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Nietrohling für eine geschlossene Blindnietan-
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ordnung und Verfahren und Vorrichtung zum Fertigen der Anordnung
Die Erfindung betrifft einen Nietrohling für eine Blindnietanordnung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fertigen der
Anordnung.
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Ein. Nietrohling, eine Blindnietanordnung und ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Fertigen der Anordnung sind bekannt aus der DE-AS 1o 97 768. Hiernach
wird der kurze, napfförmige Nietrohling, welcher in einem Endbereich den Außendurchmesser
eines fertigen Nietschafts und einen Anschlußbereich mit dem Aunendurchmesser eines
als Außenflansch ausgebildeten Setzkopfes aufweist, in eine durchmesserabgestufte
Matrize eingesetzt. Ein dem oberen Teil
größeren Innendurchmessers
der Matrize angepaßter, axial beweglicher Stempel weist eine zentrale Aufnahme als
Führung für einen Zugschaft eines Vernietungsstifts mit verdicktem Kopf auf. Bei
der axialen Bewegung des Stempels in Richtung auf den unteren Teil der Matrize wird
dem Vernietungsstift eine zusätzliche Axialbewegung einer solchen Größe erteilt,
daß sein verdickter Kopf einen sack bis zu der gewünschten Endtiefe auszieht, wobei
gleichzeitig sowohl der Kopf selbst wie auch ein Zugschaft teil oberhalb des Kopfes
dicht vom Nietwerkstoff umhüllt werden sollen.
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Nachteilig an dem erwähnten Verfahren ist, daß der Vernietungsstift
als aktives Verformwerkzeug eingesetzt wird.
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Er wird dabei nicht nur innerhalb der zentralen Führung im Stempel
gestaucht, sondern vor allem auch bei seiner fortschreitenden Axialbewegung vor
der Stirnfläche des Stempels sehr ausgeprägt sowohl auf Knickung wie auch auf Reibung
durch den vor allem auch in axialer Richtung fließenden Nietwerkstoff beansprucht.
Abgesehen von den hierdurch bedingten extremen Anforderungen an die Festigkeit des
Werkstoffs des Vernietungsstifts sind hohe Ausschbßraten unvermeidbar, zumal ein
ausreichendes Umhüllen des Kopfes und des Zugschafts des Vernietungsstifts durch
den beim Fließpressen fließenden Werkstoff des Nietrohlings nicht gewährleistet
ist. Ferner führt die erwähnte Stauchung des Zugschafts im Bereich der zentralen
Aufnahme des Stempels ebenfalls zu einer erhöhten gegenseitigen Reibung und damit
einem entsprechenden Verschleiß auf der Führungsfläche des Stempels. Bereits die
vorstehend genannten Nachteile beeinträchtigen die Zuverlässigkeit und Brauchbarkeit
in entscheidendem Umfang.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile
mit Sicherheit zu vermeiden und einen Nietohling als wesentliche Voraussetzung für
ein mit einer einfachen Vorrichtung durchführbares und zudem zuverläsAiges Verfahren
bereitzustellen, bei welchem der Vernietunts-
stift infolge einer
vergleichsweise vernachlässigbaren axialen Druckbeanspruchung aus einem Werkstoff
gefertigt werden kann, welcher nach der verbrauchsmäßigen Verwendung des Vernietungsstifts
au.swählbar und folglich unter anderem billiger sein kann als beim zitierten Stand
der Technik.
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Bezüglich des Nietrohlings wird diese Aufgabe gelöst durch die im
Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung und unter Berücksichtigung
der in den Kennzeichen der weiteren Ansprüche enthaltenen Lehren eingehend erläutert.
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Es zeigen, jeweils im längsaxialen Schnitt, Figur 1 einen Nietrohling
nach der Erfindung, Figur 2 unterschiedliche Stadien des Verlaufs eines bis 5 ersten
Verfahrens veranschaulichende, schematische Darstellungen, wobei die betreffenden
Gegenstände mit einer Arbeitsachse AA koaxial angeordnet sind, Figur 6 ein Schema
zum Veranschaulichen eines zweiten Verfahrens und Figur 7 eine nach der Erfindung
hergestellte Blindnietanordnung, wobei in den Figuren 1 und 7 der jeweilige Gegenstand
größer dargestellt ist als in den Figuren 2 bis 5.
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Nach Figur 1 erstreckt sich ein rotationssymmetrischer, napfförmiger
Nietrohling 1 einer Länge L entlang einer Längsachse A und weist einen Endbereich
2 einer Länge 3 mit einem Außendurchmesser df auf, auf welchen ein Anschlußbereich
4 mit einem Außendurchmesser d5 folgt. Für den Außendurchmesser d5 gilt df Cd5 C
d6, wobei mit d6
der Außendurchmesser eines Setzkopfs 6 des Nietrohlings
1 bezeichnet ist An seiner dem Setzkopf 6 abgewandten Seite wird ein Innenraum 7
mit einem Innendurchmesser 8 durch einen Napfboden 9 mit einer Wandstärke 1o abgeschlossen.
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Gemäß Figur 2 weist eine Einziehmatrize 11 einen kreiszylindrischen
Durchgriff 12 mit einer Längsachse All und einem Innendurchmesser 13 auf, welch
letzterer dem Außen durchmesser df entspricht. Vor der Einziehmatrize 11 befindet.sich
in einer nur andeutungsweise dargestellten Quertransportzange 14 ein Exemplar des
Nietrohlings 1.
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In einer ebenfalls nur andeutungsweise dargestellten iiilfszange 15
befindet sich ein Vernietungsstift 16. Letzterer besteht aus einem Kopf 17 mit einer
Kopfendfläche 17' und einem Zugschaft 18. In Richtung einer Längsachse 19 er streckt
sich der Kopf 17 über eine Länge 20 und weist einen Durchmesser dk auf. Ein Stempel
21 mit einer zentrale: Aufnahme 22 entlang einer Längsachse 23 für den Zugschaft
18 weist in seiner der Einziehmatrize 11 zugewandten Stirhfläche 24 eine Ausnehmung
25 für den Setzkopf 6 des Niet~ rohlings 1 auf. Der Stempel 21 ist axial betätigbar
und korrespondiert mit der Einziehmatrize 11, wobei die Achsen All und 23 miteinander
fluchten. Beispielsweise im Bereich der Aufnahme 22 weist der Stempel 21 eine Einrichtung
26 zum vorgebbaren axialen Fixieren des Vernietungsstifts 16 auf. Die Einrichtung
26 kann während des Betätigens des Stempels 21 entlang einer Achse 23 verschiebbar
angeordnet sein. Hierauf wird im weiteren Verlauf ebenso eingegahgen werden, wie
auf die entscheidende Bedeutung, welche der Länge 3 des Endbereichs 2 und einer
Differenz zwischen den Außendurchmessern df und d5 zukommt.
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Der Nietrohling wird mittels der Quertransportzange 14 (Figur 2) vor
die Einziehmatrize 11 gebracht, während die Hilfszange 15 den Vernietungsstift 16
positioniert. Der Stempel 21 wird mit AA achsfluchtend in Richtung auf die Einziehmatrize
11 bewegt, wobei der Zugschaft 18 in äie zentrale Aufnahme 22 gelangt, so daß die
Hilfszange i5 ent-
fernt werden kann (Figur 3). Auf eine nicht näher
zu beschreibende Weise wird der Vernietungsstift 16 mittels der Einrichtung 26 in
einer vorgebbaren Stellung axial fixiert.
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Beim Weiterbewegen des Stempels 21 (Figur 4) liegt der Vernietungsstift
16 mit seiner Kopfendfläche 17' in unmittelbarer Nachbarschaft einer Innenfläche
9' des Napfbodens 9 und die Stirnfläche 24 drückt im Bereich der Ausnehmung 25 auf
eine Fläche 6' des Setzkopfes 6. Der Endbereich 2 des Nietrohlings 1 gelangt in
den durchmessergleichen Durchgriff 12 der Einziehmatrize 11, wobei nun die Quertransportzange
14 aus dem dargestellten Bereich entfernt werden kann. Durch die Einrichtung 26
und deren axiale Verschiebbarkeit, insbesondere in Richtung eines Pfeils v, bleibt
die Kopfendfläche 17' in dauerndem Kontakt mit der Innenfläche 9' des Napfbodens
9 und verhindert somit eine unzulässige Stauchung beim Einziehen des Außendurchmessers
d5 auf das Fertigmaß df. Unter der entscheidenden Voraussetzung, daß die Länge 3
des Endbereichs 2 wenigstens gleich der Summe ist aus der Wandstärke 10 des Napfbodens
9 und der Länge 20 des Kopfes 17, fließt der Nietwerkstoff des Anschlußbereichs
4 in radialer Richtung gegen die Längsachse 19 des Zugschaftes 18. Bei richtiger
Wahl des Außendurchmessers d5 des Anschlußbereichs 4 legt sich der Nietwerkstoff
außenseitig formschlüssig eng an den Kopf 17 und den Zugschaft 18 an. Hieraus erhellt
aber nicht nur die Bedeutung der sich aus der Volumenkonstanz ergebenden Durchmesserdifferenz,
sondern auch der Länge 3 des Endbereichs 2. Sobald das Einziehen des Anschlußbereichs
4 auf den Außendurchmesser d abgeschlossen ist (Figur 5), wird der Stempel 21 wieder
in seine Ausgangsstellung (Figur 2) gebracht. Der zum Gebrauch fertige Blindniet
29 in der Anordnung gemäß Figur 7 kann an dem über die Fläche 6' nach außen überstehenden
freien Ende 18' des Zugschafts 18 aus der Einziehmatrize 11 entfernt werden.
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In Figur 6 befindet sich oberhalb einer nur andeutungsweise dargestellten
isostatischen Presse 30 mit einer Aufnahme 31 ein Nietrohling 1 in einer angedeuteten
Transporteinrichtung 34. In einer weiteren, ebenfalls nur ange-
deuteten,
Transporteinrichtung 35 befindet sich ein Vernietungsstift 16. Die Achsen 19 und
A sowie eine Achse 33 der Aufnahme 31 fluchten mit einer senkrechten Betriebsachse
BB. Der Nietrohling 1 wird in die Aufnahme 31 eingebracht. Nach dem Einführen des
Vernietungsstifts 16 wird dieser mittels einer nicht dargestellten Halterung achsfluchtend
fixiert. Durch Betätigen der Presse 30 wird - dies sollen die gegen die Achse 33
gerichteten Pfeile 32 versinnbildlichen - der Außendurchmesser d5 des Anschlußbereichs
4 auf das Fertigmaß df reduziert. Die Blindnietanordnung 29 wird, beispielsweise
am freien Ende 18' des Zugschafts 18, aus der Presse 30 entfernt.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist erkennbar, daß der Vernietungsstift
16 - und dies auch nur bei dem im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 5 erläuterten
Verfahren -einer vergleichsweise kaum nennenswerten axialen Druckbelastung ausgesetzt
ist. Hierdurch kann - im vorteilhaften Gegensatz zum zitierten Stand der Technik
- der Werkstoff für den Vernietungsstift ausschließlich nach seiner gebrauchsmäßigen
Aufgabe ausgewählt werden. Auch läßt sich, wie häufig erforderlich, gefahrlos eine
Sollbruchstelle 27 am Zugschaft 18 anordnen.
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Der Nietrohling 1 kann vorteilhafterweise auf eing an sich bekannten
und üblichen, bewährten VorrichtungZfließgepreßt werden. Dabei läßt sich eine hohe
Formgebungsgeschwindigkeit erreichen. Da auch das Einziehen des Anschlußbereichs
4 auf den Außendurchmesser df eine vergleichsweise höhere Formgebungsgeschwindigkeit
zuläßt,als dies bei der Formqebung mittels des Vernietungsstifts möglich ist, erweist
sich die Erfindung auch bezüglich eines besonders hohen einwandfreien Ausbringens
als vorteilhaft und fortschrittlich.