DE2840232C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Durchzieh-Blindbefestiger sind in zwei allgemeinen Arten gängig und zwar einer, bei der der Befestiger mit einem doppeltwirkenden Werkzeug gesetzt wird, und einer ande­ ren, bei der der Befestiger mit einem einfach wirkenden Werkzeug gesetzt wird. Bei dem Verfahren der eingangs erwähnten Art kommt die zweite Art des Durchzieh-Blind­ befestigers zum Einsatz.

Werden Bauteile mit Hilfe eines Durchzieh-Blindbefesti­ gers verbunden, der mit einem einfach wirkenden Werkzeug gesetzt wird, so ergibt sich die Schwierigkeit, daß infolge der Halterung des Sperrings vor und während des anfänglichen Zusammenziehens des Durchzieh-Blindbefesti­ gers dessen zusammengesetzte Teile, die durch die mit­ einander fluchtenden Bohrungen in den Werkstücken ver­ laufen, nicht einwandfrei gesetzt bzw. nicht einwandfrei verschoben werden, so daß er sich am Dorn festfrißt und das Ende des Setzvorganges stört.

Die Senklöcher werden herkömmlicherweise bei der Ferti­ gung mit einem Winkel von 100 +/- 1° ausgeführt, d.h., bei herkömmlichen Nieten mit 100°-Köpfen, die ebenfalls mit einer Winkeltoleranz von +/- 1° ausgeführt sind, kann u. U. ein 99°-Befestiger in eine Bohrung mit 101°- Senkung eingesetzt werden, so daß der Kopf nicht flächig auf der Innenfläche der Senkbohrung aufliegt und ein Ansatzpunkt für Korrosion entsteht.

Der Winkel der Unterfläche des Befestigerkopfes gegen­ über der ursprünglich geradlinigen Senkbohrung in der Hülse und dem den Eintrittwiderstand bewirkenden Winkel zur Aufnahme des Sperringes gewährleistet, daß ein vollständiger Umfangskontakt zwischen der Senkbohrung und der Unterseite des Hülsenkopfes auftritt und die gegenseitige Versperrung zwischen Hülse und Dorn beim Setzen mit einem einfach wirkenden Werkzeug einwandfrei erfolgt.

Bekannt ist (US-PS 28 87 003), zwei Bauteile mit Hilfe eines Durchzieh-Blindbefestigers zu verbinden, die einen Flanschring aufweist, der beim Zusammenziehen des Durch­ zieh-Blindbefestigers beim Setzvorgang jedoch erst abgeschert werden muß.

Weitere Anwendungen und Ausbildungen von Blindbefesti­ gern sind aus den US-PS′n 20 61 628, 31 48 578, 32 92 482, 33 77 907, 39 15 055, 39 37 123 und 40 12 984 sowie der DE-AS 14 75 105 bekannt. Bekannt ist insbeson­ dere (US-PS 32 92 482), den in der Hülse longitudinal bewegbaren Dorn mit einer verdeckten Bruchkerbe zu versehen und im Dorn selbst eine Verriegelungstasche vorzusehen (US-PS 39 37 123). Bei den bekannten Verfah­ ren zum Verbinden zweier Bauteile mit Hilfe eines Durch­ zieh-Blindbefestigers fluchten die Unterfläche des Senkkopfes mit der Senköffnung des Werkstückes zu Beginn des Setzvorganges.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß nach dem Setzen des Blindbefestigers eine Verschiebung des Verriegelungsringes nicht möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Patentanspruches 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 und 3.

Vorzugsweise ist die Unterseite der Hülse mit einem eingeschlossenen Kegelwinkel von 106 +/- 2° ausgeführt und wird von der Senkbohrung des Werkstückes aufgenom­ men, in dem die Senkung herkömmlicherweise mit einem Kegelwinkel von 100 +/- 1° ausgeführt ist. Vor dem Setzen des Befestigers ist somit ein Unterschied der eingeschlossenen Winkel dieser einander zugewandten Kegelflächen von etwa 6° von außen nach innen gegeben.

Die Längsbohrung des Hülsenkopfes enthält eine zylindri­ sche Senkbohrung von etwa 0,38 mm sowie einen kegel­ stumpfförmigen Eintrittsteil für den Sperring, dessen Widerstandswinkel, d. h. Winkel zur Achse des Befesti­ gers, etwa 40° beträgt; der Gesamtwinkel ist somit 80°.

Der Dorn wird von der Bohrung der Hülse aufgenommen und weist an seinem Blindende einen Kopf auf, der sich auf das innere bzw. Blindende der Hülse auflegt und dort den Blindkopf anformt, wenn der Niet gesetzt wird.

Ein Sperring umfaßt das vorstehende Ende des Dorns und sitzt sich anfänglich in der zylindrischen Senkbohrung im Hülsenkopf. Am vorstehenden Ende des Sperrings greift die Nase des Setzwerkzeuges an. Während der Dorn gezogen wird, drückt die Reaktionskraft der Nase den Sperring in die Hülse; der Ring muß dabei den Eintrittswiderstand der Hülse überwinden und die Bewegung in die Sperrtasche hinein wird verhindert, bis der Dorn das Ende des Ziehhubs erreicht, wenn der Ring in die Sperrtasche des Dorns eingedrückt wird.

Während dieses Setzvorganges wird der Ring in der Soll­ lage gehalten, so daß er nicht kippt, sich am Dorn festfrißt und die Anordnung verfrüht versperrt. Erst wenn die Sperrtasche sich in der Sollage befindet, kann der Ring in sie eindringen.

Während dieses Setzvorganges legt die Unterseite des Befestigerkopfes sich flächig an die Wandung der Bohrung an. Bei dieser Umformung verformt die zylindrische Senkbohrung der Hülse sich winklig über das Ende des Sperringes hinaus, so daß eine weitere Sicherung gegen eine auswärts gerichtete Bewegung des Ringes entsteht.

Beim Setzen des Befestigers wird der Kopf über den gesetzten Sperring verformt. Hierdurch wird eine stetige Umfangsberührung entlang des Kopfes erhalten. Es sind daher größere Winkeltoleranzen bei der Senkbohrung im Werkstück möglich. Weiterhin bewirkt der Widerstandswin­ kel für den Sperring infolge des erhöhten Arbeitsge­ winns, daß der Sperring sich beim Setzen fest anlegt und ein einfach wirkendes bzw. ein Werkzeug ohne Kopfver­ schiebung verwendet werden kann. Beim Verformen der zylindrischen Senkbohrung wird der Sperring weiterhin in der gewünschten Ausrichtung gehalten und ein Festfressen am Dorn vor der winkeligen Verformung verhindert. Bei der Verformung wird eine Durchmesserverjüngung erhalten, die den Ring weiter festlegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind:

Fig. 1 ein teilweise als Aufriß ausgeführter Verti­ kalschnitt durch einen beim Verfahren einge­ setzten Befestiger, der sich in vorbereitete Bohrungen in miteinander zu verbindenden Werkstücken befindet, wobei die Nase eines Setzwerkzeuges vor dem eigentlichen Setzen des Befestigers am Sperring angreift;

Fig. 2 ein Schnitt auf der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 die Einzelheit im Kreis 3 der Fig. 1;

Fig. 4 eine Teildarstellung entsprechend der Fig. 1, die den Befestiger in einem Zwischenzustand des Setzvorganges zeigt;

Fig. 5 die Einzelheit des Kreises 5 der Fig. 4;

Fig. 6 eine den Fig. 1 und 4 ähnliche Darstellung des endgültig gesetzten Befestigers, und

Fig. 7 die Einzelheit im Kreis 7 der Fig. 6.

Fig. 1 zeigt zwei aneinander zu befestigende Werkstücke 10 und 12 mit den fluchtenden Bohrungen 14, wobei das äußere Werkstück 10 mit einer Senkbohrung 16 versehen ist, die herkömmlicherweise mit einem Winkel von 100 +/- ausgeführt ist.

Ein Durchzieh-Blindbefestiger 18 weist eine Hülse 20 sowie einen Dorn 22 auf.

Die Hülse 20 hat einen Senkkopf 24 sowie einen mit diesen einteiligen in Längsrichtung verlaufenden rohr­ förmigen Körper 26.

Die Unterseite 28 des Senkkopfes 24 ist mit einem eingeschlossenen Winkel von 106 +/- 2° ausgeführt.

Der Senkkopf 24 ist mit einem zylindrischen Eingangsab­ schnitt 30 zu einer Tiefe von etwa 0,38 mm ausgebildet. Dieser Eingangsabschnitt 30 geht in einen umlaufenden kegelstumpfförmigen Eintrittsabschnitt 32 mit einem eingeschlossenen Winkel von etwa 40° über.

Das einwärts vorstehende Ende 26 der Hülse 20 hat eine zentrische Öffnung 34, die an ihrem oberen Ende in einen zylindrischen Teil 36 mit kleinerem Innendurchmesser ausläuft, der eine umlaufende Anschlagschulter 38 bil­ det.

Der Dorn 22 befindet sich in der Hülse 20 und ist in dieser längsbewegbar. An seinem inneren Ende ist ein umlaufender Kopf 40 ausgebildet, der sich zur Bildung als Blindkopf auf das innere Ende der Hülse 20 auflegen kann.

Das entgegengesetzte Ende 42 des Dorns 22 steht über den Senkkopf 24 der Hülse 20 hinaus vor. An diesem Ende 42 kann eine Setzpistole auf herkömmliche Weise angreifen. Der Dorn 22 ist mit einer umlaufenden Anschlagschulter 44 ausgebildet, die sich an die zugeordnete Anschlagschulter 38 der Hülse 20 anlegt, um die Bewegung des Dorns 22 zu begrenzen.

Weiterhin ist im Dorn zwischen der Anschlagschulter 44 und einer verdeckten bzw. geschlossenen Bruchkerbe 48 eine umlaufende, herkömmliche Verriegelungstasche 46 ausgebildet.

Ein umlaufender Sperring 50 umfaßt den Dorn 22 und liegt in dem Eingangsabschnitt 30 des Senkkopfes 24. Da die Oberfläche des Sperrings 50 auf der Innenwand des Eingangsabschnittes 30 aufliegt, ist gewährleistet, daß der Sperring 50 beim Setzen des Befestigers 18 einwandfrei gerade ausgerichtet gehalten wird.

Der funktionelle Ablauf beim Setzen des Befestigers 18 ergibt sich aus einem Vergleich der Fig. 1, 4 und 6 sowie deren vergrößerter Einzelheiten.

Fig. 1 zeigt den Befestiger 18 in die Bohrungen 14 eingesetzt, wobei der Senkkopf 24 im wesentlichen bündig auf der Außenfläche des Werkstückes 10 und die Unterfläche 28 des Senkkopfes 24 der Senkbohrung 16 zugewandt an diese angrenzend liegen.

Am äußeren Ende des Sperringes 50 liegt das Ende eines Nasenstückes 52 eines herkömmlichen einfach wirkenden Setzwerkzeuges an, wie es aus der US-PS 3 082 898 hervorgeht. Nur der Nasenteil 52 dieses Setzwerkzeuges ist gezeigt, da sein restlicher Aufbau und seine Funktion an sich bekannt sind. Das Setzwerkzeug greift am vorstehenden Ende 42 des Dorns 22 an und übt Zug auf ihn aus, während das aufliegende Nasenstück 52 den Sperring 50 mit Reaktionskraft beaufschlagt.

In der Ausgangslage, wie am besten in Fig. 3 vergrößert gezeigt ist, liegt die Unterfläche 28 des Senkkopfes 24 entlang eines Kreisringes auf der Innenfläche der Senkbohrung 16 an deren äußerem Ende auf; infolge der unterschiedlichen Kegelwinkel dieser Flächen bildet sich einwärts ein freier Raum.

Der Sperring 50 wird von der zylindrischen Senkbohrung 30 aufgenommen; während in der Darstellung ein geringer Abstand gezeigt ist, ist die Passung so gewählt, daß die Wandung des Eingangsabschnittes 30 den Sperring 50 trägt, der den Dorn 22 umgibt. Das innere Ende des Sperrings 50 liegt somit auf dem kegelstumpfförmigen Eintrittsabschnitt 32 auf.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein Zwischenstadium der Setzfol­ ge. In diesem Zustand ist der Dorn 22 angezogen worden und der Nasenteil 52 hat den Sperring 50 einwärts gedrückt. Weiterhin ist der Blindkopf 54 ausgebildet worden und die Anschlagschulter 44 liegt auf der An­ schlagschulter 38 auf. Der kegelstumpfförmige Eintritts­ abschnitt 32 hat der Einwärtsbewegung des Sperrings 50 Widerstand entgegengesetzt, um einen verfrühten Sperr­ eingriff desselben zu verhindern.

Während auf den Dorn 22 weiterhin Zug ausgeübt wird und die von dem Nasenteil 52 auf den Sperring 50 ausgeübte Reaktionskraft steigt, wird dieser in die Verriegelung­ stasche 46 eingedrückt. Von Wichtigkeit ist, daß sich weiterhin bei diesem Setzvorgang der Senkkopf 24 der Hülse 20 derart verformt, daß die Unterfläche 28 des Senkkopfes 24 sich vollständig flächig auf die Innenflä­ che der Senkbohrung 16 über deren gesamte Länge anlegt. Gleichzeitig verformt sich auch der Senkkopf 24, so daß sich eine aufwärts verlaufende Durchmesserverjüngung des zylindrischen Eingangsabschnittes 30 von etwa 3° zur Achse des Befestigers 10 ergibt.

Die Wirkung dieser Bewegung ergibt sich am deutlichsten aus einem Vergleich der Einzelheiten der Fig. 3, 5 und 7. Die Innenfläche der Senkbohrung 16 und die Unterflä­ che 28 des Senkkopfes 24 liegen vollständig flächig aufeinander über die gesamte Länge der Senkbohrung 16 und die Wandung des Eingangsabschnittes 30, der zunächst geradlinig zylindrisch verlief, hat sich infolge der nach oben gerichteten Durchmesserverjüngung über das äußere Ende des Sperringes 50 gehakt. Der Sperring 50 seinerseits ist unter erheblicher Verformung in die Verriegelungstasche 46 gedrückt worden, wie am besten aus den Fig. 5 und 7 hervorgeht. Der Sperring 50 ist somit zusätzlich gegen eine Verschiebung nach außen festgelegt worden.

Claims (3)

1. Verfahren zum Verbinden von zwei Bauteilen mit Hilfe eines Durchzieh-Blindbefestigers mit einer an einem Ende einen Senkkopf aufweisenden Hülse, wobei das äußere Bauteil mit einer Senkbohrung mit einem kleineren eingeschlossenen Winkel als der eingeschlossene Winkel der Unterfläche des Senkkopfes und der Senkkopf der Hülse mit einer kegelstumpfförmig erweiterten Bohrung mit einem kleineren eingeschlossenen Winkel als der eingeschlossene Winkel des Senkkopfes gewählt werden, vor dem ein zylindrischer Eintrittsabschnitt der Bohrung vorgesehen ist, wobei in der Hülse ein Dorn longitudinal bewegt wird und der Senkkopf in der Senkbohrung versenkt wird, indem am Ende des Dornes gezogen wird, das sich über den Senkkopf hinaus erstreckt, während das andere Ende des Dornes auf das andere Ende der Hülse wirkt, und der Dorn mit einer ringförmigen Verriegelungstasche versehen und innerhalb der Senkbohrung des Senkkopfes ein Sperring angeordnet wird, der in die Verriegelungs­ tasche längs des kegelstumpfförmigen Abschnittes bewegt wird, welcher der Bewegung des Sperringes entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel (β) der Unterfläche (28) des Senkkopfes (24) der Hülse (26) und der eingeschlos­ sene Winkel (α) der Senkbohrung (16) des äußeren Bautei­ les (10) mit einem Unterschied von etwa 6° von außen nach innen gewählt werden, daß die Unterfläche (28) des Senkkopfes (24) mit der Bewegung des Sperringes (50) bewegt wird, bis ein Eingriff mit der Wand der Senkboh­ rung (16) des Bauteiles (10) erfolgt, und daß der zylindrische Eingangsabschnitt (30) der Bohrung unter Bildung einer einwärts gerichteten Verjüngung über dem Ende des Sperringes (50) abgelenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der eingeschlossene Kegelwinkel (α) der Senkbohrung (16) zu 100°, der eingeschlossene Winkel (β) der Unterfläche (28) des Senkkopfes (24) zu 106° und der eingeschlossene Winkel (γ) des einwärts geneigten kegel­ stumpfförmigen Abschnittes (32) zu 80° gewählt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft zum Setzen des Durchzieh-Blindbefestigers nur zwischen dem Sperring (50) und dem Dorn (22) mit Hilfe eines Installations­ werkzeuges mit einem Nasenteil ausgeübt wird, welches lediglich den Sperring (50) berührt, während am Ende (42) des Dornes (22) gezogen wird.