DE2907475A1

DE2907475A1 - Verfahren zum formen eines blindniets

Info

Publication number: DE2907475A1
Application number: DE19792907475
Authority: DE
Inventors: Toshie Tanaka
Original assignee: Nifco Inc
Current assignee: Nifco Inc
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1979-09-06
Also published as: FR2418073A1; US4238446A; AU4456079A; BR7901222A; ES478197A1; AU526567B2; JPS54114663A; IT7920584A0; JPS6042014B2; IT1111878B; CA1102984A

Description

29Q7475

211/31
Nifco, Inc.

Verfahren zum Formen eines Blindniets

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zwei-Stufen-Formverfahren für einen Blindniet mit einem durch Aufwärtsbewegung eines Schaftes radial expandierbaren Nietenkörper, wobei in einer ersten Stufe der Schaft in einer ersten Form ausgeformt wird und in einer zweiten Stufe der wesentliche Teil des Schaftes innerhalb des Hohlraumes einer zweiten Form zur Ausformung des Nietenkörpers positioniert wird und danach ein Kunststoff

909836/0708

in die zweite Form injiziert und dadurch der Nietenkörper rund um den Schaft ausgeformt wird.

Gewöhnliche Blindniete umfassen einen Schaft mit einem radial vorspringenden unteren Ende und einen Nietenkörper, in dem der Schaft dicht eingeschlossen ist. Um beispielsweise zwei Platten miteinander zu verbinden, wird dieser Blindniet in ausgerichtete Öffnungen von zwei Platten eingesetzt , wobei dann der Schaft in dem Nietenkörper nach oben gezogen wird, so daß sein radial vorspringendes unteres Ende den Nietenkörper radial nach außen aufspreizt. Demzufolge preßt der aufgeweitete Teil des Nietenkörpers die beiden Platten gegen den radial vorspringenden Kopfteil des Nietenkörpers mit einer solchen Festigkeit, daß die beiden Platten dicht aneinanderhaften. Nachdem die Platten miteinander verbunden sind, ist es üblich, den von dem Nietenkörper vorspringenden Teil des Schaftes, der nicht länger einen Zweck erfüllt, abzuschneiden.

Es ist offensichtlich, daß die Kraft, mit der der Blindniet die Platten dicht aneinanderhält, vergrößert werden kann durch einfaches Vergrößern des Ausmaßes, um den der durch die Platten hindurchragende Teil des Nietenkörpers radial durch das Nachobenziehen des Schaftes aufgeweitet wird.

Solch eine Vergrößerung des Ausmaßes der radialen Aufweitung des Nietenkörpers kann einfach dadurch realisiert werden, daß der Durchmesser des radial vorspringenden unteren Endes des Schaftes vergrößert wird. Wenn der Durchmesser jedoch sehr extrem vergrößert wird, entsteht die Möglichkeit, daß der den Schaft umgebende Nietenkörper bricht oder daß der Schaft selbst bricht.

909836/0708 ~ ³ "

Ein ausgezeichneter Blindniet, der in der Lage ist. Platten mit verstärkter Kraft zusammenzuhalten und weiterhin die öffnungen in den Platten mit perfekter, bislang unerreichter Wasserdichtigkeit abzudichten, ist bereits von der Anmelderin entwickelt und in Gebrauch genommen worden. Das hervorstechende Merkmal dieses Blindniets besteht darin, daß der Nietenkörper so ausgelegt ist, daß die Nachobenbewegung des Schaftes relativ zu dem Nietenkörper bewirkt, daß der Nietenkörper gebogen und in sich selbst zusammengefaltet wird, um so den Durchmesser zu vergrößern. Im Gegensatz hierzu war bei den bisherigen Blindnieten der Nietenkörper lediglich durch das Nachobenziehen des radial vorspringenden unteren Endes des Schaftes aufgeweitet worden. Der Blindniet der Anmelderin bewirkt somit eine stärkere Vergrößerung des Durchmessers des Nietenkörpers und erlaubt es, Platten fest mit vergrößerter Kraft zusammenzuhalten und die öffnungen in den Platten unter perfekter Wasserdichtigkeit abzudichten. Hier muß wiederum vorsichtig gehandelt werden, so daß der aus Kunststoff hergestellte Nietenkörper bei seinem Verformen und Zusammenfalten aufgrund der Nachobenbewegung des Schaftes nicht Brüchen unterworfen ist. Ein Versuch, dem Auftreten solcher Brüche lediglich durch geeignete Dickenabmessungen der Wand des Nietenkörpers vorzubeugen, ist nicht wünschenswert. Wenn ein Kunststoff spritzgeformt wird, um einen geformten Artikel herzustellen, fließt der geschmolzene Kunststoff nicht gleichmäßig in die Höhle der Form und verfestigt sich somit ungleichmäßig. Beim Spritzgießen eines hohlen Artikels beispielsweise wird der Fluß des geschmolzenen Kunststoffs, wenn der geschmolzene Kunststoff durch eine Injektionsöffnung injiziert wird, durch den Kern innerhalb der Form, der dem Hohlraum in dem geformten Artikel entspricht, in zwei Ströme aufgeteilt, die dann um den Kern herumlaufen, der dem Schaft in der zweiten Form entspricht, die zum Ausformen des Nietenkörpers benutzt

909836/0.7 08

wird, und sich schließlich in einer Ebene innerhalb der Form wieder vereinigen. Die Ebene, in der sich die Ströme des geschmolzenen Kunststoffes wieder vereinigen, wird als sogenannte Naht- oder Verbindungslinie bezeichnet, die den anfälligsten Teil des geformten Kunststoffartikels bildet. Im Falle eines mittels dieser Technik herzustellenden Blindnietes tendiert der Nietenkörper, wenn die Wand des Nietenkörpers dünn ist, dann zum Brechen entlang dieser Verbindungs linie, wenn der Schaft innerhalb des Nietenkörpers nach oben gleitet. Um das Auftreten solcher Brüche entlang der Nahtoder Verbindungslinie zu verhindern, war es bisher üblich, die Wandstärke des Nietenkörpers zu vergrößern oder das Ausmaß des radialen Aufweitens des Nietenkörpers aufgrund der Aufwärtsbewegung des Schaftes zu verringern. Jede dieser Maßnahmen bringt einen unerwünschten Nachteil hinsichtlich der Bedxenungsleichtigkext und der Angriffskraft des Nietes mit sich. Das oben beschriebene Verfahren ist deshalb nur äußerst bedingt geeignet zur Herstellung von Blindnieten, wie sie bereits von der Anmelderin entwickelt worden sind, bei denen der Nietenkörper in seiner Form nach außen gebogen und schließlich über sich selbst bei der Aufwärtsbewegung des Schaftes zusammengefaltet wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Formen eines Kunststoff-Blindnietes zu schaffen, der im wesentlichen aus einem Schaft und einem derartigen Nietenkörper besteht, daß die Aufwärtsbewegung des Schaftes relativ zu dem Nietenkörper den Nietenkörper biegt und schließlich über sich selbst faltet, wobei die entsprechende Vergrößerung der Wandstärke des Nietenkörpers es ermöglicht, daß der Niet an einer gegebenen Platte befestigt und die öffnung in der Platte mit Wasserdichtigkeit verschlossen wird, wobei das Verfahren verhindert, daß die erzeugten Kunststoffniete ·

909836/0708

strukturelle Schwachstellen, wie beispielsweise ungleichmäßige Kunststoffverteilung oder das Auftreten von Naht- oder Verbindungslinien, aufweisen, wodurch die Produktqualität verschlechtert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Zwei-Stufen-Formverfahren der eingangs genannten Art, das sich dadurch kennzeichnet, daß die Injektion des Kunststoffes in den Hohlraum der zweiten Form zur Ausformung des Nietenkörpers durch ein Ringtor erfolgt, das am unteren Ende des Hohlraumes angeordnet ist, und dadurch ein gleichmäßiger Fluß des Kunststoffes von diesem unteren Ende zu dem Hohlraum zum Ausformen des Kopfteiles des Nietenkörpers erzeugt wird.

In vorteilhafter Weiterbildung ist dabei vorgesehen, daß das Ringtor im Zentrum des unteren Endes des Hohlraumes für den Nietenkörper angeordnet wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht weiterhin vor, daß der in der ersten Form ausgeformte Schaft an seinem unteren Endteil mit einem Stab geringeren Durchmessers versehen wird, der sich von diesem unteren Endteil über eine Länge erstreckt, daß er über das untere Ende des Hohlraumes für den Nietenkörper hinausragt, in der zweiten Form ein zylindrischer, torartiger Zwischenraum im Zentrum dieses unteren Endes ausgebildet wird und der wesentliche Teil des Schaftes in dem Hohlraum dergestalt positioniert wird, daß der Stab geringen Durchmessers sich durch den Zwischenraum erstreckt und den Zwischenraum in ein Ringtor umbildet.

Dabei wird vorteilhafterweise das Führungsende des Stabes kleinen Durchmessers in einen Tragraum eingeführt, der in

909836/0708

der zweiten Form an einer Stelle hinter dem Zwischenraum angeordnet ist, wodurch das Ringtor definiert und gleichzeitig die Positionierung des Schaftes in der zweiten Form unterstützt wird.

In der ersten Form zur Ausformung des Schaftes wird also gemäß einer bevorzugten Ausführung ein dünner Stab als Positionsindikator in dem untere Ende der Form geschaffen. In der zweiten Form zur Bildung des Nietenkörpers rund um den Schaft wird ein Ringtor rund um den dünnen Stab gebildet. Demzufolge wird der geschmolzene Kunststoff, der durch eine Einlaßöffnung und einen Einführungsraum geflossen ist, gezwungen, axial durch das Ringtor und in gleichmäßiger Weise in Aufwärtsrichtung zu fließen. Somit hat der geschmolzene Kunststoff keine Möglichkeit, irgendwelche Naht- oder Verbindungslinien zu bilden. Grundsätzlich treten in einem geformten Artikel, der keine Nahtlinie aufweist unter äußeren Kräften auch bei relativ dünnen Wandstärken keine Brüche auf. Im Fall des Blindnietes wird deshalb eine Struktur geschaffen, ; ei der der Nietenkörper sicher gebogen und über sich selbst _*urch die Aufwärtsbewegung des Schaftes gefaltet werden kann.

909836/0708

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 (A) eine perspektivische Ansicht eines

ersten konventionellen Blindniets, bei dem das erfindungsgemäße Formverfahren angewandt werden kann,

Fig. 1 (B) einen Längsschnitt durch den Blindniet gem. Fig. 1 (A),

Fig. 1 (C) einen Längsschnitt durch den Blindniet gem. den Fig. 1 (A) und 1 (B) in einem Zustand, in dem der Blindniet mit einem Teil verbunden ist,

Fig. 2 (A) eine Seitenansicht eines zweiten

konventionellen Blindniets, auf den das erfindungsgemäße Formverfahren angewandt werden kann,

Fig. 2 (B) einen Längsschnitt durch den Blindniet gem. Fig. 2 (A),

Fig. 2 (C) einen Längsschnitt durch den Blindniet gem. den Fig. 2 (A) und 2 (B) in einem Zwischenstadium während des Verbindens des Blindniets mit einem Teil,

Fig. 2 (D) einen Längsschnitt des gleichen

Blindniets in einem Zustand, in dem die Verbindung mit dem Teil abgeschlossen ist,

909836/0708 ~ ⁸ "

Fig. 3 (A) eine Seitenansicht eines typischen

Schaftes, der bei einer ersten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Formverfahrens hergestellt werden soll,

Fig. 3 (B) eine Draufsicht auf die geteilte

Fläche der gem. der bevorzugten Ausführung der Erfindung zu benutzenden Form mit einem in ihr positionierten Schaft,

Fig. 3 (C) einen Längsschnitt entlang der Linie

A-A in Fig. 3 (B) und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen durch

das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Blindniet.

Die bisher vorgeschlagenen und hier in Rede stehenden Blindniete werden durch die Blindniete gem. den Fig. 1 (A) bis 1 (C) und 2 (A) bis 2 (D) repräsentiert, die von der Anmelderin entwickelt worden sind. Der Blindniet gem. den Fig. 1 (A) bis 1 (C) weist eine Konstruktion auf, bei der ein Nietenkörper b an seinem Boden geschlossen ist und eine ümfangswand besitzt, die über ihren gesamten Umfang geschlossen ist und einen Schaft a umschließt, wobei dieser Schaft ein unteres radial ausgedehntes Ende aufweist, das sich in das Innere des Nietenkörpers erstreckt. Zur Verbindung von zwei plattenartigen Teilen P₁ und P~ wird dieser Blindniet mit dem unteren Ende des Nietenkörpers in die ausgerichteten öffnungen H eingesetzt, die in die Teile eingebohrt sind, wobei der Kopfteil des Nietenkörpers mit einer Seite der öffnungen in Kontakt

909836/0708 " ⁹ "

gebracht und gegan diese gepreßt wird ix.id der üj^ft■-_-." des Schaftes aus dem Nietenkörper herausgezogen wird« Ee.-:- entsprechend bewsgfc sich der radial ausgedehnte Tail I :2wS Schaftes in Inneren des Nietenkörpers b nach oben und verläßt dabei seine ursprüngliche Position und bewegt sich in Richtung auf den oberen Teil mit kleinerem Innendurchmesser„ Als Folge dieser Auf vJärtsbewegung wird der unmittelbar angrenzende Teil der Wand 12 des Mietenkörpers radial nach ai.Sen expandiert,, ivobs'v die Dicke der Wand erhalten bleibe. Die äußere Fläche des radial expandierten Teils der Umfaü-jsvanci preßt demzufolge die Teile P, und P„ gegen den Kopft-ξ i... 1 1 ,, wobei zur gleichen Zeit der Teil der Umfang swand, de; sich innerhalb der öffnungen. H befindet, mehr oder weniger nach außen in dichten Kontakt mit der Innenx'/and der Öffnungen expandiert wird- Wenn die Verbindung der Teile durch den Niet vollendet ist, ist der Teil des Schaftes a_r der von dem Kopfteil des Nietenkörpers hervorsteht, nicht länger notwendig und wird im allgemeinen von dem Rest des Nietes abgeschnitten.

Die Figο 2 (A) bis 2 (D) zeigen eine Modifikation dieses Niets, die dadurch erzielt wird, daß das Verhältnis der radialen Expansion des Nietenkörpers zu dem Betrag der Aufwärtsbewegung des Schaftes vergrößert und auch die Fähigkeit des Nietenkörpers, sich mit den Teilen oder die Teile miteinander zu verbinden, verstärkt wird,

Auch hier ist der Schaft a in blinder Weise in einem gewissen Teil seiner ganzen Länge um seinen gesamten umfang herum '/on einem Nietenkörper b umgeben. Dieser Nietenkörper b besitzt im Vergleich zu dem erstbeschriebenen Niet eine geringe Wandstärke im Vergleich zum gesamten Volumen des Niets, u.k1 es ist der untere Endteil 1 des Schaftes untrennbar mit dein unteren Endteil 13 des Nietenkörpers verbunden» Demzufol-ga

09838/0701

können diese beiden unteren Endteile anders als bei dem zuerst beschriebenen Niet niemals separat voneinander bewegt werden. Diese untrennbare Verbindungskraft wird erreicht durch radiale Expandierung des unteren Endteils des Schaftes und Ausbildung einer flachen Schulterfläche 3 daran oder durch eine Mehrzahl von von der Umfangsfläche des unteren Endteils des Schaftes hervorstehenden Rippen 4 oder durch oberflächenmäßige Vereinigung des unteren Endteils 1 des Schaftes mit dem unteren Endteil des Nietenkörpers, indem der untere Endteil 1 des Schaftes unbedeckt von einem Formlösemittel gelassen wird, wenn der geformte Schaft a in der zweiten Form zum Ausformen des Nietenkörpers in Position gebracht ist. In jedem Fall ist die Kraft, mit der das untere Ende des Schaftes und das untere Ende des Nietenkörpers miteinander verbunden werden, größer als die Kraft, die zwischen der Umfangswand 2 des Nietenkörpers und dem entsprechenden Teil 5 des Schaftes ausgeübt wird.

Somit wird der Nietenkörper b mit seinem unteren Ende in die in die Teile P₁ und P„ eingebohrte öffnung H eingesetzt und dann der Kopfteil 11 nach unten gedrückt und der Schaft a durch zwischen Daumen und Fingern gehaltenen Kopf 2 nach oben bewegt. Als Ergebnis wird die umschließende Wand 12 des Nietenkörpers zuerst tonnenartig radial expandiert, wie es in Fig. 2 (C) dargestellt ist. Wenn die Aufwärtsbewegung des Schaftes a weiter fortgesetzt wird, erreicht der Nietenkörper kurz den Punkt, in dem er aufhört, der durch das untere Ende des Schaftes ausgeübten Kompressionskraft effektiven Widerstand entgegenzusetzen. Der Teil 15, der sich unmittelbar unter dem am meisten expandierten Teil 14 befindet, beginnt sich dann derart zu biegen, als ob er in das Innere des oberen Teils 16 hineingefaltet würde, wie in Fig. 2(D) dargestellt ist.

909838/0708

Da der obere Teil 16 der umgebenden. Wand durch den Eintritt des dickwandigen unteren Teils 15 der umgebenden Wand radial in sehr großem Ausmaß ausgedehnt wird im Vergleich zu einer einfachen Ausdehnung nur durch das untere Ende des Schaftes, ist die Kraft, mit der die Teile P₁ und P~ zusammengedrückt werden, extrem groß und es ist das Ausmaß der radialen Expansion sehr groß relativ zu dem Betrag der notwendigen Aufwärtsbewegung des Schaftes, so daß die Wirksamkeit des Nietes insgesamt sehr groß ist. Zu dem Zeitpunkt, in dem der Niet die Teile miteinander oder sich selbst mit den Teilen verbunden hat, wie es in Fig. 2 (D) dargestellt ist, greifen die Reihe der Eingriffszähne 6 auf dem Schaft irreversibel in die Verankerungsstufen 17, die an der Innenfläche des Nietenkörpers gebildet sind, ein und verhindern, daß der Schaft in seine Ausgangsposition zurückkehrt. Zur gleichen Zeit wird die aufgrund der Elastizität vorhandene Federkraft, die in Richtung eines Zurückgehens des Schaftes wirkt, in eine Kraft umgewandelt, die in die Richtung wirkt, in der der Eingriff zwischen diesen Verankerungsstufen vergrößert wird, so daß ein Verbindungsstadium zu allen Zeiten beibehalten wird mit einer entsprechenden Kraft, die leicht größer als benötigt ist. Der vorstehende und nicht langer für irgendeinen Zweck nützliche Teil des Schaftes wird wiederum von dem Rest des Nietes durch Abschneiden entfernt.

Auf jeden Fall bewirkt dieser Nietentyp hohe Wasserdichtigkeit, da er beide Seiten der öffnung H verschließt und mit den Kanten der öffnungen in sehr hohen Kontakt kommt, dieweil das Innere des Nietenkörpers völlig über den gesamten Umfang abgedichtet ist und zusätzlich weil der Nietenkörper einen im wesentlichen Blindboden besitzt. Die starke Verbindungskraft und die hohe Wasserdichtigkeit des Niets beruhen auf der Tatsache, daß der Nietenkörper b aus einem synthetischen

909836/0708

Harz hergestellt ist und deshalb die Federeigenschaften dieses Materials in vorteilhafter V/eise genutzt werden. Trotzdem stellt dieser Niet Probleme auf, die eine sorgfältige Beachtung vom Fabrikationsstandpunkt her notwendig machen.

Da der Nietenkörper b die Forin eines blinden Zylinders besitzt, dessen Umfangswand über den gesamten Umfang und auch den Boden völlig geschlossen ist, kann ein ungleichmäßiges Fließen beim Einspritzen des Kunstharzes in die Formhohlräume während des Ausformprozesses auftreten. Wenn irgendein ungleichmäßiges Fließen des Kunstharzes überhaupt auftritt, ist es sehr wahrscheinlich, daß, wenn der Nietenkörper radial expandiert oder in anderer Weise verformt wird, sich Brüche entlang der Verbindungslinie entwickeln, die innerlich infolge der ungleichmäßigen Harzverteilung auftreten, bevor der Nietenkörper das maximale, vom Konstruktionsstandpunkt aus mögliche Maß seiner federnden Deformation erreicht hat. Diese Brüche können möglicherweise dem Niet seine Fähigkeit, als Niet zu funktionieren, oder seine Wasserdichtigkeit nehmen, falls er noch wirksam genug sein sollte für die verlangte Verbindung. Vom praktischen Gesichtspunkt aus hat keines der bislang entwickelten Verfahren zum Ausformen von Blindnieten der hier unter Betrachtung stehenden Typen dem Problem der Verbindungslinien, die beim Ausformen entstehen, irgendeine Beachtung geschenkt. Insbesondere in dem Fall einer Zwei-Stufen-Formtechnik, bei der in einer ersten Stufe der Schaft ausgeformt und danach der Schaft in einer zweiten Form in Position gesetzt wird, um den Nietenkörper auszuformen und das Harz für den Nietenkörper in den Hohlraum einzuspritzen, sind unsystematischerweise gewöhnliche Seitentore (Tore, die aus feinen öffnungen mit rechtwinkligen, halbkreisförmigen oder anderen Kernquerschnitten gebildet sind) benutzt worden.

909836/0708

Die vorliegende Erfindung bewirkt primär die Schaffung eines Formverfahrens zur Erzeugung eines Niets, dessen mit einem Blindboden versehener, zylindrischer (nicht notwendigerweise im Querschnitt kreisförmiger sondern auch winkelförmiger) Nietenkörper auch beim kräftigen radialen Expandieren oder anderen Verformen keine Brüche bis zum Erreichen der konstruktiv bedingten Deformationsgrenzen entwickelt, die auf das Vorhandensein von Verbindungslinien zurückgehen. Mit anderen VJorten wird ein derartiges Formverfahren entwickelt, das während des Ausformens in der zweiten Form zumindest in der umschließenden Wand des Nietenkörpers, die funktionell mehr als irgendein anderer Teil deformiert wird, keine Verbindungslinien auftreten. Zusätzlich schafft die Erfindung ein Formverfahren, das die vorbereitende Einschließung von Einrichtungen in der zweiten Form umfaßt, die helfen, den geformten Schaft akkurat in der Form zu positionieren, und dadurch eine zusätzliche Funktion zu dem vorgenannten Hauptprinzip erfüllen.

Es werden jetzt die bevorzugten Ausführungen der Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen erläutert. Zuerst soll das Formverfahren eines Blindniets gem. der Konstruktion in Fig. 2 erläutert werden.

Zuerst wird bei der Herstellung des Nietes, bei der für alle Teile einschließlich des Schaftes ein synethetisches Harz verwendet wird, der eine gewünschte Form besitzende Schaft a in einer ersten (nicht gezeigten) Form beispielsweise durch Spritzgießen ausgeformt. In einer bevorzugten Ausführung wird der Schaft a vorbereitend zusammen mit einem Stab 8 von geringem Durchmesser ausgeformt, der durch einen Fortsatz des unteren Endteils 1 des Schaftes mit verringertem Durchmesser gebildet ist, wie in Fig. 3 (A) ersichtlich .ist.

909836/0708

In der zweiten Formstufe wird der Nietenkörper b rund um den Schaft a ausgeformt. Die für diese zweite Formstufe benutzte Form besitzt eine Konstruktion, wie sie in den Fig. 3 (B) und 3 (C) gezeigt ist. Für den größten Teil ist diese Form nicht verschieden von einer Form gemäß einem konventionellen Formverfahren. Bei der Form gem. Fig. 3 (C), in der die untere Formhälfte D₁ den stationären, in Fig. 3 (B) gezeigten Teil und die obere Formhälfte D₂ den beweglichen Teil darstellt, bestehen die einer konventionellen Form ähnlichen Teile in einem Hohlraum C₂ zum Ausformen des Nietenkörpers und einem Hohlraum C. zum Ausformen des Kopfteiles 11 des Nietenkörpers. Wenn die wesentlichen Teile des Schaftes in den Hohlräumen in Position gebracht sind (wie durch die nicht durchgezogenen Linien in der unteren Formhälfte D₁ in Fig. 3 (C) angegeben), wird der zentrale Teil des Schaftes mit der Reihe von Eingriffszähnen 6, dem radial ausgedehnten Endteil 1 am unteren Ende des Schaftes und dergleichen in seiner Lage gehalten und es wird in den Zwischenräumen, die konsequenterweise zwischen diesen Teilen und der inneren Wandflache der Hohlräume C₁ und C_? vorhanden sind, die umschließende Wand 12 und der Kopfteil 11 des Nietenkörpers durch Einspritzen des Harzes in die Zwischenräume gebildet. Zu diesem Zweck ist ein Flächenteil 21, der zum festen Positionieren des Kopfteiles 2 des Schaftes oder des angrenzenden Teiles 7 dient, in zylindrischer Form in den entsprechenden Formhälften D₁ und D„ ausgebildet. Dem Kopfteil 2 des Schaftes kann irgendeine beliebige Form gegeben werden. Er kann die einfache Form gem. Fig. 1 haben. In dem Fall, daß ein Niet so konstruiert ist, daß ein spezielles Werkzeug zu seinem Befestigen benötigt wird, wie bei dem Niet in Fig. 2, muß der Kopfteil 2 eine relativ komplizierte Form für ein geeignetes festes Eingreifen des Werkzeuges besitzen. Grundsätzlich sind keine speziellen Hohlräume, die sich mit der

909836/0708

Ausbildung eines solchen Kopfteiles befassen, in den Formhälften D₁ und D- der zweiten Form ausgebildet; es ist vielmehr ein Zwischenraum S von einfacher Form» der zur Ausbildung des Kopfteiles dient, in den Formhälften D. und D₂ vorhanden. Grundsätzlich wird der Wandteil 22, der den erwähnten Zwischenraum S definiert und an den Kopfteil des Schaftes angrenzt, und der Flächenteil 21, der an den Teil 7 des Schaftes (oder den exponierten Teil des Schaftes, der von dem Kopfteil des Nietenkörpers vorsteht) angrenzend den Kopfteil in fester Position hält, dazu benutzt, den Schaft an einem Ende innerhalb der Formhälften D₁ und D„ der zweiten Form bei dem konventionellen Formverfahren in Position zu halten. Im Fall eines Nietes gem. Fig. 1 sind jedoch keine speziellen Positionierungsmaßnahmen für das verbleibende Ende des Schaftes notwendig. Beim Niet gem. Fig. 2 sind Rippen 4 benutzt als Mittel zum Positionieren des Schaftes innerhalb der Form. In jedem Fall war es üblich, daß das Harz durch Seitentore in zufällig ausgewählte Teile der Hohlräume eingespritzt wurde.

Um die Nachteile, die sich aus dem konventionellen Formverfahren ergaben, nämlich den Nachteil, daß die benutzte zweite Form dafür verantwortlich ist, daß Verbindungslinien in dem umfassenden Teil des Nietenkörpers auftreten, zu überwinden, wird durch die vorliegende Erfindung ein Formverfahren geschaffen, durch das das Spritzformen durch ein ringförmiges Tor am unteren Endteil 23 des Hohlraumes C„ zur Bildung des Nietenkörpers erfolgt, wobei dieses Tor vorzugsweise im Zentrum des Endteils 23 liegt.

Dies Ringtor wird geschaffen durch Einfügung eines Kerns innerhalb des zylindrischen torartigen Zwischenraumes G, so daß eine ringförmige öffnung verbleibt. Obgleich dieser

909836/0708

Kern grundsätzlich in den Formhälften D- und D„ liegen kann, ist in der bevorzugten Ausführung eine wirksame diesbezügliche Einrichtung gewählt worden.

Wie bereits beschrieben ist der Stab 8 kleinen Durchmessers durch Ausdehnung des unteren Endteils 1 des Schaftes a gebildet worden. Eine der Funktionen, die durch diesen Stab 8 erfüllt wird, besteht darin, das Positionieren des Schaftes auf der dem Kopfteil entgegengesetzten Seite innerhalb des Hohlraumes zu steuern, wenn der Schaft innerhalb der zweiten Form in seine Position gebracht wird. Der Stab 8 dient somit dem gleichen Zweck wie die Rippen 4 des in Fig. 2 gezeigten Niets. Damit die Ausdehnung des Stabes 8 möglich ist, ist ein Tragraum 24 zur Aufnahme des freien Endes des Stabes 8 in den Formhälften D₁ und D„ vorgesehen. Der Teil 25 dieses im Querschnitt schmalen Stabes, der an den Hohlraum C„ zum Ausformen des Nietenkörpers angrenzt, durchläuft das Zentrum des zylindrischen, torartigen Zwischenraumes G, ohne die innere Wandfläche, die den Zwischenraum G bildet, zu berühren, und dient demzufolge gleichzeitig als Ringkern, der den torartigen Zwischenraum G in ein Ringtor umwandelt.

Die Benutzung dieses Ringtores in der Form gestattet es, daß der Fluß des synthetischen Harzes rund um den Schaft a innerhalb des Hohlraumes C„ zur Bildung des Nietenkörpers herum in Richtung auf den Kopfteil des Nietenkörpers über den ganzen Umfang gleichmäßig wird, so daß konsequenterweise die Naht- oder Verbindungslinie, die an einem Punkt innerhalb des gesamten Niets auftritt, in ihrer Lage zumindest in den Hohlraum C₁ zur Bildung des Kopfteiles des Nietenkörpers verschoben wird. Weiterhin wird bei der bevorzugten Ausbildung dieses Ringtor in einer einfachen angenehmen Konstruktion ausgebildet. Diese bevorzugte Ausführung besitzt somit den

- 17 -

909836/0708

Vorteil, daß der Stab geringen Durchmessers, der leicht und billig herzustellen ist und zusammen mit dem Schaft bei dem Ausformen des Schaftes in integraler Weise in solcher Weise ausgeformt werden kann, daß hinter dem unteren Ende des Nietenkörpers eine Verlängerung vorgesehen wird, statt eines Kernes benutzt werden kann, der grundsätzlich schwierig herzustellen ist und sich häufig als teuer erweist.

Bei der bevorzugten Ausführung entsteht das Ringtor aufgrund der Position des Stabes geringen Durchmessers, der als Kern für den Zwischenraum G dient, in der extrem günstigen Position, d.h. in der Mitte des unteren Endteils des Hohlraums C₂ zum Formen des Nietenkörpers. In bezug auf das Hauptziel der Erfindung, das in der Verhinderung des Auftretens von Naht- oder Verbindungslinien in dem umfassenden Wandbereich des Nietenkörpers besteht, braucht die Lage des Stabes geringen Durchmessers nicht unbedingt in der Mitte des unteren Endes des Hohlraumes C~ zu sein sondern kann auch an irgendeinem anderen Punkt des unteren Endes liegen. Wenn ein Kern trotz der damit verbundenen Schwierigkeiten an der Form vorgesehen sein soll, braucht der Stab kleinen Durchmessers 8 nicht an dem Schaft vorgesehen zu sein. In diesem Fall kann der Kern an einem Schaft beliebiger Form, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, befestigt werden.

Wenn ein Niet gem. Fig. 2 mit Rippen 4 am unteren Ende des Schaftes verwendet werden soll, kann die Gegenwart der Rippen innerhalb des Hohlraumes der zweiten Form Turbulenzen im Fluß des synthetischen Harzes beim Einspritzen des Harzes in die Form erzeugen. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Formverfahren erzeugt das erfindungsgemäße Verfahren jedoch einen Fluß des eingespritzten synthetischen Harzes in geraden Linien vom unteren Ende zu dem Kopfteil des Nietenkörpers

- 18 -

909836/0708

aufgrund des Ringtores, so daß der geformte Nietenkörper beachtliche Zähigkeit erhält.

Umgekehrt kann der Niet, bei dem das untere Endteil 1 des Schaftes vom Nietenkörper b,wie in Fig. 1 gezeigt, umgeben ist, so modifiziert werden, daß er der bevorzugten Ausführung in Fig. 3 gleicht, indem in ähnlicher Weise das untere Ende des Schaftes in einen Stab von vermindertem Durchmesser verlängert und in der zweiten Form ein zylindrischer, torartiger Zwischenraum zum Umgeben des Stabes geringen Durchmessers geschaffen wird, wobei dazwischen ein durchgehender Zwischenraum verbleibt. Infolgedessen wird ein ähnliches Ringtor geschaffen, durch das der gleiche Effekt erzielt wird, wenn der ausgeformte Schaft in die zweite Form eingesetzt wird. Speziell für den Zweck der Positionierung des Schaftes innerhalb der zweiten Form wird dann, wenn der Teil 25, der das Ringtor definiert, durch diesen Stab geringen Durchmessers soweit ausgedehnt ist, daß er von dem Tragraum wie im Fall der bevorzugten Ausführung getragen werden kann, ein durchgehender Zwischenraum von ringförmigem Querschnitt gebildet, der absolut kein Hindernis zwischen der inneren Wandfläche des Hohlraums C₂ zum Formen des Nietenkörpers und der Umfangsflache des Schaftes a bildet. Gekoppelt mit der Funktion des Ringtores bietet dieser Zwischenraum einen beachtlichen Effekt beim Gleichmäßigmachen des Flußes des synthetischen Harzes.

Im Fall der dargestellten bevorzugten Ausführung wird ein Einführungsraum C₃ an einer Stelle gebildet, die zwischen der Einlaßöffnung R und dem Ringtor liegt und so dem Zwecke der Verbesserung des Flußes des Harzes dient, das durch die Einlaßöffnung eintritt und dann in gleichgerxchteter Weise zu dem Ringtor G fließt.

909836/0708

Durch die beschriebene Ausformung wird ein Produkt von der Konstruktion gem. Fig. 4 erhalten. Wenn der durch die Einlaßöffnung R gebildete Anguß abgeschnitten ist, verbleibt das Harz an den Teilen, die dem Stab 8 geringen Durchmessers, dem Ringtorteil und dem Einführungsraum in dem Weg des Harzflusses zu dem unteren Ende 13 des Nietenkörpers entsprechen. Der so erzeugte Niet arbeitet sehr wirksam. Da der Teil, der sich unterhalb des unteren Endes 1 erstreckt, keine Bedeutung bei der Funktion des Nietes hat, kann er jedoch entlang der Linie X-X abgeschnitten werden. Ein solches Abschneiden ist insofern vorteilhaft, als das Material regeneriert werden und der Niet ein besseres Aussehen erhalten kann.

Bei der gerade beschriebenen Ausführung wird lediglich ein Schaft zu einem kompletten, unabhängigen Niet verarbeitet. Dieses Verfahren ist natürlich insofern ausreichend, als das Verfahrensprinzip betroffen ist. Vom Standpunkt einer Massenproduktion aus fehlt einem solchen Verfahren jedoch die ausreichende Wirksamkeit. Wie allgemein beim Zwei-Stufen-Formverfahren von Blindnieten praktiziert, wird die erste Stufe des Formens zur Herstellung der Schafte durch Benutzung einer Form durchgeführt, die so ausgelegt ist, daß eine Mehrzahl (beispielsweise 15) von Schäften auf einmal bei einem Schuß dergestalt erhalten wird, daß ihre jeweiligen Kopfteile Seite an Seite miteinander durch dazwischenliegende Angußteile verbunden sind. Der Satz solcher Schäfte wird dann in Position in die zweite Form gebracht, die so viele Hohlräume besitzt, daß Nietenkörper rund um die Schäfte gebildet werden, wobei bei der zweiten Stufe des Formens alle die Schäfte auf einmal umformt werden. Die Wirksamkeit der Formung wird noch mehr vergrößert, wenn die erste Form und die zweite Form in einem gemeinsamen Block liegen. Beispielsweise ist ein solcher Block in einer flachen Ebene halbiert. In der Fläche jedes

- 20 -

909836/0708

halbierten Blockes sind eine Mehrzahl von Hohlräumen zum Formen der Schäfte Seite an Seite in einer Hälfte der gesamten Fläche angeordnet, wobei so viele Hohlräume zum Formen der Nietenkörper rund um die erwähnten Schäfte entsprechend in der verbleibenden Hälfte der gesamten Fläche angeordnet sind. Beim ersten Schuß des Spritzformens wird dann eine Anordnung von Schäften in dem Teil der Hohlräume der ersten Form erzeugt, während ebenso viele Nietenkörper, die keinen Schaft enthalten, in dem Hohlraum der zweiten Form erzeugt werden. Obgleich diese Nietenkörper nutzlos sind, tritt dieser nutzlose Schuß nur einmal auf. Vor dem zweiten Schuß wird die Anordnung von Schäften, die bei dem beschriebenen ersten Schuß erzeugt worden sind, in Position in die Hohlräume der zweiten Form gesetzt. Dann erzeugt der zweite Schuß eine Anordnung von fertigen Nieten in den Hohlräumen der zweiten Form und zur gleichen Zeit ebenso viele Schäfte (für den dritten Schuß) in den Hohlräumen der ersten Form. Dieses Verfahren wird danach für aufeinanderfolgende Schüsse wiederholt, wodurch die Formoperation als Ganzes merklich rationalisiert wird.

Im Hinblick auf das Material, aus dem die Schäfte der Niete hergestellt werden, gibt es keine besonderen Begrenzungen. In einigen Fällen kann der Schaft beispielsweise aus einem metallischen Material hergestellt werden. In diesem Fall werden die erste Form und die zweite Form nicht in einem gemeinsamen Block sondern in separaten Blocks angeordnet.

Bei der obigen Beschreibung ist die vorliegende Erfindung als bedeutsames Verfahren zum Formen eines Niets beschrieben worden, der eine feste Verbindung durch die radiale Expansion des Nietenkörpers und hohe Wasserdichtigkeit besitzt und in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Daneben beinhaltet die

909836/0708

vorliegende Erfindung ein ideales Formverfahren zur Herstellung eines Niets, der keinerlei Naht- oder Verbindungslinien in dem umfassenden Wandbereich des Nietenkörpers aufweist oder der überhaupt keine solche Linien besitzt. Die Erfindung erlaubt deshalb die größtmöglichste Deformation in dem besonderen Teil des Nietes, der einer elastischen Deformation beim Verbinden des Nietes unterworfen ist, indem die Lage der Naht- oder Verbindungslinie in solche Teile wie den Kopfteil 11 (der geeignete Form beispielsweise zum sicheren Ergreifen besitzen kann) verschoben wird und indem die Naht oder Verbindungslinie davon abgehalten wird, in dem besonderen Teil aufzutreten, in dem die elastische Deformation auftritt, oder in anderen Teilen, die an der prinzipiellen Funktion des Nietes teilhaben. Die Erfindung ist ebenfalls wirksam in bezug auf eine Vergrößerung der Verbindungskraft des Niets. In einer möglichen Ausführung der Erfindung kann ein Kern für das Ringtor in Form eines Stabes geringen Durchmessers mit dem Schaft verbunden werden, wobei der Kern vorteilhaft hinsichtlich Kosten und einfacher Herstellung ist. Zur gleichen Zeit erfüllt dabei ein solcher Kern eine zusätzliche, vorteilhafte Funktion, indem er bei der Positionierung des Schaftes innerhalb der Form hilft.

909836/0708

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Zwei-Stufen-Formverfahren für einen Blindniet mit einem durch Aufwärtsbewegen eines Schaftes radial expandierbaren Nietenkörper, wobei in einer ersten Stufe der Schaft in einer ersten Form ausgeformt wird und in einer zweiten Stufe der wesentliche Teil des Schaftes innerhalb des Hohlraumes einer zweiten Form zur Ausformung des Nietenkörpers positioniert wird und danach ein Kunststoff in die zweite Form injiziert und dadurch der Nietenkörper rund um den Schaft ausgeformt wird, dadurch gekennz eichnet, daß die Injektion des Kunststoffes in den Hohlraum (C„) der zweiten Form (D-,D„) zur Ausformung des Nietenkörpers (b) durch ein Ringtor (Zwischenraum G) erfolgt, das am unteren Ende des Hohlraumes (C₂) angeordnet ist, und dadurch ein gleichmäßiger Fluß des Kunststoffes von diesem unteren Ende zu dem Hohlraum (C^) zum Ausformen des Kopfteiles (11) des Nietenkörpers erzeugt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringtor (Zwischenraum G) im Zentrum des unteren Endes (23) des Hohlraums (C₂) für den Nietenkörper (b) angeordnet wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der ersten Form ausgeformte Schaft (a) an seinem unteren Endteil (1) mit einem Stab (8) geringeren Durchmessers versehen wird, der sich von diesem unteren Endteil (1) über eine Länge erstreckt, daß er über das

909836/0708 ~²³~

untere Ende (23) des Hohlraums (C₂) für den Nietenkörper (b) hinausragt, in der zweiten Form (D-,D„) ein zylindrischer, torartiger Zwischenraum (G) im Zentrum dieses unteren Endes (23) ausgebildet wird und der wesentliche Teil des Schaftes (a) in dem Hohlraum (C₂) dergestalt positioniert wird, daß der Stab (8) geringeren Durchmessers sich durch den Zwischenraum (G) erstreckt und den Zwischenraum in ein Ringtor umbildet.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsende des Stabes (8) kleinen Durchmessers in einen Tragraum (24) eingeführt wird, der in der zweiten Form (D..,D₂) an einer Stelle hinter dem Zwischenraum (G) angeordnet ist, wodurch das Ringtor definiert und gleichzeitig die Positionierung des Schaftes (b) in der zweiten Form unterstützt wird.

909836/0708