DE2201186C3 - Aus Nieten gebildete mechanische Verbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Nietverbindung der durch die FR-PS 13 63 299 bekanntgewordenen Art, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches angegelben ist.

Es ist bekannt, zur Erfüllung der Erfordernisse für die zwei zusammenwirkenden Verbindungselemente einen Werkstoff zu wählen, dessen elastische Eigenschaften weit besser sind als die der zu verbindenden Teile. Bei dieser bekannten Verbindung von bruchempfindlichen Teilen kommen keine Verbindungselemente zur Anwendung, die eine plastische Verformung während des Verbindungsvorganges erfahren. Vielmehr handelt es sich hier um eine aus zähelastischem Kunststoff bestehende lösbare Steckverbindung, deren Verbindungselemente beim Zusammenfügen elastisch verformt werden. Die Herstellung der Verbindung erfolgt durch Druck in axialer Richtung der beiden Verbindungselemente. Um nun eine spielfreie Veiibindung der zu verbindenden Teile zu erzielen, ist es bei der Anwendung von zähelastischen Verbindungselementen erforderlich, daß diese unter das vorgegebene Maß der zu verbindenden Teile zusammengepreßt werden, da die Verbindungselemente auf Grund ihres Elastizitätsmoduls zurückfedern. Diese Maßnahme des Zusammenpressen der Verbindungselemente unter das vorgegebene Maß der zu verbindenden Teile führt zwangsläufig zum Bruch der zu verbindenden bruchempfindlichen Teile.

Aus dieser Steckverbindung mit vorgefertigten, aus zähelastischem Kunststoff bestehenden Verbindungselementen, die durch Ineinanderfügen und Zusam- menpressen derselben gebildet wird, ist auch eine andersartige Verbindung bekannt, bei der zwei besonders geformte Hohlnieten verwendet werden. Diese Art der Verbindung wird allerdings nur bei sehr nachgiebigen Stoffen, beispielsweise Leder und Gummi, verwendet, weil sich einerseits wegen der geringen Steifheit der Stoffe ein Schließkopf besonders schlecht bilden läßt und normale Nieten zum seitlichen Ausweichen (Deformieren des ganzen Nietschaftes) neigen, andererseits die große Nachgiebigkeit des Stoffes den besonderen Nietvorgang durch das Gegeneinanderstauchen der beiden Nieten erlaubt Diese Nietverbindung wird durch zwei Hohlnieten gebildet, die jeweils entgegengesetzt mit koniscken Nietschäften ausgeführt, ein- oder zweiseitig verschlossen sind. Die beiden Nieten werden beim Nietvorgang ineinandergeschoben, eine Verbindung entsteht durch Anstauchen des innenliegenden Hohlnietes an dem geschlossenen Kopf des anderen, umgreifenden Nietes und das gegenseitige Hintergreifen der beiden konischen Nietschäfte (Anwendung von Hohlnieten nach DIN 7331, Juni 1953)

Die Herstellung der zuvor beschriebenen Verbindungen erfolgt zwangläufig durch starke Anpreßenergie in Achsrichtung der beiden Verbindungselemente, so daß sie nur bei Stoffen anwendbar sind, die so'hohe Beanspruchungen ohne Schaden ertragen

können.

Die bei der Erfindung noch zu losende Aufgabe beiteht darin, Nietverbindungen der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen und durch die FR-PS 13 63 299 bekanntgewordenen Art insoweit zu verbessern, daß bei Beibehaltung ner zerstörungsfreien Verbindung im Hinblick auf zerstörungsempfindliches Material bei den zu verbindenden Teilen errreicht wird, daß mit dem Hohlniet zugleich eine zentrierende Funktion beim Zusammensetzen der zu verbindenden Teile bei dem Nietvorgang ermöglicht ist. r ,. · J J- · V

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichenteil des Patentanspruches angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen.

Hohlnietverbindungen, bei denen die Nieten metallene Nieten sind, sind beim Stand der Technik mehrfach bekanntgeworden, jedoch sind bei diesen bekannten Verbindungen die technischen Verhältnisse anders als bei der Erfindung.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch die Anwendung einfacher, genormter Nieten eine qualitativ hochwertige Verbindung unter Anwendung unkomplizierter Montagevorrichtungen herstellbar ist. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Nietverbindung erfolgt unter Aufwendung minimaler Kräfte. Dabei kann die Lage der beiden Nieten zueinander vor der Herstellung der Verbindung ohne Kraftaufwand so eingestellt werden, daß entweder eine spielfreie Verbindung bei Ausnutzung der Elastizität der zu verfeindenden Teile auch mit genau festgelegter gegenseitiger Federspannung oder eine Verbindung mit genau definiertem Spiel hergestellt wird. Die Nieten erfahren nach Einnahme ihrer endgültigen Position bei der Herstellung der Verbindung keinerlei Verschiebung zueinander, geschweige denn, daß deren Köpfe verändert werden. Beim plastischen Verformen des inneren Nietes erfährt der äußere Niet an seiner Außenfläche keinerlei Veränderung, so daß die Wände der zu verbindenden Teile keinerlei Formveränderung erfahren, wodurch zwangsläufig keine Brüche durch Querverschiebung an den Teilen auftreten können. Dies wird dadurch erreicht, daß der erste Niet in der Wandstärke seines Schaftes über den Sigma_t-Bereich hinaus radial aufgeweitet wird, d. h., es wird die technische Elastizitätsgrenze als diejenige Grenzspannung erreicht, bei der eine bleibende Formänderung der Wandstärke über eine bestimmte Länge erreichbar ist. Dabei tritt

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im Bereich der äußeren Fläche des Nietschaftes ein Fließen des Werkstoffes ein, wodurch eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit der Innenwandung des Schaftes eines zweiten Nietes erzielbar ist, ohne daß dieser an seiner Peripherie eine Veränderung erfährt, d.h., ein wesentlicher Durchmesserzuwachs über die gegebene Toleranz zwischen den beiden Nieten und der Bohrung der zu vernietenden Teile findet nicht statt, wodurch zwangsläufig die spröden bruchempfindlichen Teile nicht gefährdet sind.

Die Erfindung wird an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele irn Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt von zwei zu verbindenden Gehäuseschalen, in deren Verbindungsbohrung ein. erster und ein zweiter normmäßiger Hohl- bzw. Rohrniet eingefügt ist, wobei am Flachkopf des zweiten Nietes ein Auflager angedeutet ist, während am Flachkopf des ersten Nietes ein Niederhalter mit axialer Richtung der beiden Nieten weisendem Werkzeugstempel angeordnet ist,

F i g. 2 einen weiteren Teilschnitt mehrerer formschlüssig aneinandergereihter, bruchempfindlicher Gehäuseteile, deren Verbindungsbohrungen unterschiedliche Abmessungen aufweisen, so daß sowohl der erste als auch der zweite Niet Führungsaufgabf η übernimmt,

F i g. 3 einen Teilschnitt zweier aneinandergereihter Gehäusehalbschalen mit einer Verbindungsbohrung, in der ein erster Hohl- bzw. Rohrniet mit einem zweiten Teilhohlniet angeordnet ist, wobei ebenfalls beide Niete Führungsaufgaben übernehmen.

Eine in der F i g. 1 dargestellte einfache Nietverbindung besteht im wesentlichen aus zwei bruchempfindlichen Gehäuseschalen 1 mit in eine Verbindungsbohrung eingeführten ersten Hohl- bzw. Rohrniet 3, einem zweiten in den ersten Hohl- bzw. Rohrniet 3 eingeführten etwa gleich langen Hohl- bzw. Rohrniet 2, dessen Flachköpfe an den Verbindungsbohrungsrändern aufliegen. Die Hohl- bzw. Rohmieten 2 und 3 durchgreifen mit ihren Nietschäften in etwa die gesamte Länge der Verbinidungsbohrung der Gehäusehalbschalen 1. Nach dem Zusammenfügen der Hohl- bzw. Rohrniete in der Verbindungsbohrung der Gehäusehalbschalen 1 werden die Flachköpfe der Hohl- bzw. Rohrniete mittels eines Auflagers 4 und eines Niederhalters 5 in die zuvor beschriebene Lage gebracht. Das am Flachkopf der zweiten Hohl- bzw. Rohrniete 2 angeordnete Auflager 4 und der ebenfalls am ersten Hohl- bzw. Rohrniet angeordnete Niederhalter 5 sind nur Hilfsmittel und gehören nicht zum Fertigteil. Achssymmetrisch zu den Nieten 2 und 3 ist im Niederhalter 5 ein Werkzeugstempel 6 gleitend angeordnet. Auflager 4 und Niederhalters obliegt dabei die Aufgabe, den ersten und zweiten Hohl- bzw. Rohrniet 3 und 2 in einer bestimmten Lage exakt zu fixieren, bevor der Werkzeugstempel 6 in den zweiten Hohl- bzw. Rohrniet 2 eingeführt wird. Beim Einführen des Werkzeugstempels 6 in den zweiten Hohl- bzw. Rohmiet

wird das Ende desselben radial aufgeweitet. Bei diesem Vorgang genügen kleinste Aufweitungen des zweiten inneren Hohl- bzw. Rohrnietes 2, um eine plastische Verformung des Nietschaftes zu erzielen. Nach Beendigung des Aufweitvorganges wird der

ίο Werkzeugstempel 6 wieder aus dem radial aufgeweiteten Ende des zweiten Hohl- bzw. Rohrnietes 2 herausgezogen.

Wie weiter aus der Fig. 2 ersichtlich ist, weisen die Hohl- bzw. .Rohrnieten 7 und 8 unterschiedliche Längen auf, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, auch Gehäuseteile mit unterschiedlichen Verbindungsbohrungsdurchmessern exakt miteinander zu verbinden. Die Länge des ersten Hohl- bzw. Rohrnietes 8 ist dabei so gewählt, daß dieser trotz eingelassenem Flachkopf kürzer ist als der durchgriffene Teil 1. Zur Erleichterung bei der Vormontage der einzelnen Gehäuseteile, d. h., beim Aneinanderreihen der Gehäuseteile 1 besitzen Teilelemente der zu verbindenden Gehäuseteile Nocken, mittels denen ein Formschluß der Teile untereinander erzielbar ist. Durch diese Maßnahme wird das Einfügen des längeren zweiten Hohl- bzw. Rohrnietes 7 erleichtert. Der Hohl- bzw. Rohrniet 7 i£i ebenfalls wie der kurze, erste Hohl- bzw. RohrnietS mit seinem Flachkopf in den durchgriffenen Teil 1 eingelassen.

Daraus ist ersichtlich, daß auch hier eine Verschiebung quer zur Symmetrieachse der Hohl- bzw. Rohrnieten 7, 8, trotz einer Vielzahl aneinandergereihter Gehäuseteile ausgeschlossen ist.

Um mit Teilen, die nicht nur durch ihre Stoffeigenschaft, sondern auch durch die für die Funktion notwendige Gestaltung bruchgefährdet sind, eine ebenfalls hochwertige Nietvenbindung zu erstellen, werden, wie in der F i g. 3 dargestellt, zwei Gehäusehalbschalen durch einen Teilhohlniet 9 und einen Hohl- bzw. Rohmiet 11 zusammengehalten. Der Teilhohlniet 9 übernimmt dabei die für die Funktion wichtige Führungsaufgabe der bruchgefährdeten Gehäuseteile 1. Die Fig. 3 läßt weiterhin erkennen, daß ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin zu sehen ist, daß die Kopfseite wenigstens eines Nietes, im vorliegenden Falle die des Hohl- bzw. Rohmietes 11, und die freien Nietschachtenden offen sind, damit der Werkzeugstempel für die Aufweitung eingeführt werden kann.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß qualitativ hochwertige Nietverbindungen auch mit spröden, bruchempfindlichen Teilen mittels einfachen Normteilen (Hohl- bzw. Rohrnieten) bei Anwendung einfacher Hilfswerkzeuge ökonomisch herstellbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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   Patentanspruch:

   Nietverbindung für spröde und bruchempfindliehe plattenartige TeDe, insbesondere fur verbindungen bei mehrphasigen Schaltgeraten, mittels zweier zusammenwirkender Nieten, von denen wenigstens eine einen rohrförmigen bcnaii aufweist, dessen eines Ende in einen Kragen ausläuft während der andere Niet ebenfalls einen Kragen und einen Schacht aufweist, wobei dieser Schaft wenigstens an dem dem Kragen entgegengesetzten Ende rohrförmig ist und wobei em Niet in den anderen eingefügt und wenigstens der innere Niet radial aufgeweitet ist, d a d u r c h g e kennzeichnet, daß die Nieten (2, 3; 7, 8; 5», 10) metallene Nieten sind, die unlösbar miteinander verbunden sind, wobei die Außenkontur eines jeweiligen Nietschaftes vor dem Nietvorgang die zu verbindenden Teile in den Bohrun- *° gen zentriert, und daß beim Aufweitvorgang die Außenkontur des äußeren Nietschaftes unverändert bleibt.