oder Konetruktioneteil zu schaffen.The aim of the invention is to eliminate disadvantages and shortcomings of this type and to create an improved connecting element or structural part.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Verbindungselement oder Konstruktionatell la Form oder nach Art eines Niets vor, welches verschiedene Bereiche, Insbesondere einen Schaft und einen Kopf, Bund od.dgl., aufweist und welches mechanische Featigkeitaeigenschaften hat, die den von ihm aufzunehmenden Beanspruchungen angepaßt aind und die Herstellung einer festen Vernietung gestatten, ohne daß vor dem Setzen der Nieten irgendein Temparn oder tin· sonstige Behandlung hinsichtlich der Verforabaxkait zu erfolgen braucht.To this end, the invention provides a connecting element or constructional la form or in the manner of a rivet which has different areas, in particular a shaft and a head, collar or the like, and which has mechanical features that are adapted to the stresses to be absorbed by it and the manufacture allow a firm riveting without any tempering or other treatment prior to setting the rivets with regard to the Verforabaxkait needs to be done.
Gemäß der Erfindung weiat das Verbindungs- oder Konstruktionselement wenigstens in eines aalner Bareiche mechanische Eigenschaften auf, die aich von danjanigen in einem oder mehreren andaren Bereichen unterscheiden.According to the invention, the connection or construction element has at least one mechanical part Properties that aich of danjanigen in one or differentiate between several other areas.
Bei einer besondere vorteilhaften Aueführung sieht die Erfindung vor, daS dar zur Bildung dar Mietung bestimmte Endbereioh dea Schaftes dea Ileta oder dgl. la Vergleich tu anderen Bereichen desselben gröätr« Verformbarkeitβeigenschaften aufweist.In a particularly advantageous embodiment, the invention provides that the end regions of the shaft of the Ileta or the like other areas of the same greater «deformability properties.
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BAD OR/GinAl BAD OR / Gin Al
Dem Schaft eines solchen Elements, das insbesondere die Form eines üblichen Niets haben kann, läßt sich eine mechanische Festigkeit oder Widerstandsfähigkeit geben, die auf Scherbeanspruchungen abgestellt ist, wie sie z.B. von zwei durch dieses Element miteinander verbundenen Blechen hervorgerufen werden können, nachdem dank der Verformbarkeitseigenschaften des Endes seines Schaftes ohne Schwierigkeiten eine feste Nietung zustandegekommen ist.The shaft of such an element, in particular the Can have the shape of a conventional rivet, mechanical strength or resistance can be given that on Shear stresses, such as those of two metal sheets connected to one another by this element, for example can be caused after thanks to the deformability properties the end of its shaft has been riveted firmly without difficulty.
Ferner kann ee gemäß der Erfindung von Vorteil sein, bestimmte Toleranzen oder Passungen für den Eingriff des Schaftes eines Niets od.dgl. in das zu seiner Aufnahme dienende Loch vorzusehen, die der Art der zu verbindenden Telle angepaßt sind. Dabei kann durch ein Eintreiben dieses Schaftes eine innige Berührung solcher Partien im Hinblick auf ein günstiges Verhalten des Niets od.dgl. gegenüber auftretenden Scherbeanspruchungen erzielt werden.Furthermore, according to the invention, ee can be advantageous, certain Tolerances or fits for the engagement of the shank of a rivet or the like. into that serving to receive it Provide hole that are adapted to the type of table to be connected. By driving this Shank an intimate touch of such parts in view on a favorable behavior of the rivet or the like. opposite to occurring shear stresses can be achieved.
Ein solcher Niet vermeidet in jedem Fall ein Verringern oder Nachkommen von Eingriffsspielen, das bei üblichen Nieten mit gleichförmigen mechanischen Eigenschaften im Verlauf des Nietvorganges in rein gefälliger Welse durch Verdickung eintritt.In any case, such a rivet avoids a reduction in or offsetting of engagement clearances, which is the case with conventional rivets with uniform mechanical properties in the course of the riveting process in purely pleasing catfish due to thickening entry.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren, welches es ermöglicht, verschiedenen Bereichen eines Niets od.dgl. unterschiedliche mechanische Eigenschaften zu erteilen, die in ihrem Ausmaß genau lokalisiert sind.The invention also relates to a method which it allows different areas of a rivet or the like. to grant different mechanical properties that are precisely localized to their extent.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, wobei Beschreibung und Zeichnung keine einschränkende Bedeutung haben. Es zeigen:Further features and advantages of the invention emerge from the following description in conjunction with FIG Drawing, the description and drawing not having a restrictive meaning. Show it:
Fig. .1 einen Rundkopfniet normaler Form in Seitenansicht,Fig. 1 shows a round head rivet of normal shape in side view,
Fig. 2 ein Konstruktionselement nach Art eines Niets in Seitenansicht, 2 shows a construction element in the manner of a rivet in side view,
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Fig. 3 eine teils schematische, perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Behandlung von Nieten gemäß der Erfindung,3 shows a partially schematic, perspective illustration a device for treating rivets according to the invention,
Fig. 4 eine andere Ausführungeform eines Nietelements in Seitenansicht zur Erläuterung von Vorteilen der Erfindung und4 shows another embodiment of a rivet element in FIG Side view to explain advantages of the invention and
Fig. 5 im Schnitt die Verwendung eines Niets nach Fig. 4.FIG. 5 shows, in section, the use of a rivet according to FIG. 4.
In Fig. 1 ist ein Niet mit drei wesentlichen Bereichen oder Teilen zu erkennen, denen Sei verschiedene Aufgaben zukommen. Der Endbereioh 1 des Nietschaftee ist erforderlich für die Ausführung der Nietung. Der Körper 2 des Schaftes dient zur Aufnahme von Scherbeanspruchungen. Der Kopf 3 bildet eine Anlagefläche für das Zusammenhalten der Verbindung.In FIG. 1, a rivet with three main areas or parts can be seen, which come Be different tasks. The end area 1 of the rivet shaft is required for the execution of the riveting. The body 2 of the shaft serves to absorb shear stresses. The head 3 forms a contact surface for holding the connection together.
Infolge der nachstehend noch erläuterten Verfahrensweise ist es so,As a result of the procedure explained below, it is as follows:
- daß der Endbereich 1 ein Maß an Verformbarkeit besitzt, welches für die Durchführung des Nietvorganges richtig ist,- That the end region 1 has a degree of deformability which is correct for carrying out the riveting process is,
daß der Körper 2 eine mechanische Festigkeit aufweist, die den Scherbeanspruchungen gewachsen ist, welche von zwei durch den Niet verbundenen Blechen hervorgerufen werden können, undthat the body 2 has mechanical strength, which can withstand the shear stresses caused by two metal sheets connected by the rivet can be, and
- daß der Kopf 3 hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften praktisch keine Beschaffenheit besonderer Art- That the head 3 has practically no special nature in terms of its mechanical properties
hat. ' ■Has. '■
Die Erfindung bezieht sich auf all» durch Nietung festzulegenden Elemente. Sie umfaßt daher z.B. auch das in Fig. 2 dargestellte Element, welche« einen zylindrischen Ansäte 4 aufweist, der als Dreh- oder Lagerzapfen dient. Dieser Ansatz ist einstückig mit einem Bundring 5 und einen Schaft 2, dessen Endbereich 1 für die Nietung bestimmt ist. Die mechanischen Eigenschaften entsprechen jeweils denjenigen bei den Bereichen des Niets naoh Fig. 1. Weiterhin itt es so,The invention relates to everything to be fixed by riveting Elements. It therefore also includes, for example, the element shown in FIG has, which serves as a pivot or bearing pin. This approach is in one piece with a collar 5 and a shaft 2, whose end region 1 is intended for riveting. The mechanical Properties correspond to those in the areas of the rivet shown in Fig. 1. Furthermore, it is so,
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daß der Ansatz 4 einer Behandlung unterzogen ist, die ihm mechanische Eigenschaften verleiht, welche sich von den zuvor genannten Eigenschaften unterscheiden und auf die Punktion des Zapfens abgestellt Bind.that the approach 4 is subjected to a treatment that him gives mechanical properties that differ from the properties mentioned above and on the Puncture the peg turned off bind.
Solche Behandlungen können in der naohetehend erläuterten Weise erfolgen, z.B. mit Hilfe einer Vorrichtung der in Pig. 3 dargestellten Art.Such treatments can be discussed below Manner, for example with the aid of a device disclosed in Pig. 3 shown Art.
Die Niete R sind durch Anwendung herkömmlicher Pertigungsmethoden hergestellt und weisen gleichmäßig über alle ihre Bereiche mechanische Eigenschaften auf, die auf die von den Nietschäften aufzunehmenden Scherbeanspruchungen abgestellt sind. Aus diesem Grunde sind die Niete für eine gute Nietung ungeeignet. Durch eine zweckentsprechende Vorrichtung 6, die von üblicher Art sein kann, werden die Niete R zwischen zwei Backen 7 und 3 an deren einander zusammengehörenden Enden eingeführt. The rivets R are made using conventional manufacturing methods and have mechanical properties uniformly over all their areas that depend on those of the Shear stresses to be absorbed are turned off. For this reason, the rivets are a good rivet not suitable. By an appropriate device 6, which can be of the usual type, the rivets R between two jaws 7 and 3 inserted at their mating ends.
Die genannte Vorrichtung arbeitet mit Schwingbewegungen, um die Niete nacheinander einzubringen. Die Baeken sind mit einer nicht besonders dargestellten Einrichtung verbunden, mit deren Hilfe die Niete schrittweise vorbewegt werden können. Said device works with oscillating movements in order to insert the rivets one after the other. The Baeken are with connected to a device not specifically shown, with the help of which the rivets can be advanced step by step.
Dabei kann die obere Backe 7 eine halb drehende Rückzugsbewegung im Sinne des Pfeiles f1 aueführen, die einem Schritt entspricht. Dann erhält die untere Baoke θ eine ähnliche Bewegung (Pfeil f2), wobei eie die Niete zwischen zwei festen seitlichen Leisten 9 und 10 und der Baoke 7 eingeklemmt beläßt. Schließlich werden die zwischen den beiden Backen eingeklemmten Niete um einen Schritt auf den Leisten vorbewegt, wie die Pfeile f3 angeben.The upper jaw 7 can perform a half-rotating retraction movement in the direction of the arrow f1, which corresponds to one step. The lower baoke θ then receives a similar movement (arrow f2) , whereby eie leaves the rivet clamped between two fixed lateral strips 9 and 10 and the baoke 7. Finally, the rivets clamped between the two jaws are advanced one step on the ledge, as indicated by arrows f3.
Im Verlauf eines jeden solchen Zyklus wird zwischen den beiden Backen ein neuer Niet aufgenommen und ein am entgegengesetzten Ende befindlicher- Niet abgegeben. Letzterer fälltIn the course of each such cycle, a new rivet is picked up between the two jaws and a rivet located at the opposite end is released. The latter falls
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infolge der Schwerkraft im Sinne des Pfeiles f4 in einen Trog 11 mit einem Bad, auf das nachstehend noch eingegangen wird.due to gravity in the direction of arrow f4 into a Trough 11 with a bath, which will be discussed below.
Diese Vorrichtung dient dazu, die Endbereiche 1 der Niete aufeinanderfolgend in das Feld eines Induktors 12 einzuführen, der von einem HochfrecLuenzge'nerator 13 gespeist wird. Es ist dabei so,This device serves to insert the end regions 1 of the rivets one after the other into the field of an inductor 12, which is fed by a high-frequency generator 13 will. It is like this
- daß die Backen 7 und 8 aus Kupfer bestehen und jeweils ein Durchlaufsystem für Kühlflüssigkeit aufweisen,- That the jaws 7 and 8 are made of copper and each have a flow system for cooling liquid,
- daß die Breite der Leisten 9 und 10 sowie der Backen- That the width of the strips 9 and 10 and the jaws
7 und 8 derart auf die Länge der Niete abgestimmt ist, daß die Enden 1 der letzteren freibleiben,7 and 8 is matched to the length of the rivet in such a way that the ends 1 of the latter remain free,
- daß die Leisten 9 und 10 aus einem für Erwärmung durch Induktionsströme unempfindlichen Material bestehen, beispielsweise aus Zement, Keramik oder Quarz.- That the strips 9 and 10 from one for heating by Induction currents insensitive material, for example cement, ceramic or quartz.
Die Vorwärtsbewegung Jedes Niets in Bezug auf den Induktor 12 gestattet eine schnelle Erhitzung dee Endbereichs 1 des Niets, während sein Schaft 2 praktisch auf Umgebungstemperatur gehalten wird.The forward movement of each rivet in relation to the inductor 12 permits rapid heating of the end region 1 of the rivet while its shank 2 is kept practically at ambient temperature.
Wegen des schnellen Anstiegs der Temperatur in Nietende 1 und der Abkühlung in einem geeigneten Bad des Troges 11 erfährt allein dieses Ende eine Behandlung oder Vergütung, die die Durchführung einer einwandfreien Nietung gewährleistet.Because of the rapid increase in the temperature in the rivet end 1 and the cooling in a suitable bath of the trough 11, this end alone is treated or remunerated, which guarantees the execution of a perfect riveting.
Weiterhin ist es auch möglioh, die Operationen üblicher Fertigungsverfahren für Verbindungselemente in Fon» yon Nieten od.dgl. mit Behandlungsoperationen der erläuterten Art zu kombinieren, um Elemente gwasf dsr Erfindung heriustellen.It is also possible to make the operations more common Manufacturing process for connecting elements in form of rivets or the like. with treatment operations of the kind explained to combine to create elements of the invention.
Die unterschiedlich· Erwärmung kann beispielsweise auoh sit Hilfe von ringförmigen Induktoren Λ 1 und A 2 (Flg. 4) anThe different heating can, for example, stop With the help of ring-shaped inductors Λ 1 and A 2 (Fig. 4)
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bestimmten Stellen einer bei einer solchen Fertigung verwendeten Drahtlänge 1 bewirkt werden. Diese Stellen entsprechen den für die Nietbildung bestimmten Bereichen.certain points of a wire length 1 used in such a production can be effected. These locations correspond to the areas designated for rivet formation.
Auf die üblichen Arbeitsgänge des Ablängens oder Abschneidens einer so behandelten Drahtlänge und des Preseens oder Schiagens kann unmittelbar eine Abkühlung in einem geeigneten Bad folgen. Die Genauigkeit einer solchen Art der Erwärmung, die kurze Dauer dee Temperaturanstiegs und diejenige der Abkühlung im Bad gewährleisten, daß die verschiedenen Partien oder Bereiche des Elements unterschiedliche mechanische Eigenschaften erhalten.The usual operations of cutting to length or cutting off a length of wire treated in this way and pressing or Schiagens can be followed immediately by cooling in a suitable bath. The accuracy of such a kind of The heating, the short duration of the temperature rise and that of the cooling in the bath ensure that the different parts or areas of the element are different mechanical properties preserved.
Natürlich können die Einzelheiten solcher lokaler Vergütungs- oder Härtebehandlungen (Dauer der Erwärmung, !Temperaturen der Bereiche des Elemente und Temperatur des Behandlungsbades) je nach der Art des für das Element verwendeten Metalls und im Hinblick auf die jeweils gewünschten mechanischen Eigenschaften eingestellt oder reguliert werden. Eine solche Einstellung oder Regulierung kann sioh nach Kontrollen oder Überwachungen richten, wie namentlich nach dem Ergebnis von Härteprüfungen. Dies gestattet es auch, Verbindungselemente gemäß der Erfindung zu identifizieren.Of course, the details of such local tempering or hardening treatments (duration of heating, temperatures of the areas of the elements and temperature of the treatment bath) may vary depending on the type of treatment used for the element Metal and can be adjusted or regulated with regard to the mechanical properties desired in each case. Such an adjustment or regulation can be based on controls or monitoring, such as by name the result of hardness tests. This also makes it possible to identify connecting elements according to the invention.
Wie leicht einzusehen let, eraugliohen solche Verfahren eine industrielle Serienherstellung von Nieten oder anderen Verbindung se lerne nt en, deren mechanisch« Eigenschaften unter Berücksichtigung der Art ihres Metalls ohne Schwierigkelten den mechanischen Eigenschaften von eu verbindenden Blechen und den Besonderheiten bestimmter Vernietungearten angepaßt werden können.As is easy to see, such procedures make one possible Industrial series production of rivets or other connections learn about their mechanical properties Consideration of the type of their metal without difficulty in the mechanical properties of the joining sheets and can be adapted to the specifics of certain types of riveting.
Insbesondere können Niete mit hartem Schaft hefitellt werden, die dazu bestimmt sind, in das vorgesehene Loch in an eich bekannter Welse eingetrieben zn werden, je nach den Abmessungen des Schaftes und des Loches. DaBtI gestaltet das Ende 1 des Schaftes dank «einer Verformbarkeit ohne Schwierigkeiten ein« fest· Nietung. BAD 0RiG,NAi Particularly rivet can be hefitellt with hard shaft that are intended to be zn driven into the hole provided in a known calibration catfish, depending on the dimensions of the shaft and the hole. This makes the end 1 of the shaft a "firm rivet" thanks to its ability to be deformed without difficulty. BAD 0RiG , NAi
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Durch die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften kann ein Niet mit einem HaIa oder einer z.B. konischen Absetzung 14 (Fig. 5) in besonderem Maße den Schwierigkeiten bei einer Blechverbindung Rechnung tragen, denn ein solcher Niet kann eingetrieben oder eingesprengt werden, wie durch Pfeile f5 angedeutet ist, bis entsprechende seitliche Drücke (Pfeile f6) hervorgerufen werden.Due to the different mechanical properties, a rivet with a shark or a conical, for example Deposition 14 (Fig. 5) in particular take into account the difficulties in a sheet metal connection, because Such a rivet can be driven in or blown in, as indicated by arrows f5, until appropriate lateral pressures (arrows f6) are caused.
So kann d©r Schaft 2a (Pig. 5) härter als das Blech sein, welches dann durch die Absetzung 14 im Verlauf des Eindringens des Niets "gezogen" wird. Umgekehrt kann auch das Blech härter sein, um den Schaft des Niets wie beim Ziehen eines Drahtes zu ziehen. In allen Fällen werden der Schaft und die Lochwandung in innige gegenseitige Berührung gebracht, wodurch eine sichere Verbindung entsteht. So the shaft 2a (Pig. 5) can be harder than the sheet metal, which is then "pulled" by the offset 14 in the course of the penetration of the rivet. Conversely, the sheet metal can also be harder in order to pull the shank of the rivet like when pulling a wire. In all cases, the shaft and the wall of the hole are brought into close mutual contact, creating a secure connection.
Solche Hiate können namentlich Eingriffstoleranzen aufweisen, die für die Vereinigung von Flugzeugblechen geeignet sind. Ohne Bedanken können diese Niete die herkömmlichen Schrauben und Muttern für Blechverbindungen bei Flugseugen wie a.B. beim Typ "Concorde?1 ersetzen. Dadurch wird ©ine Materialersparnis und infolgedessen eine nicht unbeträchtliche Gewichtsverringerung erzielt.Such hides can in particular have engagement tolerances that are suitable for the union of aircraft panels. Without thank these rivets can replace the traditional screws and nuts for sheet metal compounds at flight Eugen as aB in type "Concorde first This © ine material savings and consequently achieved a considerable weight reduction.
Die Erfindung iat nicht euf den Wortlaut der vorstehenden Beschreibung beschränkt, sondern umfaßt vielmehr alle im Bereich das Fachmannes liegenden Abwandlungen.The invention does not relate to the wording of the preceding Description limited, but rather includes all modifications within the range of those skilled in the art.
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