DE1963227C2

DE1963227C2 - Niet und damit hergestellte Verbindung

Info

Publication number: DE1963227C2
Application number: DE1963227A
Authority: DE
Inventors: Robert Henry Travell Knebworth Hertfordshire Harper
Original assignee: Hawker Siddeley Aviation Ltd
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1969-01-09
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1982-05-06
Also published as: JPS49695B1; US3630116A; NL163860B; DE1963227A1; NL7000235A; GB1295291A; FR2027975A1; NL163860C

Description

Die Erfindung betrifft einen Niet zur Verbindung von zwei oder mehreren Platten, der einen massiven, konvex gewölbten Kopf aufweist, dessen Höhe über der zu befestigenden Platte wesentlich geringer als bei halbkugelförmiger Ausbildung bemessen ist, und wobei eine erhöhte axiale Dicke des Kopfes im Bereich seines Umfangs dadurch erreicht wird, daß der unmittelbar unter dem Kopf befindliche Teil des Schaftes im Durchmesser progressiv vom normalen Durchmesser des Schaftes bis zum Kopf des Niets allmählich zunimmt

Bei den üblichen Nietverbindungen werden Nieten mit halbkugelförmigem Kopf verwendet Bei einigen Anwendungen ist der vorspringende Nietkopf jedoch von erheblichem Nachteil. Z. B. bei Luftfahrzeugen sind Nietköpfe auf dem Äußeren des Flugwerkes nicht nur unansehnlich, sondern sie erhöhen auch und nicht unbeträchtlich den Luftwiderstand. Diese Nachteile lassen sich zwar durch Verwendung von Nieten mit Senkkopf vermeiden, jedoch weist der übliche Senkkopfniet am übergang zum Schaft eine Diskontinuität auf, die mit der Verbindungsebene der beiden Platten zusammentreffen kann, so daß dadurch eine Schneid· kante gebildet wird, wenn die Verbindung einer Scherkraft unterworfen wird.

Es ist bekannt, Platten mit Nieten zu verbinden, die einen massiven, konvex gewölbten Kopf aufweisen, dessen Höhe über der Oberfläche der zu befestigenden Platte wesentlich kleiner als die Höhe eines halbkreisförmigen Kopfes ist, und bei denen eine erhöhte Dicke im Bereich seines Randes dadurch erzielt wird, daß der Teil des Schaftes unterhalb des Kopfes mit einem zum Kopf hin allmählich zunehmenden Durchmesser versehen wird, so daß der normale Durchmesser des Schaftes sich in einer sanften konkaven Krümmung bis zum maximalen Durchmesser des Kopfes hin erweitert Bei den bekannten Nieten, z, B, bei dem Niet gemäß der GB-PS 17 569 ist jedoch der Krümmungsradius des Nietschaftes sehr groß. Eine Nietverbindung mit einem Niet, dessen Schaft mit großem Radius in den Durchmesser des Nietkoples übergeht, löst jedoch nicht ίο das Problem, die Ermüdungserscheinungen der Nietverbindung, die bei Flugzeugen eine lebenswichtige Rolle spielen, zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits die aerodynamisch ungünstigen Nieten mit halbkreisförmigem Kopf zu vermeiden, andererseits die Schwä chung zu beseitigen, die bei Verwendung von Senkkopfnieten anstelle von Rundkopfnieten auftreten.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Niet der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Radius der Krümmung des Schaftes etwa gleich der Dicke der Platte ist, die an das Ende des Kopfes des Niets angrenzt

Die erfindungsgemäße Nietkonstruktion ermöglicht eine minimale Dicke der zu verbindenden Platten, ohne daß scharfe Kanten vorhanden sind, die die Nietverbindung gefährden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Verbindung mit einem Niet gemäß der Erfindung, und

Fig.2 einen Vergleich dieses Niets mit einem üblichen Niet mit Senkkopf.

F i g. 1 zeigt zwei sich überlappende Platten gleicher

Dicke, die mit einem Niet 11 verbunden sind. Der Niet 11 besitzt einen Kopf 12, der konvexe Form aufweist, aber wesentlich niedriger ist als ein üblicher, halbkugelförmiger Nietkopf. Unterhalb des Kopfes 12 verbreitert sich der Schaft 13 in einer gleichförmigen Krümmung 114 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 Niet etwa 0,05 bis 0,1 mm breit ist Bei Verwendung des Niets kann ein TeH dieser Randfläche 16 in die Oberfläche der Platte 15 versenkt werden.

so F i g. 2 zeigt einen Vergleich zwischen dem erfindungsgemäßen Niet und einem herkömmlichen Senkkopfniet gleichen Durchmessers. Der Senkkopfniet ist <n sich selbst von hinreichender Festigkeit, jedoch bedingt sein Gebrauch einen nennenswerten Metallab trag 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 FIiB oder Ermüdungsbruch im Metall der Platte ausgehen kann. Bei dem erfindungsge mäßen Niet verhindert die gleichförmige Krümmung 14 dagegen die Unstetigkeit 17, so daß eine derartige Schwächungsquelle ausgeschaltet wird, Wenn allerdings nun der Niet ein flaches Kopfende wie der Kopf 18 des Senkkopfniets besäße, wären die Randbereiche des Kopfes sehr dünn und hätten keine 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 Λ auf. Ein Senkkopfniet mit einer Krümmung 14 und einer flachen Oberseite würde beim Radius r nur etwa ein Drittel dieser Tiefe aufweisen, während der konvexe Kopf 12 die Tiefe auf den Wert Λ zurückbringt, wie rechts in F i g, 2 zu erkennen ist Bei der Bemessung des erfindungsgemäßen Niets sollte der Radius rso gewählt werden, daß er auf einem Drittel des Weges vom Schaftradius zum maximalen Kopfradius liegt Bei diesem Radius braucht die Tiefe Λ nicht exakt die gleich zu sein wie für ein Senkkopfniet gleicher Größe, jedoch sollte sie zumindest annähernd so groß sein.

Obwohl der Kopf des erfindungsgemäßen Niets noch über die Oberfläche der Platte vorsteht, ist in der Praxis bei der fertigen Verbindung das Aussehen im Gegensatz zu dem groben und unförmigen Aussehen halbkugelförmiger Köpfe sauber und ansprechend. Die Oberfläche des Kopfes braucht nicht überall 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 Niet einen massiven Schaft, jedoch kann die Erfindung natürlich auch bei Hohlnieten angewendet werden. Die Erfindung ist ferner nicht auf Nieten beschränkt, sondern kann ebenfalls auch bei anderen, mit einem Kopf versehenen Sicherungselementen z. B. bei Bolzen, angewendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

J, Niet zur Verbindung von zwei oder mehreren Platten, der einen massiven, konvex gewölbten Kopf aufweist, dessen Höhe Ober der zu befestigenden Platte wesentlich geringer als bei halbkugelförmiger Ausbildung bemessen ist, und wobei eine erhöhte axiale Dicke des Kopfes im Bereich seines Umfangs dadurch erreicht wird, daß der unmittelbar unter dem Kopf befindliche Teil des Schaftes im Durchmesser progressiv vom normalen Durchmesser des Schaftes bis zum Kopf des Niets allmählich zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Krümmung (14) des Schaftes (11) etwa gleich der Dicke der Platte (15) ist, die an das Ende des Kopfes (12) des Niets (11) angrenzt.
2. Niet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (18) des Nietkopfes (12) dort, wo der Schaft (13) die konvexe Fläche des Kopfes trifft, eine sehr kurze zylindrische Fläche (16) aufweist
3. Niet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Nietkopf (12) einen abgeflachten mittleren Bereich aufweist
4. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Nietloch in der dem Nietkopf benachbarten Platte (15) im Bereich des verdickten Nietschaftes in an sich bekannter Weise etwas geringere Abmessungen als dieser aufweist, und eine Verformung des überschüssigen Metalls bei oder vor dem Nietvorgang zur Erzeugung einer Druckspannung im Metall der Platte bei der fertigen Verbindung dient