DE1963227A1

DE1963227A1 - Sicherungselement und damit hergestellte Verbindung

Info

Publication number: DE1963227A1
Application number: DE19691963227
Authority: DE
Inventors: Harper Robert Henry Travell
Original assignee: Hawker Siddeley Aviation Ltd
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1969-01-09
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1970-07-23
Also published as: NL163860B; DE1963227C2; FR2027975A1; GB1295291A; US3630116A; JPS49695B1; NL7000235A; NL163860C

Description

DR. KURT-RUDOLF EIKENBERG PATENTANWALT "

* HANNOVER · BCHACKaTRABaE 1 · TIL(POH (0511) al 40 β· · KAIEL PATENTJON HANNOVER

Hawker Siddeley Aviation Limited

. 240/448 ;

,Sicherungselement und damit hergestellte Verbindung

Die Erfindung betrifft ein mit einem konvexen. Kopf .' versehenes Sicherungselement, insbesondere ein Niet, sowie ! eine damit hergestellte Verbindung* j

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Bei den üblichen Nietverbindungen werden Nieten mit .halbkugelförmigem Kopf verwendet. Bei einigen Anwendungen · ist der vorspringende Nietkopf jedoch von erheblichem Nachteil» ,' Beispielsweise bei Luftfahrzeugen sind Nietköpfe auf dem Äußeren des Flugwerkes nicht nur unansehnlich» sondern sie erhöhen auch nicht unbeträchtlich den Luftwiderstand. Diese ^: Nachteile lassen sich zwar durch Verwendung von Nieten mit Senkkopf vermeiden, jedoch nur auf Kosten der Festigkeit der Verbindung ",. insbesondere in Hinblick auf Ermüdungserscheinungen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Nietverbindung zu schaffen, bei der die geschilderten Nachteile \ weitgehend vermieden werden, ohne daß die Verbindung geschwächt ' wird und ohne zu dickeren Platten Zuflucht nehmen zu müssen. '

Die Erfindung besteht darin, daß die. Höhe des Kopfes

wesentlich geringer als bei halbkugelförmiger Ausbildung be- !^

messen ist und daß der Durchmesser des Schaftes unterhalb |

des Kopfes von seiner normalen Größe progressiv bis auf den [

Durchmesser des Kopfes zunimmt. Wenn die-Durchmesserzunahme j

des Schaftes mit gleichförmiger Krümmung erfolgt, geht der , j Durchmesser des Schaftes ohne abrupte Ungleichmäßigkeit in den Durchmesser des Kopfes über, so daß eine Unstetigkeit

als Quelle für eine Schwächung ausgeschaltet wird. Der Radius ; \

der Krümmung ist nicht besonders kritisch, sollte aber vor- j zugsweise gleich der Dicke der zu befestigenden Platte bemesse^ j sein. .'-'■■. ■."■'"

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der

Zeiohnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, In der Zeichnung bedeuten: ·

Pig« 1 einen Querschnitt durch eine

Verbindung mit einem Niet gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 einen Vergleich dieses..- ITtets mit

einem üblichen.Niet mit Senkkopf

Figur 1 seigt zwei sich überlappende Platten gleicher Sicke» die mit einem Niet 11 verbunden .sind.« Der Niet 11 besitzt einen Kopf 12, der konvexe Form aufweist, aber wesentlieh niedriger ist als ein Üblicher, halbkugelförmiger Metkopf . Unterhalb des Kopfes 12 verbreitert sich der Schaft 13 in einer gleichförmigen Krümmung 14 von seinem-normalen. Durchmesser zum Durchmesser des Kopfes. Bei dem dargestellten Beispiel ist der Radius der Krümmung 14· gleich der Dicke der einen Platte 15 . Der Rand des Nietkopfes ist dort, wo der Schaft die konvexe Fläche des Kopfes 12 trifft, nicht scharfkantig , sondern er weist dort eine sehr kurze zylindrische Fläche 16 auf, die bei einem 3,2 mm Nietetwa 0,05 bis 0,1 mm breit ist. Bei Verwendung des Niets kann ein !Deil dieser Randfläche 16 in die Oberfläche der Platte 15 versenkt werden.

Figur 2 zeigt einen Vergleich zwischen dem erfindungs-

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gemäßen Niet und einem herkömmlichen Senkkopfniet gleichen Durchmessers. Der Senkkopfniet ist in sich selbst von hinreichender Festigkeit , jedoch bedingt sein Gebrauch einen nennenswerten Metallabtrag von der Platte zwecks Anpassung an den Nietkopf und - was wichtiger ist - es ist eine scharfe kantige Übergangsstelle im Profil des Nietloches am Punkt 17 .-vorhanden, von dem ein Riß oder Ermüdungsbruch im Metall der Platte ausgehen kann. Bei dem erfindungsgemäßen Niet verhindert die gleichförmige Krümmung 14 dagegen die Unstetigkeit 17» so daß eine derartige Schwächungsquelle ausgeschaltet wird, Venn allerdings nun der Niet ein flaches Kopfende wie der Kopf 18 des Senkkopfniets besäße, wären die Randbereiche des Kopfes sehr dünn und hätten ke.ine ausreichende Festigkeit. Dadurch, daß die Spitze des Kopfes eine flache konvexe Form besitzt, werden diese Randbereiche verstärkt.

Wenn man den Nietkopf bei einem Radius r zwischen dem Schaftradius und dem maximalen Kopfradius betrachtet, so weist der Senkkopfniet bei diesem Radius eine Kopftiefe h auf. Ein Senkkopfniet mit einer Krümmung 14 und einer flachen Oberseite würde beim Radius r nur etwa ein Drittel dieser Tiefe ■ V aufweisen, während der konvexe Kopf 12 die Tiefe auf den Wert h zurückbringt, wie rechts in Figur 2 zu erkennen ist. Bei der Bemessung des erfindungsgemäßen Niets sollte der Radius r so gewählt werden, daß er auf einem Drittel des. '/---Weges vom Schaftradius zum maximalen Kopfradius liegt. Bei diesem Radius braucht die Tiefe h nicht exakt die gleiche zu

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sein wie für ein Senkkopfniet gleicher Größe , jedoch sollte ^!

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sie zumindest annähernd so groß sein. :

Obwohl der Kopf des erfindungsgemäßen Niets noch über : die Oberfläche der Platte vorsteht, ist in der Praxis hei '■■ der fertigen Verbindung das Aussehen im Gegensatz zu dem
.groben und unförmigen Aussehen halbkugelförmiger Köpfe sauber
und ansprechend. Die Oberfläche des Kopfes braucht nicht über- .· all die gleiche Wölbung aufzuweisen, sondern sie kann ggfs.'
auch mit einem abgeflachten mittleren Bereich versehen werden,
der jedoch nicht so groß sein darf, daß die Tiefe der Randbereiche verringert wird. Es ist auch möglich, die Festigkeit ; der Verbindung dadurch zu verbessern, daß das loch in der < oberen Platte nicht voll entsprechend dem gezeigten gekrümmten , Profil ausgeschnitten wird, sondern etwas Metall in dem loch
stehengelassen wird, das bei oder vor dem Vernieten verformt
wird, so daß nach der Herstellung der Verbindung ein Teil des ; Metalls unter Druckbeanspruchung steht. \

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der ' ETi et einen massiven Schaft , jedoch kann die Erfindung na tür- _; lieh auch bei Hohlnieten angewendet werden. Die Erfindung ist ■ ferner nicht auf Nieten beschränkt, sondern kann ebenfalls
auch bei anderen , mit einem Kopf versehenen Sieherungselementen z.B. bei Bolzen , angewendet werden.

-Patentansprüche-'

ORIGINAL INSPECTED

Claims

Pa tent a η s ρ r ü c h β:

einem konvexen Kopf versehenes Sicherungselement, < 'insbesondere-Niet, dadurch gekennzelohnet, daß die Höhe des
Kopfes (12) wesentlich geringer als "bei halbkugelförmiger ι Ausbildung bemessen ist, und daß der Durchmesser des Schaftes
.(13)'unterhalb dea Kopfes von seiner normalen Größe progressiv ' bis auf den Durchmesser des Kopfes zunimmt.
2. Sieherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchmesserzunähme des Schaftes (13) mit gleichförmiger Krümmung (14) so erfolgt, daß der Durchmesser des ■
Schaftes (13) in den Durchmesser des Kopfes (.12) übergeht. ;
3. Sicherungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, . daß der Radius der Krümmung (14) gleich der Dicke der zu
befestigenden Platte (15) ist.
4. Sicherungselement nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Kopfes (12) dort, wo der Schaft (13)
die konvexe Fläche des Kopfes trifft, zur Vermeidung einer ;
scharfen Kante eine sehr kurze zylindrische Fläche (16) auf- _f · weist. ■ . '. \

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5* Sioherungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Stelle, an der der Schaft (15) etwa ein Drittel

seiner Durchmesser zunähme erreicht, und dem Kopfende etwa ^;' gleich der Höhe eines Senkkopfes eines Befestigungselementes bei- gleichem Durohmesser bemessen ist.

1 .
6. Sioherungselement nach einem oder, mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennaeichnet,- daß der konvexe Kopf (12) einen abgeflachten mittleren,Bereich aufweist.
7. Mit einem Niet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche hergestellte Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Nietlöcher in der den Nietköpfen benachbarten Platte im Bereich des verdickten Nietschaftes etwas geringere Abmessungen als dieser aufweisen, und eine Verformung des überschüssigen Metalls bei oder vor dem Nietvorgang zur Erzeugung einer Druckspannung im Metall der Platte bei der fertigen Verbindung dient*

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