DE2540092A1

DE2540092A1 - Eintreibnietanordnung

Info

Publication number: DE2540092A1
Application number: DE19752540092
Authority: DE
Inventors: John Bert Alexander
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1974-09-12
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1976-03-25
Also published as: ES440920A1; BR7505799A; AU8457875A; CA1023979A; IT1042462B; US3919916A; FR2284788B1; FR2284788A1

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Befestiger, die von nur einer Seite des Werkstückmaterials angebracht werden können. Insbesondere bezieht sich die jirfindung auf einen Befestiger, der in der Lage ist, ein Loch in ein Werkstück zu stechen und sich als Folge eines einzigen Arbeitshubes eines Werkzeugs hinter dem Werkstück auszubreiten.

Blindbefestiger werden allgemein benutzt, um eine Anzahl von Platten zu befestigen, indem zunächst ein Loch in die Platten gebohrt oder gestanzt und dann ein Ilietkörper mit einer Bohrung und einem in der Bohrung sitzenden Treibstift eingesetzt wird. Nachdem der Ilietkörper auf diese Weise durch die öffnung in den Platten in Stellung gebracht worden ist, wird dem Treibstift ein Eintreibschlag erteilt, welcher das Eintrittsende des Nietkörpers veranlaßt, sich unter den Platten auszubreiten.

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Dies Verfahren ist offensichtlich, zeitraubend, indem es einen gesonderten Arbeitsgang zur Bildung des erforderlichen Loches verlangt, in das der Hietkörper eingesetzt werden kann.

Anstrengungen zur Schaffung eines Blindbefestigers, der in der Lage ist, in einem einzigen Arbeitshub ein Locli in ein "Werkstück zu stechen und sich darunter auszubreiten, waren bisher nicht erfolgreich. Einer der Gründe für den mangelnden Erfolg ist dio Tatsache, daß ein auf den üintreibstift geführter einziger Schla.g die Neigung hat, eine vorzeitige Ausbreitung des Befestigerkörpers zu verursachen und so die zum Durchstechen verfügbare. Energiemer.ge zu verringern und in der Tat die Berührungsfläche der Sindringspitze auf einem Nietkörper zu vergrößern.

Vorhandene Eintreibnietanordnungen lassen sich allgemein nicht einer Verwendung bei Eintreibvorrichtungen anpassen, die für hochvolumige Befestigungspraktiken ausgelegt sind. Die bekannten Befestiger haben herkömmlich einen kreisförmigen Kopf und einen sich von dem Kopf nach unten erstreckenden konzentrischen Hals. Diese Formgebung erlaubt an sich nicht die Gewährleistung einer richtigen Führung des Befestigerhalses bei seinem ¥eg durch die Ilasenstückkammer hindurch.

Die Erfindung.richtet sich auf eine Befestigervorrichtung mit einem Hauptteil, bestehend aus einem Kopf zum Anschlag gegen. das Werkstück, einer axialen Bohrung, einer Sindringspitze sowie einem in Längsrichtung geschwächten Hals, Der Hauptteil

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odor Körper- vrird mittels eines in dor Bohrung angeordneten jvinti'ni'bstif tos durch ein "'ierk stück iu.näurcligetriebon, ujic !■,war wix-d der Bintreib^tift durch die Tioöen^esic. r.er Bohrung idnüirc]irr·trieben, wenn eier Kopf ^Rgen rtfir? Vorksti'ok anstößt. i)io fortgesetzte Dovefniiir res JiintroibPtirCtep c'urcli c-ie 3i(ie:iiVEUic? hindurch veranlaßt r'en unteren KalPabsnTinitt, pi co π η tor '"■o;i ' JeTV'.stüoV τ-ργΊ^,ι fus^uhr-e"¹' tⁿr. ■ Ein bcrcnto¹¹'"''?⁰ 1Ι"χ··"^Γιιπ1 <^or Erfindung besteht in der Einverleibung von Mitteln um den Hals herum, in der Nähe der Bodenwand der Bohrung, die eine radiale Ausbreitung des Halses verhindern, bevor nicht der Körper das ¥erkstück durchstochen hat und der Kopf gegen das ¥erkstück anstößt. Die Einrichtungen zur Verhinderung der Ausbreitung können in Zwischenlegscheiben bestehen oder angeformte radiale VorSprünge sein.

Die radial verlaufenden Vorrichtungen tragen auch zur Führung des Befestigers beim Eintreiben desselben durch eine Nasenstückkammer eines Krafteintreibers hindurch bei. Die radialen Vorrichtungen können sich in Gleitberührung mit den Innenwänden der Eintreibkammer befinden, bis sie die Oberseite des Werkstücks berühren. Diese Konstnktion stellt sicher, daß der Befestiger relativ zu der Werkstückoberfläche senkrecht angeordnet bleibt.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Blindbefestigungseinrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, als Folge eines einzigen Schlages ein Werkstück zu durchdringen und sich hinter dem Werkstück auszubreiten.

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BAD ORIGINAL

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines nietartigen Befestigers, der in dem Nasenstück einer Krafteintreibvorrichtung geführt und gefangengehalten werden kann.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Exntreibbefestxger bei Aufwand von einem Mindestmaß an Eintreibenergie ©in Loch in ein "Werkstück einsticht und sich hinter dem Werkstück ausbreitet.

Diese und weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und Erläuterung in den beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung bestimmter Bestand teile, die die Nietanordnung bilden,

Fig. 2 einen axialen Teilschnitt durch ein Eintreibwerkzeug zur Darstellung einer Seitenansicht der Nietanordnung vor dem Durchdringen eines Werkstücks,

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich derjenigen der Fig. 2, zeigt jedoch die Anordnung nach dem Durchdringen des Werkstücks und vor dem Setzen,

Fig. h eine Seitenansicht der Nietanordnung nach dem Setzen,

Fig. 5 eine Kopfendansicht der Nietanordnung nach den Figuren 1 bis h_r ohne den zugehörigen Eintreibstift,

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Fig. 6 eine Endansicht auf die Spitze der Nietanordnung nach. den Figuren 1 bis 4, ohne den zugehörigen Eintreibstift,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer wahlweise möglichen Ausführungsform der Nietanordnung, ohne den zugehörigen Eintreibstift,

Fig. 9 eine Endansicht auf die Spitze der in Fig. 8 gezeigten Au s führungsfοrm,

Fig. 10 eine Endansicht auf eine wahlweise mögliche Ausführungsform der in Figo 8 gezeigten Anordnung,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform eines Zwischenlegscheibenteils für die Nietanordnung.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen innerhalb der verschiedenen Darstellungen und Ausführungsformen ähnliche Elemente oder Bestandteile bezeichnen.

Die in Fig. 1 gezeigte Nietanordnung enthält einen Hauptteil oder Körper 12 mit einem Hals 14, einem erweiterten Kopf 16 an einem Ende und einer verjüngten Eindringspitze 18 an dem anderen Ende, In dem Körper ist eine axiale Bohrung 20 gebildet, die sich von dem Kopfteil forterstreckt und axial oberhalb der Eindringspitze endet. In der Bohrung 20 läßt sich ein Eintreibstift 22 anordnen. Um den Hals 14 herum läßt sich in enger Anlage eine

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ringartige Vorrichtung 24 in einer im folgenden zu beschreibenden Stellung und für einen im folgenden zu beschreibenden Zweck anordnen.

Von der Sindringspitze des Hauptteils oder Körpers erstreckt sich ein Längsschlitz oder eine in Längsrichtung verlaufende Halsschwächungseinrichtung 26, die wenigstens durch die Bodenwand der Bohrung nach oben verläuft.

¥ie am besten aus Fig. 7 ersichtlich, endet die axiale Bohrung 20 mit einem Bodenwandabschnitt 30j der sich axial oberhalb des Eindringendes der Spitze 18 befindet. Die Zwischenlegscheibe 24 wird im vorhinein auf dem Hals 14 axial derart angeordnet, daß sie allgemein mit der axialen Anordnung der Bodenwand 30 der Bohrung zusammenfällt. Die Lage der Zwischenlegscheibe an einem solchen Platz kann sichergestellt werden durch Anwendung auf dem Hals gebildeter, leichter Schultereinrichtungen oder Vorsprünge 28. Diese leichten Schultern verhindern jedoch nicht ein Herauffdrücken der Zwischenlegscheibe auf dem Hals entlang, wenn die Zwischenlegscheibe gegen das Werkstück anstößt. Die Zwischenlegscheibe 24 kann in enger Passung auf dem unteren Abschnitt des Halses angeordnet werden, so daß sie durch Reibung gehalten und als ein Einbau gehandhabt werden kann.

Die Betriebsweise und die erfinderischen Merkmale dieser Erfindung werden am besten unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis beschrieben. Die Nietanordnung 10 hat besondere Vorteile bei Verwendung in Verbindung mit einer Krafteintreibvorrichtung,

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bei der ein Eintreibstößel 36 den Eintreibstift 22 mit einem Schlag berührt, nachdem der Einbau 10 in einem Nasenstück in Stellung gebracht worden ist. Der Zwischenlegkörper 2k ist aus starrem Material, beispielsweise Stahl hergestellt und hat vorzugsweise einen Außendurchmesser im wesentlichen gleich den Außendurchmesser des Kopfes 16. Wenn der Stößel 36 den Eintreibstift 22 berührt, dann wird der gesamte Nieteinbau durch das Nasenstück nach unten getrieben, wobei die Außenumfänge des Kopfes 16 und der Zwischenlegscheibe 24 mit den Innenwänden 3^ des Nasenstückes in Gleitberührung sind.

Die Schlagkraft des Stößels wird somit unmittelbar von dem Eintreibstift auf die Bodenwand 30 der Bohrung übertragen. Da die starre Zwischenlegscheibe 2h in der Nähe der Bodenwand 30 angeordnet ist, wird der Hals während der Anfangsphase der Eintreibfolge an einer radialen Ausbreitung gehindert, und die Bodenwand wirkt somit lediglich als Eintreibfläche. Die Zwischenlegscheibe sollte, da sie aus starrem Material hergestellt ist, eine Reifenfestigkeit bieten, die an sich den Stift 22 daran hindert, durch die Bodenwand hindurchgetrieben zu werden und den Hauptteil oder Körper vorzeitig auszubreiten. Jedoch trägt die Zusammenwirkung der Zwischenlegscheibe mit der Innenwand der Nasenstückkammer ebenso zu der erforderlichen Hemmung bei, um die richtige Betriebsweise des Befestigers sicherzustellen.

Wie in Fig. 3 gezeigt, veranlaßt die fortgesetzte Bewegung des Stößels 36 den Einbau 10, die Werkstücke 38 und ko zu durch-

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stechen. Der Eintreibstift 22 wird infolge der Zwischenlegseheibeneinrichtung 2k daran gehindert, vollständig durch den Hauptteil hindurchgetrieben zu werden. Nachdem einmal die Spitze 18 die Werkstücke durchdrungen hat, stößt die Zwischenlegscheibe 2k gegen das obere Werkstück 38 an und wird beim Heruntertreiben des Hauptteils oder Körpers nach unten durch die Zwischenlegscheibe und die Werkstücke auf dem Hals entlang nach oben gedrückt. Die Zwischenlegscheibe wird endgültig zwischen der Lagerfläche des Kopfes und dem Werkstück 38 in Stellung gebracht, wie in Fig. k gezeigt. Nachdem einmal der Kopf 16 und die Zwischenlegscheibe 2k gegen das Werkstück 38 zum Anstoß kommen, setzt der Eintreibstift 22 seine Bewegung in Längsrichtung des Halses fort und wird durch die Bodenwand der Bohrung hindurchgedrückt, wobei die Wandflächen 30 ^al^s Mitnehmer einrichtungen wirken, um den unteren Abschnitt des Halses radial auszubreiten. In Längsrichtung verlaufende Schlitze 26 erleichtern diese radiale Ausbreitung, die vor-dem verhindert wurde.

Es sei darauf hingewiesen, daß für die Zwecke dieser Erfindung der Eintreibstift 22 einstückig mit dem Eintreibstößel 36 des Krafteintreibers ausgebildet sein könnte, wobei dieBetriebsweise der Erfindung dieselbe bliebe.

Während in der bevorzugten Ausführungsform eine Zwischenlegscheibe zur Anwendung kommt, die einen geschlitzten Hals umgibt, sei doch darauf hingewiesen, daß andere Formen radialer Yorsprünge in der Erfindung verwirklicht werden

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können, um den in Längsriöhtung geschwächten Hals an einer Ausbreitung zu hindern, bevor nicht der Kopf des Befestigerkörpers gegen die Werkstücke anstößt. Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Befestigeranordnung 10a zeigt eine derartige Vorrichtung, bei welcher Flügel oder Ansätze 24a einstückig, jedoch zum Abbrechen auf gegenüberliegenden Seiten eines Schlitzes 26a an den Hals angeformt sind. Die Flügel 24a liegen axial im wesentlichen an demselben Platz wie die unterste Wand der Bohrung. Im Betrieb arbeitet die Befestigungsvorrichtung 10a allgemein in derselben Weise wie der Befestiger 10. Die Flügel 24a stoßen gleitend an die Innenwand des Nasenstücks an, um den Hals an einer radialen Ausbreitung zu hindern und dem Eintreibstift ein Eintreiben des Nietkörpers i4a durch das Werkstück hindurch zu gestatten.

Nachdem die Spitze 18a das Werkstück durchdrungen hat, stoßen die Flügel 24a gegen das Werkstück an und brechen von den Seitenflächen des Halses ab und gestatten somit ein vollständiges Hindurchtreiben des Halses durch die Werkstücke, bis der Kopf i6a zum Anstoß kommt und eine weitere Axialbewegung des Körpers oder Hauptteils verhindert. In diesem Augenblick wird der Eintreibstift weiter durch die Bodenwand der Bohrung hindurchgetrieben und breitet den Hals unterhalb des Werkstückes radial aus.

Fig. 10 zeigt eine abgewandelte Form eines Einbaus, der angeformte Lappen benutzt, und bevor vier derartige Lappen 24b

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um den Hals herum angeordnet und in Längsrichtung des Halses zwei sich überschneidende Schlitze 26b gebildet sind. Es ist somit ersichtlich, daß die Anzahl geschwächter Bereiche oder Schlitze oder die Spitzenform des Körpers abgewandelt werden kann und dennoch im Bereiche des Gedankens der Erfindung liegt.

Während die hauptsächliche Funktion der zwischenlegscheibenartigen Einrichtung 2k darin besteht, die radiale Ausbreitung des Nietkörpers während des Eintreibens zu verhindern, könnte sie doch eine Anzahl sekundärer Funktionen haben. Fig. 11 zeigt beispielsweise eine solche Zwischenlegscheibe 24c mit Federlappen k2, um unterhalb des Kopfes der Nietanordnung eine Federeinrichtung vorzusehen. Diese ermöglicht es der Nietanordnung, auf die Werkstücke eine elastische Einspannkraft auszuüben. Die Zwischenlegscheibenvorrichtung könnte auch ggfs, Versiegelungs- oder Verriegelungsmerkmale verwirklichen.

Die Fähigkeit des gemäß der Erfindung ausgelegten Befestigers, an einer vorzeitigen Ausbreitung gehindert zu werden, gestattet das Eintreiben eines derartigen Befestigers unter wirksamster Ausnutzung der Eintreibkraft. Es ist ersichtlich, daß die Schlagkraft, die von einem Stößel unmittelbar auf den Eintreibstift ausgeübt wird, erst in dem letzten Teil des Krafthubes zum Ausbreiten des Körpers benutzt wird. Die ersten Stufen des Krafthubes können lediglich zum Durchstechen des Werkstückes benutzt werden, da der Nietkörper vollständig eingeschlossen und so lange an einer Ausbreitung gehindert wird,

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bis das Werkstück durchstochen worden ist und der Kopf die Werkstückflächen berührt.

Während hier auf besondere Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen wurde, werden doch Fachleuten auf diesem Gebiet in Kenntnis der obigen Beschreibung verschiedene Abwandlungen

und Veränderungen möglich erscheinen. Es ist demzufolge beabsichtigt, derartige Alternativen, Abwandlungen und Veränderungen, die in den Gedanken und weiteren Bereich der beigefügten Ansprüche fallen, mit zu umfassen.

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Claims

254009? - 12 Patentansprüche

1. ^ Nietanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Lage ist, in einem einzigen Arbeitsgang eingetrieben zu werden, ein Werkstück zu durchstechen und fixiert zu werden und der Einbau einen Hauptteil oder Körper mit einem Hals, einem das Werkstück berührenden Kopf an dem einen Ende desselben und einem das Werkstück durchdringenden Teil an dem anderen Ende aufweist, der Körper mit einer Bohrung versehen ist, die sich axial von dem Kopf in Richtung auf die Einrichtung zum Durchdringen des Werkstücks zu erstreckt und in treibenden und Mitnehmerflächen endet, sowie mit Einrichtungen zum Schwächen des Körpers in Längsrichtung, die somit eine radiale Ausbreitung des Körpers bei einer vorgegebenen Eintreibkraft gestatten, eine Eintreibstifteinrichtung, die in der Bohrung aufgenommen werden kann und sich in Treibverbindung mit den treibenden und Mitnehmerflächen derselben befindet, sowie Mittel auf der Außenseite des Halses zur Verhinderung einer Ausbreitung des Körpers so lange, bis das Mittel zum Durchdringen des Werkstückes das Werkstück durchdrungen hat,

anschließenden

sowie zum/Zulassen eines Hindurchtreibens der Eintreibstifteinrichtung durch die treibenden und Mitnehmerflächen hindurch, um die Nietanordnung zu fixieren.

2. Nietanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Verhinderung eines Ausbreitens allgemein in derselben axialen Stellung auf dem Hals angeordnet

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sind wie die treibende und Mitnehmerfläche an dem Ende der Bohrung.

3. Nietanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einrichtungen zur Verhinderung der Ausbreitung in der Nähe der Mitnehmer- und Treibflächen von dem Hals radial nach außen erstrecken und allgemein dieselbe axiale Ausdehnung haben wie der Kopf.

k, Nietanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächlings einrichtung einen sich axial zum Hals von der das Werkstück durchdringenden Einrichtung wenigstens durch die treibenden und Mitnehmerflächen nach oben erstreckenden Schlitz aufweist»

5. Nietanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verhindern eines Ausbreitens eine im wesentlichen starre zwischenlegscheibenartige Vorrichtung enthält, die in der Nähe der treibenden und Mitnehmerflächen von dem Hals getragen wird.

6. Nietanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung der Ausbreitung zerbrechliche Vorsprünge enthalten, die sich In der Nähe der treibenden und Mitnehmerflächen radial von dem Hals forterstrecken und in der Lage sind, gegen die Innenwand einer Eintreibkammer innerhalb eines Eintreibwerkzeuges zu drücken, während sie bein Hindurchtreiben des Halses durch die Werkstückflachen

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bei Berührung derselben von dem Hals getrennt werden können.

7. Nietanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Verhinderung der Ausbreitung in einer im wesentlichen starren Zwischenlegscheibe bestehen, die in der Nähe des Endes der Bohrung um den Hals herum angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser der Zwischenlegscheibe im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Kopfes ist und die Zwisohenlegscheibe gleitend an die Eintreibkammer eines zugeordneten Eintreibwerkzeuges anstößt und somit die Eintreibstifteinrichtung daran hindert, das Ende der Bohrung . zu durchdringen und den Hals vorzeitig auszubreiten, wobei die Zwischenlegscheibe beim Fixieren der Anordnung bis unter den Kopf nach oben getrieben wird.

8. Nietanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zwisehenlegseheibe federnde Lappeneinrichtungen aufweist, die es der Anordnung ermöglichen, eine elastische Einspannkraft auf die Werkstüokfläche auszuüben, wenn die Zwischenlegscheibe und der Kopf gegen die Oberseite des Werkstückes zur Anlage gebfacht worden sind.

9. Nietanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die zerbrechlichen Vorsprünge auf gegenüberliegenden Seiten

-en der den Körper schwächenden Einrichtung/angeordnet sind,

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- 15 bis die Nietanordnung aus der Eintreibkammer ausgetreten ist.

10. Nietanordnung nach Anspruch 5> gekennzeichnet durch leichte Schultereinrichtungen zur vorläufigen Anordnung und Feststellung der Zwischenlegscheibeneinrichtung in der Nähe der treibenden und Mitnehmerflächen.

11. Nietanordnung, die in der Lage ist, in einem einzigen Arbeitsgang ein Werkstück zu durchstechen und fixiert zu werden, gekennzeichnet durch einen Hauptkörper mit einem Hals, einen radial erweiterten Kopf zur Erfassung des Werkstückes an einem Ende und einer scharfen Eindringspitze an dem anderen Ende, einer sich axial zum Hals erstreckenden Bohrung, die in einer Bodenwand endet, einen in der Bohrung angeordneten Eintreibstift, dessen eines Ende sich axial über den Kopf hinwegerstreckt und das Mittel zum Eintreiben der Anordnung bildet, während das gegenüberliegende Ende des Stiftes gegen die Bodenwand der Bohrung anstößt, um die Eintreibkraft auf den Körper zu übertragen, einen sich in Längsrichtung des Halses von der scharfen Eindringspitze durch die Bodenwand der Bohrung erstreckenden Schlitz, einen starren Ringkörper, welcher den Hals umgibt und sich in enger Passung daran anlegt, wobei dieser Ringkörper im wesentlichen in derselben axialen Lage angeordnet ist wie die Bodenwand, wobei der Einbau in der Lage ist, durch eine auf den Eintreibstift wirkende Schlagkraft eingetrieben zu werden, während der Ringkörper den Hals so lange an einer Ausbreitung hindert, bis die Spitze das Werkstück durchdrungen hat, und wonach der Ring

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bis unter den Kopf nach oben gedrückt werden kann, bis der Kopf und der Ring gegen das Werkstück anstossen und ein Hindurchtreiben des Stiftes durch die Bodenwand zum Ausbreiten des Halses unterhalb des Werkstückes verursachen

12. Nietanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper eine zwischenlegscheibenartige Vorrichtung mit einer radialen Abmessung im wesentlichen gleich der radialen Abmessung des Kopfes ist.

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