DE19503253C2

DE19503253C2 - Montage-Nietbuchse und Verfahren zur Montage

Info

Publication number: DE19503253C2
Application number: DE1995103253
Authority: DE
Inventors: Walter Goehring; Manfred Ruswurm
Original assignee: Minimax GmbH and Co KG; Preussag AG Minimax
Current assignee: Minimax GmbH and Co KG
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1996-11-14
Anticipated expiration: 2015-02-03
Also published as: DE19503253A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Montage-Nietbuchse und ein Montage-Verfahren, insbesondere zur Montage eines Funkenmelders in einer Rohrleitung, wobei die Montage-Nietbuchse in eine Öffnung in einer Rohrwand (10) einsetzbar und an dieser befestigbar ist.

Bei der Installation von Brandschutzanlagen ist es häufig notwendig, an bestehende Rohrleitungen Brandschutzeinrichtungen wie z. B. Funken- oder Rauchmelder oder andere Sensoren anzuschließen.

Dabei besteht grundsätzlich die Möglichkeit, eine Montagemuffe in die Rohrwand einzuschweißen. Voraussetzung dafür ist jedoch, daß das Rohr sowie die Montagemuffe aus schweißbaren Materialien bestehen.

Darüber hinaus erfordert das Einschweißen große Sorgfalt und einen entsprechenden Aufwand, um die Schweißnaht dicht zu bekommen und um einen Verzug der Montagemuffe sowie der Rohrwand an dieser Stelle zu vermeiden.

Ist ein Einschweißen der Montagemuffe nicht möglich oder nicht zweckmäßig, so ist es üblich, die Montagemuffe mit Hilfe von Muttern an der Rohrwand festzulegen. Dies setzt jedoch voraus, daß man auch von der Rohrinnenseite an die Montageöffnung gelangen kann. Dazu muß der Rohrinnenraum auf geeignete Weise insbesondere auch für das notwendige Montagewerkzeug zugänglich ist, was allerdings selten der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Montagesatz der eingangs genannten Art anzugeben, der eine zuverlässige, rasche und bequeme Befestigung der Montagemuffe an einer Rohrwand auch dann ermöglicht, wenn die Montageöffnung nur von einer Seite zugänglich ist.

Zur Lösung der Aufgabe ist eine Montage-Nietbuchse vorgesehen, die aus einer Nietbuchse (2) und aus einem Zugdorn (4) mit Innengewinde (12) besteht, wobei die Nietbuchse (2) ein über ihrem Außenumfang radial hinausragendes Sechskantprofil (6) trägt, an dem einen Ende ein Nietschaft (9) mit einem maximalen Außendurchmesser kleiner als das Montageloch in der Rohrwand (10) und einem minimalen Innendurchmesser kleiner als der Durchmesser des Zugdornkopfes (11) angeordnet ist, wobei der Durchmesser des Zugdornkopfes (11) kleiner als der Innendurchmesser des Nietbuchsenrohres (3) und der Durchmesser des Zugdornes (4) kleiner als der kleinste Durchmesser des Nietschaftes (9) ist und der Nietschaft (9) eine nach innen gerichtete Ein kerbung des Schaftes aufweist.

Der Vorteil liegt in der zuverlässigen, raschen und bequemen sowie mit geringem Aufwand realisierbare Befestigung einer Montagemuffe bzw. Montage-Nietbuchse an einer Rohrwand auch dann, wenn die Montageöffnung nur von einer Seite zugänglich ist. Darüber hinaus ist der Zugdorn mehrfach wiederverwendbar, was aus Kostengründen vorteilhaft ist.

Der Nietschaft (9) weist eine nach innen gerichtete Einkerbung auf, die vorzugsweise, von der Öffnung des Nietschaftes (9) aus gesehen, bei 50 bis 70%, vorzugsweise bei 60% der Länge des Nietschaftes (9) ihr Maximum erreicht. Die Einkerbung (14) beträgt an diesem Maximum zwischen 10 und 70%, bezogen auf die maximale Dicke des Nietschaftes (9). Diese Einkerbung (14) des Nietschaftes (9) dient vorteilhafterweise als Sollbiegestelle, um eine saubere, optimal abdichtende Kragenfalz (B) nach Beendigung des Nietvorganges zu erhalten. Weiters gewährleistet die Einkerbung und die damit geschaffene Sollbiegestelle ein Minimum an abzuscherendem Material, wenn der Zugdorn (4) nach Beendigung des Nietvorganges durch das Nietbuchsenrohr (3) gezogen wird.

Als besonders zweckmäßig hat sich überraschenderweise eine Reduzierung des Innendurchmessers der Nietbuchse (2) von dem Durchmesser des Nietbuchsenrohres (3) auf den minimalen Innendurchmesser des Nietbuchsenschaftes (9) um 0,5 bis 20%.

Der maximale Abstand zwischen dem Nietschaft (9) und dem Sechskantprofil (6) der Nietbuchse (2) entspricht der Dicke der Rohrwand (10). Mit dieser Ausgestaltung wird in vorteilhafterweise erreicht, daß die Einspannung der Rohrwand (10) auf die Wandstärke der Rohrwand (10) abgestimmt ist und somit eine sichere und feste Verbindung geschaffen wird.

An dem dem Nietschaft (9) entgegengesetzten Ende der Nietbuchse (2) ist ein Außengewinde (7) oder Innengewinde angeordnet, um vorteilhafterweise weitere Vorrichtungen insbesondere Rauch- oder Funkenmelder beispielsweise mittels Überwurfmutter oder schraubbaren Anschluß an der Nietbuchse (2) zu befestigen.

Zwischen dem Nietschaft (9) und dem Sechskantprofil (6) ist eine Rohrmutter (1) mit Innengewinde auf einem in dem Nietbuchsenrohr (3) befindlichen Außengewinde aufschraubbar angeordnet, wodurch die Nietbuchse (2) auf verschiedene Stärken der Rohrwand (10) durch Positionierung der Rohrmutter (1) einstellbar ist. Damit wird erreicht, daß eine derartige Nietbuchse (2) in größeren Stückzahlen produziert werden kann, da sie auf die Stärke der Rohrwand, an der die Nietbuchse (2) befestigt werden soll, anpaßbar bzw. einstellbar ist. Des weiteren kann nachträglich der Dichtdruck durch das Anziehen der Rohrmutter (1) erhöht werden. Auch wird ein bestimmter Dichtdruck durch das Anziehen der Rohrmutter (1) mit einem definierten Drehmoment einstellbar.

Die Rohrmutter (1) an der dem Nietschaft (9) zugewandten Seite weist einen Innenkonus (13) auf, der sein Maximum am Gewinde der Rohrmutter (1) erreicht und dessen Winkel alpha vorzugsweise 20° bis 40° von der Senkrechten beträgt. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Rohrwand leicht nach außen gebogen wird und somit eine bessere Dichtung erzeugt wird und die Kragenfalz (8) nur gering in das Innere des Rohres, an dessen Rohrwand (10) die Nietbuchse (2) befestigt ist, hineinragt.

An dem dem Zugdornkopf (11) gegenüberliegenden Ende des Zugdornes (4) ist ein Innengewinde (12) zur Befestigung eines Schraubwerkzeuges (5) angeordnet. Der Zugdorn (4) besteht aus einem Material, welches eine größere Härte aufweist als der Nietschaft (9) der Nietbuchse (2). Vorteilhafterweise kann auf einfache Weise eine Verbindung zu einem Schraubwerkzeug (5) wie z. B. Handsetzzange oder pneumatisches oder hydraulisches Werkzeug hergestellt werden, mit dem die Vernietung und anschließende Entfernung des Zugdornes (4) bewerkstelligt werden kann. Das gegenüber dem Nietschaft (9) härtere Material des Zugdornes vermeidet zweckmäßigerweise eine Deformation des Zugdornes (4), so daß er mehrfach eingesetzt werden kann.

Die Nietbuchse (2) und insbesondere der Nietschaft (9) besteht vorzugsweise aus Stahl, insbesondere nichtrostendem Stahl, und der härtere Zugdorn (4) aus Werkzeugstahl.

Diese aufeinander abgestimmten Materialen gewährleisten eine schnelle und fehlerfreie Montage einer Nietbuchse (2) an einer Rohrwand (10).

Die Durchführung einer vorteilhaften Montage ergibt sich durch folgende Montageschritte:

a) In die Nietbuchse (2) an dem Ende mit dem Nietschaft (9) wird der Zugdorn (4) eingesetzt und an dem gegenüberliegenden Ende wird ein Schraubwerkzeug (5) in das Innengewinde des Zugdornes (4) eingeschraubt, bis der Zugdornkopf (11) gegen das Ende des Nietschaftes (9) stößt.
b) Die Nietbuchse (2) mit montiertem Zugdorn (4) und Schraubwerkzeug (5) wird mit geringem Anpreßdruck in die Öffnung der Rohrwand eingesetzt.
c) Der Nietschaft (9) der Nietbuchse (2) wird mit dem Zugdornkopf (11) des Zugdornes (4) durch Drehen des Schraubwerkzeuges (5) zu einer Kragenfalz umgebogen,
d) Der Zugdorn (4) wird aus der Nietbuchse (2) entfernt.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der schnellen und einfachen Montage einer Nietbuchse an einer Rohrwand, insbesondere wenn diese nicht von innen zugänglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, wobei

Fig. 1 eine Nietbuchse,

Fig. 2 einen Nietschaft.

Fig. 3 einen Zugdorn,

Fig. 4 eine Kragenfalz nach der Vernietung, und

Fig. 5, a bis f, die Montageschritte zur Befestigung einer Nietbuchse an einer Rohrwand dargestellen.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer Nietbuchse 2, die aus Nietschaft 9 und Nietbuchsenrohr 3 besteht und ein Sechskantprofil 6 sowie ein Außengewinde 7 zum Beispiel für die Befestigung eines Funkenmelders mittels Überwurfmutter vorsieht. Die Rohrmutter 1 kann durch Drehen in Abhängigkeit von der Rohrwandstärke richtig positioniert werden.

In der Fig. 2 ist ein Ausschnitt des Nietschaftes 9 gezeichnet, der die Sollknickstelle zeigt, an der die Einkerbung 14 des Nietschaftes 9 ein Maximum aufweist. Das Maximum der Verdünnung beträgt in diesem Falle 60% der ursprünglichen Dicke des Nietschaftes 9. Die Reduzierung der Nietbuchsenschaftdicke kann jedoch zwischen 10 und 70% betragen.

In Fig. 3 ist der Zugdorn 4 als Querschnitt mit seinem Zugdornkopf 11 sowie seinem Innengewinde 12, in das ein Schraubwerkzeug 5 eingeschraubt werden kann, dargestellt. Zweckmäßigerweise ist der Durchmesser des Zugdornkopfes 11 größer als der minimale Durchmesser des Nietbuchsenschaftes, kleiner jedoch als der Durchmesser des Nietbuchsenrohres 3.

In Fig. 4 ist ein Querschnitt einer Kragenfalz 8 nach dem Vernietungsvorgang dargestellt, wobei zwischen ihr und der Rohrmutter 1, die auf das Nietbuchsenrohr 3 aufgeschraubt ist, die Rohrwand 10 eingespannt ist. Der Winkel alpha, der zwischen 20 und 40°, insbesondere 30° aufweist, beschreibt den Grad der Einkerbung 13 an der Rohrmutter 1, in die die Rohrwand 10 beim Vernietungsvorgang eingepreßt wird.

Die Fig. 5a bis f stellt die Montageschritte zur Befestigung der Nietbuchse 2 an einer Rohrwand 10 dar.

a) Die Rohrmutter 1 wird positioniert entsprechend der Stärke des Rohrleitungssystems bzw. der Rohrwand 10, und
b) der Zugdorn 4 in die Nietbuchse 9 hineingeschoben.
c) Eine Gewindespindel eines Schraubwerkzeuges 5 wird mit dem Zugdorn 4 zusammengeschraubt.
d) Zunächst wird in der Rohrwand eine Montageöffnung gebohrt oder auf andere Weise erzeugt, deren Durchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des Nietschaftes 9 ist, so daß die Nietbuchse 2 mit Zugdorn 4 und Schraubwerkzeug 5 in die Montageöffnung geschoben und leicht eingepreßt werden kann.
e) Anschließend wird mittels des Werkzeuges 5 der Zugdorn 4 durchgezogen. Am Anfang der Vernietung der Nietbuchse 2 ist die Biegespannung ϑ_B des Schaftes 9 größer als die Schubspannung τ_sch, die zwischen Durchmesser des Zugdornkopfes 11 und der Nietbuchse 2 auftritt, aber größer als die zulässige Biegespannung des Nietschaftes 4 [ϑ_B] ist.
(ϑ_B = M_B/W » [ϑ_B] des Schaftes, wobei τ_sch = Q/F « [τ]_sch;
Q = die axiale Kraft, die das Werkzeug entwickelt
F = der Querschnitt des Schubes,
M_B = das Biegemoment,
W = das Widerstandsmoment des Querschnittes des Nietschaftes 9).
Nun wächst langsam die Schubspannung τ_sch = Q/F [τ]_sch; das Vernieten der Nietbuchse 2 kommt zustande und anschließend tritt bei τ_sch = Q/F » [τ]_sch ein Abscheren des in das Innere der Nietbuchse 2 hineinragende Materials der Kragenfalz 8 der Nietbuchse 2 auf, weil die Schubspannung τ_sch größer wird als die zulässige Schubspannung [τ]_sch.
Somit kommt die Vernietung der Nietbuchse 2 am Rohr bzw. der Rohrwand 10 zustande, anschließend kann die Rohrmutter 1, wahlweise mit einem Drehmomentschlüssel, nachgezogen werden.
f) Der Zugdorn 4 wird mit dem Werkzeug 5 entfernt. In die so montierte Nietbuchse 2 kann nun ein Funkenmelder oder auch ein anderer Sensor eingesetzt werden.

Als Werkzeug 5 kann ein Schraubwerkzeug, Handsetzzange, pneumatisches oder hydraulisches Werkzeug eingesetzt werden.

Claims

1. Montage-Nietbuchse, insbesondere zur Montage eines Funkenmelders in einer Rohrleitung, wobei die Montage- Nietbuchse (2) in eine Öffnung in einer Rohrwand (10) einsetzbar und an dieser zu befestigen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage-Nietbuchse aus einer Nietbuchse (2) und aus einem Zugdorn (4) besteht und daß die Nietbuchse (2) ein über ihren Außenumfang radial hinausragendes Sechskantprofil (6) trägt und daß an dem einen Ende ein Nietschaft (9) mit einem maximalen Außendurchmesser kleiner als das Montageloch in der Rohrwand (10) und einem minimalen Innendurchmesser kleiner als der Durchmesser des Zugdornkopfes (11) angeordnet ist, wobei der Durchmesser des Zugdornkopfes (11) am Zugdorn (4) kleiner als der Innendurchmesser des Nietbuchsrohres (3) und der Durchmesser des Zugdornes (4) kleiner als der kleinste Durchmesser des Nietschaftes (9) ist und daß der Nietschaft (9) eine nach innen gerichtete Einkerbung des Schaftes aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbung des Schaftes von der Öffnung des Nietschaftes (9) aus gesehen, bei 50 bis 70%, der Länge des Nietschaftes (9) ihr Maximum erreicht und daß die Verdünnung an diesem Maximum zwischen 10 und 70% bezogen auf die maximale Dicke des Nietschaftes (9) beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Abstand zwischen dem Nietschaft (9) und dem Sechskantprofil (6) der Nietbuchse (2) der Dicke der Rohrwand entspricht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Nietschaft (9) entgegengesetzten Ende der Nietbuchse (2) ein Außengewinde (7) oder Innengewinde angeordnet ist, um weitere Vorrichtungen zu befestigen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Nietschaft (9) und dem Sechskantprofil (6) eine Rohrmutter (1) mit Innengewinde auf einem auf dem Nietbuchsenrohr (3) befindlichen Außengewinde aufschraubbar angeordnet ist, wodurch die Nietbuchse (2) auf verschiedene Stärken der Rohrwand durch Positionierung der Rohrmutter (1) einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrmutter (1) an der dem Nietschaft (9) zugewandten Seite einen Innenkonus (13) aufweist, der sein Maximum am Gewinde der Rohrmutter (1) erreicht und dessen Winkel alpha 20° bis 40° von der Senkrechten beträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Zugdornkopf (11) gegenüberliegenden Ende des Zugdornes (4) ein Innengewinde (12) zur Befestigung eines Schraubwerkzeuges (5) angeordnet ist, und daß der Zugdorn (4) aus einem Material besteht, welches eine größere Härte aufweist als der Nietschaft (9) der Nietbuchse (2).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nietbuchse (2) und der Nietschaft (9) aus Stahl und der härtere Zugdorn (4) aus Werkzeugstahl besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugdorn (4) an dem dem Zugdornkopf entgegengesetzten Ende ein Innengewinde (12) aufweist.

10. Montageverfahren zur Montage einer Nietbuchse in einer Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Montageschritte durchgeführt werden:

a) In die Nietbuchse (2) an dem Ende mit dem Nietschaft (9) wird der Zugdorn (4) eingesetzt und an dem gegenüberliegenden Ende wird ein Schraubwerkzeug (5) in das Innengewinde des Zugdornes (4) eingeschraubt, bis der Zugdornkopf (11) gegen das Ende des Nietschaftes (9) stößt.
b) Die Nietbuchse (2) mit montiertem Zugdorn (4) und Schraubwerkzeug (5) wird mit geringem Anpreßdruck in die Öffnung der Rohrwand eingesetzt.
c) Der Nietschaft (9) der Nietbuchse (2) wird mit dem Zugdornkopf (11) des Zugdornes (4) durch Drehen des Schraubwerkzeuges (5) zu einer Kragenfalz umgebogen.
d) Der Zugdorn (4) wird aus der Nietbuchse (2) entfernt.