DE3017801A1 - BLIND RIVET DEVICE - Google Patents
BLIND RIVET DEVICEInfo
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- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
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- F16B19/1063—Blind rivets fastened by a pull - mandrel or the like with a sleeve or collar sliding over the hollow rivet body during the pulling operation
Description
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VON KREISLER SCHUNWALD EISHÖLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNERFROM KREISLER SCHUNWALD EISHÖLD FUES FROM KREISLER KELLER SELTING WERNER
PATENTANWÄLTE Dr.-rng. von Kreisler 11973PATENTANWÄLTE Dr.-rng. by Kreisler 11973
Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. K. W. Eshold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, KölnDr.-Ing. K. Schönwald, Cologne Dr.-Ing. K. W. Eshold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Cologne
, , . Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln,,. Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Cologne
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10220 Warner Avenue, Apt. E Dipl-Ing G Selting,Köln10220 Warner Avenue, Apt. E Dipl-Ing G Selting, Cologne
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Fountain Valley, Calif. 92708Fountain Valley, Calif. 92708
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DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOFDEICHMANNHAUS AT THE MAIN RAILWAY STATION
D-5000 KÖLN 1D-5000 COLOGNE 1
7. Mai 1980 Sg/rkMay 7, 1980 Sg / rk
BlindnietvorrichtungBlind riveting device
Die Erfindung betrifft eine Blindnietvorrichtung mit einem Kern, der durch einen Nietkörper hindurchgesteckt ist, und zwischen einem verdickten Kopf und dem Nietkörper eine verformbare Hülse trägt, die mit ihrem einen Ende gegen die vordere Stirnseite des Nie£körpers stößt.The invention relates to a blind riveting device with a core which is pushed through a rivet body, and between a thickened head and the rivet body carries a deformable sleeve which with its one end against the anterior end face of the niece body.
Blindniete werden zur Befestigung von Teilen benutzt, die nur von einer Seite aus zugänglich sind. Sie bestehen im allgemeinen aus drei Teilen, einem Schaft oder Kern mit einem eine Verdickung bildenden Kopf an einem Ende und einer Verzahnung zum Angriff eines Spannwerkzeugs am anderen Ende, einem den Kern umgebenden rohrförmigen Körper mit einem Flanschkopf und einem Blockierkragen, der den Kern in der Nähe des Kopfes des Körpers umgibt.Blind rivets are used to fasten parts that are only accessible from one side. They generally consist of three parts, having a shaft or core a head forming a thickening at one end and a toothing for engaging a clamping tool on the the other end, a tubular body surrounding the core with a flange head and a blocking collar, which surrounds the nucleus near the head of the body.
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Telefon.- (0221) 731041 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompatent KaInTelephone - (0221) 731041 Telex: 8882307 dopa d Telegram: Dompatent KaIn
Zur Durchführung des Nietvorganges wird ein Nietwerkzeug benutzt, das einen Spannkopf aufweist, mit dem der Kern axial von dem Werkstück fortgezogen wird. Durch diesen Ziehvorgang spreizen die die Verdickung bildenden Elemente des Kernkopfes den Nietkörper in seitlicher Richtung, um auf der verdeckten Seite des Werkstücks einen "Blindkopf" zu bilden. Der Spannkopf treibt dann den Blockierkragen in eine Nut des Kernes, um das Zugangsende des Körpers gegenüber dem Kern oder Schaft zu verriegeln. Schließlich wird der von dem Werkstück aus vorstehende Teil des Kernes fortgebrochen und die Installation ist beendet.To carry out the riveting process, a riveting tool is used which has a clamping head with which the core is pulled axially away from the workpiece. As a result of this pulling process, the elements forming the thickening expand of the core head, move the rivet body sideways to create a "blind head" on the hidden side of the workpiece to build. The grip head then drives the locking collar into a groove in the core around the access end of the body to lock against the core or shaft. Ultimately, the part protruding from the workpiece becomes the core aborted and the installation is finished.
Ergebnis einer neueren Entwicklung ist eine vierteilige Nietvorrichtung mit Wellenhülse, die gegenüber den anderen vorbekannten Blindnieten gewisse Vorteile bietet. Bei dem Wellenhülsen-Blindniet sind die Hülse und der Nietkörper so konstruiert, daß beim Hindurchziehen des Kernes durch das Werkstück die Niethülse zu gleiten beginnt und sich seitlich über den konischen Endteil des Körpers hianusspreizt, ohne jedoch eine Ausbauchung zu bilden, bis das vordere Ende der Hülse am Werkstück angreift. Derartige Blindniete führen zu verschiedenen Problemen. Es hat sich nämlich erwiesen, daß der Wellvorgang,von dem die Ausbildung der Ausbauchung und der Vorschub abhängen, schwierig zu kontrollieren ist. Ferner kommt die Hülse schon am Anfang in einem schmalen Bereich unmittelbar um den Lochrand herum in Kontakt mit dem Werkstück und übt einen hohen Druck auf d-is Werkstück aus, wobei sie bestrebt ist, in den Spalt zwischen Werkstück und Schaftteil des Nietkörpers einzudringen. Eine solche Konstruktion kann inThe result of a more recent development is a four-part riveting device with a shaft sleeve that is different from the others known blind rivets offers certain advantages. In the case of the shaft sleeve blind rivet, the sleeve and the rivet body are designed so that when the core is pulled through the workpiece, the rivet sleeve begins to slide and expand laterally over the conical end part of the body, but without forming a bulge, until the engages the front end of the sleeve on the workpiece. Such blind rivets lead to various problems. It has namely, it has been found that the corrugation process on which the formation of the bulge and the advance depend is difficult is to be controlled. Furthermore, the sleeve comes right around the edge of the hole in a narrow area right from the start around in contact with the workpiece and exerts a high pressure on the workpiece, striving to be in penetrate the gap between the workpiece and the shank part of the rivet body. Such a construction can be used in
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Verbindung mit bestimmten Materialien und bei bestimmten Spannungszuständen zweckmäßig sein, jedoch besteht auch ein Bedürfnis nach einer Befestigungsvorrichtung, die keine so große Spannung auf die Werkstücke ausübt, insbesondere wenn diese aus synthetischem Material bestehen, und somit die zu verbindende Struktur nicht verletzt. Dies gilt insbesondere für Raumfahrtanwendungen, bei denen neuerdings die verschiedensten neu entwickelten Materialien verwendet werden, die auf spezielle Art miteinander verbunden werden müssen. Außer den oben beschriebenen Nachteilen besteht bei einer Befestigungsvorrichtung mit Wellhülse, die Gefahr einer umgekehrten Faltenfolge, wodurch die so verbundenen Werkstücke wesentlich geschwächt werden. Ferner erfordert der Wellenhülsenniet eine komplexe Geometrie des rückwärtigen Endes des Nietkörpers, was wiederum teure Nacharbeiten bei der Herstellung an dem übermäßiglangen und rückwärtigen Ende des Nietkörpers erforderlich macht. Da Einfachheit und Gewicht gerade in der Raumfahrtindustrie eine große Rolle spielen, besteht ein Bedürfnis nach einer Befestigungsvorrichtung,die diese Eigenschaften aufweist. .Connection with certain materials and with certain Stress conditions may be appropriate, but there is also a need for a fastening device that does not exert such great tension on the workpieces, especially if they are made of synthetic material, and thus does not violate the structure to be connected. This is especially true for space applications where recently a wide variety of newly developed materials that have to be connected to each other in a special way. Except for the disadvantages described above exists in the case of a fastening device with a corrugated sleeve, the risk of a reverse sequence of folds, whereby the workpieces connected in this way are significantly weakened. Furthermore, the shaft sleeve rivet requires a complex geometry of the rear end of the rivet body, which in turn requires expensive manufacturing rework on the excessively long and rearward end of the rivet body power. Since simplicity and weight play a major role especially in the space industry, there is a need for a fastening device that has these properties having. .
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blindnietvorrichtung der eingangs genanten Art,zu schaffen, die eine hohe Festigkeit bietet, die zu verbindenden Teile aber nicht gefährdet oder beschädigt. Während des Befestigungs- bzw. Spannvorganges sollen kontrollierte Bewegungsabläufe stattfinden. Schließlich soll die Vorrichtung leichtgewichtig und unter Verwendung konventioneller Spannvorrichtungen einfach zu installieren sein.The object of the invention is to provide a blind riveting device of the type mentioned at the beginning, which offers high strength, but not the parts to be connected endangered or damaged. During the fastening or The clamping process should be controlled movements occur. Finally, the device should be lightweight and utilize conventional tensioning devices be easy to install.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Länge des Nietkörpers größer ist als die Stärke des zu vernietenden Werkstücks, daß das dem Kopf des Kernes zugewandte Ende des Nietkörpers einen doppelten Absatz aufweist, und daß die Hülse in ihrem dem Nietkörper zugewandten Bereich einen kleineren Innendurchmesser hat als in ihrem Mittelbereich, wobei eine innere Ringschulter gebildet wird.To solve this problem, the invention provides that the length of the rivet body is greater than the thickness of the workpiece to be riveted, that the head of the Core facing end of the rivet body has a double shoulder, and that the sleeve in its the rivet body facing area has a smaller inner diameter than in its central area, with an inner Ring shoulder is formed.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß bei Einwirkung einer starken Druckkraft auf das Ende eines Hohlzylinders die komprimierte Säule sich an irgendeiner Stelle um den Zylinder nach außen ausbeult. Wenn die Zylinderwand gleichmäßige Stärke hat, führt das Ausbeulen zur Ausbildung eines radial abstehenden Flansches. Dieser Flansch ist im allgemeinen schräg, jedoch kann unter Verwendung der speziellen Ausbildung nach der Erfindung auch ein kreisförmiger Flansch von vorbestimmter Konfiguration erzielt werden. Bisher war es nicht möglich, bei Blindnieten eine zuverlässige Kontrolle der Ausbauchung zu bewirken.The invention is based on the idea that when a strong compressive force acts on the end of a hollow cylinder the compressed column bulges outward at some point around the cylinder. When the cylinder wall has uniform thickness, the bulging leads to the formation of a radially protruding flange. This flange is generally oblique, but using the special design according to the invention can also be a circular flange of predetermined configuration can be achieved. So far it was not possible with blind rivets to effect reliable control of the bulge.
Nach der Erfindung wird jedoch ein abgestuftes, hohlzylindrisches Stauchrohr benutzt, das mindestens zwei verschiedene Wandstärkebereiche aufweist, die so angeordnet sind, daß die Ausbauchung des Stauchrohres sich umfangsmäßig gleichmäßig auf die beiden Wandstärkebereiche verteilt, wobei der resultierende Flansch teilweise aus der gesamten Länge des dickeren Wandbereichs auf der einen Seite und teilweise aus dem angrenzenden, im wesentlichen gleich großen Längenbereich auf der anderen Seite des Flansches besteht.According to the invention, however, a stepped, hollow cylindrical compression tube is used, the at least two has different wall thickness areas, which are arranged so that the bulge of the compression tube circumferentially evenly distributed over the two wall thickness areas, the resulting flange partially off the entire length of the thicker wall area on one side and partly from the adjacent, substantially the same length range on the other side of the flange.
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Die oben erwähnte Stauchhülse ist ein langer hohler Zylinder und kann die verschiedensten Ausbildungen haben. Vorzugsweise wird eine Ausbildung mit zwei verschiedenen Stärken benutzt, und insbesondere ein zweistufiges Modell, bei dem zu beiden Seiten eines dünneren Wandbereichs jeweils dickere Endbereiche angeordnet sind. An der den dünneren Wandbereich und einen dickeren Wandbereich trennenden Stelle befindet sich an der Außenseite eine Ringschulter. Eine zweite Stufe oder Ringschulter kann durch eine tiefe Gegenbohrung erzeugt werden.The above-mentioned compression sleeve is a long hollow cylinder and can have a wide variety of designs. Preferably a training with two different strengths is used, and in particular a two-tier model which are arranged on both sides of a thinner wall area in each case thicker end areas. On the thinner one A ring shoulder is located on the outside of the wall area and a point separating a thicker wall area. One second step or ring shoulder can be created through a deep counterbore.
Der Nietkörper ist mit einem rückwärtigen Abschnitt versehen, der zur gesteuerten Verformung der Stauchhülse beiträgt. Dieser Abschnitt ist so gestaltet,daß die Probleme, die infolge von Exzentrizitäten der Bohrungen in der Hülse und im Nietkörper auftreten, beseitigt sind, und eine voll entwickelte Primärausbauchung der Hülse entsteht, bevor diese in Kontakt mit dem Werkstück kommt.The rivet body is provided with a rear section which contributes to the controlled deformation of the compression sleeve. This section is designed so that the problems that arise as a result of eccentricities of the bores in the sleeve and occur in the rivet body, are eliminated, and a fully developed primary bulge of the sleeve occurs before this comes into contact with the workpiece.
Zusätzlich zu den Verbesserungen der Stauchhülse und des Nietkörpers liefert die Erfindung auch eine Verbesserung des Kernes zum Trennen des Wegwerfabschnittes von dem eigentlichen Kernabschnitt der in der Nietverbindung verbleibt, so daß eine saubere Bruchstelle anstelle der Becher- und Konus-Bruchstelle eines üblichen Dehnungsbruchs entsteht. Die Konfiguration des Kernes ist so, daß keine scharfen Zacken stehen bleiben, die die Bruchfläche umgeben, wie dies bei bekannten Nieten der Fall ist.In addition to the improvements in the upsetting sleeve and rivet body, the invention also provides an improvement the core for separating the disposable section from the actual core section which remains in the riveted joint, so that a clean breaking point is created instead of the cup and cone breaking point of a conventional elongation fracture. The configuration of the core is such that no sharp spikes remain surrounding the fracture surface, as is the case with known rivets.
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Eine weitere Verbesserung des Kernes betrifft ein Element, das im folgenden als "Blindkerbe" bezeichnet wird. Diese Blindkerbe wird neben einer Brechkerbe derart gebildet, daß die Brechkerbe an der einen Seite von der Blindkerbe und an der anderen Seite von der Blockiernut für den Blockierkragen flankiert wird. Hierdurch wird eine bekannte metallurgische Bedingung für die Steigerung der Bruchfestigkeit einer Brechkerbe erfüllt, ohne daß der Brechkerbendurchmesser verändert würde.Another improvement to the core relates to an element hereinafter referred to as a "blind notch" will. This blind notch is formed next to a breaking notch in such a way that the breaking notch is on one side is flanked by the blind notch and on the other side by the blocking groove for the blocking collar. Through this a known metallurgical condition for increasing the breaking strength of a breaking notch is met, without the breaking notch diameter being changed.
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Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. . .In the following with reference to the figures some embodiments of the invention explained in more detail. . .
Es zeigen:Show it:
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Blindbefestigungsvorrichtung nach der Erfindung,Figure 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of the blind fastening device according to Invention,
Figur 2 die Vorrichtung nach Figur 1 in einem Zwischenstadium, FIG. 2 the device according to FIG. 1 in an intermediate stage,
Figur 3 die Vorrichtung nach Figur 2 in einem zweiten Zwischenstadium,Figure 3 shows the device according to Figure 2 in a second intermediate stage,
Figur 4 die Vorrichtung nach Figur 1 während die Stauchhülse an einer Fläche eines Werkstücks angreift,Figure 4 shows the device of Figure 1 while the compression sleeve acts on a surface of a workpiece,
Figur 5 die Vorrichtung der Figur 1 im Endzustand,Figure 5 shows the device of Figure 1 in the final state,
Figur 6 eine zweite Ausführungsform des Nietkörpers,FIG. 6 a second embodiment of the rivet body,
Figur 7 eine dritte Ausführungsform des Nietkörpers,FIG. 7 a third embodiment of the rivet body,
Figur 8 eine vierte Ausführungsform des Nietkörpers,FIG. 8 a fourth embodiment of the rivet body,
Figur 9 das erste und das zweite Ausbauchen der Stauchhülse bei der vierten Ausführungsform,FIG. 9 shows the first and second bulges of the compression sleeve in the fourth embodiment,
Figur 10 einen vergrößerten Längsschnitt durch den rückwärtigen Abschnitt des Nietkörpers bei der ersten Ausführungsform,FIG. 10 shows an enlarged longitudinal section through the rear section of the rivet body in FIG first embodiment,
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Figur 11 einen vergrößerten Längsschnitt der ersten Ausführungsform bevor das Wegwerfende des Kernes entfernt worden ist,FIG. 11 shows an enlarged longitudinal section of the first embodiment before the disposable core has been removed,
Figur 12 die Bildung versteckter Kerben in dem Schaftteil des Kernes,FIG. 12 shows the formation of hidden notches in the shaft part of the core,
Figur 12A eine alternative Ausbildung der Abreißkerbe,FIG. 12A shows an alternative design of the tear-off notch,
Figur 13 versteckte Kerben, die dem rückwärtigen Abschnitt des Kernes angeformt sind,Figure 13 hidden notches covering the rear section of the core are molded,
Figur 14 die Ausbildung der Abrißstelle des Kernes,FIG. 14 the formation of the tear-off point of the core,
Figur 15 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Blindnietvorrichtung,FIG. 15 shows a longitudinal section through a further embodiment of the blind riveting device,
Figur 16 einen vergrößerten Längsschnitt durch das rückwärtige Ende des Nietkörpers und das vordere Ende der separaten Stauchhülse beim Ausführungsbeispiel von Figur 15 undFIG. 16 shows an enlarged longitudinal section through the rear end of the rivet body and the front end of the separate compression sleeve in the embodiment of Figure 15 and
Figuren 17 bis 20 aufeinanderfolgende Schritte derFigures 17 to 20 successive steps of
Bildung der Ausbauchung bei der Installierung der Blindnietvorrichtung der Figur 15.Formation of the bulge when installing the blind riveting device of FIG. 15.
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In den Figuren 1 bis 4 ist ein erstes. Ausführungsbeispiel der Blindbefestigungsvorrichtung dargestellt. Die Befestigungsvorrichtung 10 weist einen im wesentlichen starren, stabförmigen Kern 12, einen rohrförmigen Nietkörper 14, eine Stauchhülse 16 und einen Blockierkragen 18 auf. Der Kern 12 ist auf dem Nietkörper 14 und der Stauchhülse 16 gleitend angeordnet, wobei die Stauchhülse 16 an einem Ende des Nietkörpers 14 und der Blockierkragen 18 an ihrem anderen Ende angeordnet ist.In Figures 1 to 4 is a first. Embodiment of the blind fastening device shown. The fastening device 10 has a substantially rigid, rod-shaped core 12, a tubular rivet body 14, a compression sleeve 16 and a blocking collar 18. The core 12 is on the rivet body 14 and the Compression sleeve 16 slidably arranged, the compression sleeve 16 at one end of the rivet body 14 and the blocking collar 18 is arranged at its other end.
Der Kern 12 weist an seinem einen Ende einen vergrößerten, seitlich vorstehenden Kopf 20 auf, der dem ersten Abschnitt 12a angeformt ist. Der Kopf 20 ist so ausgebildet, daß er gegen die gesamte Stirnseite der Stauchhülse 16 drückt. Der mittlere Abschnitt 12 des Kernes 12 bildet mit dem Abschnitt 12a eine Schulter T3. An dem anderen Ende 12b des Kernes 12 greifen mehrere gestrichelt dargestellte Zugteile 22 an. Die Zugteile 22 sind so ausgebildet, daß an ihnen ein entsprechendes 'Spannwerkzeug 24 angreifen kann, wie es z.B. in dem US-Patent 3 915 beschrieben ist. Die Blindbefestigungsvorrichtung kann aber auch in Verbindung mit anderen Spannvorrichtungen benutzt werden. Der Kern 20 weist ferner eine Ringnut 26 auf, in deren Bereich der Kerndurchmesser, verglichen mit den Abschnitten 12a, 12b und 12c, verringert ist. In diese Ringnut wird in noch zu erläuternder Weise der Blockierkragen 20 eingetrieben. Neben der Ringnut 26 befindet sich der Kerbteil 28, der so ausgebildet ist, daß der Abschnitt 12b des Kernes an ihm abgetrennt werden kann.The core 12 has at one end an enlarged, laterally protruding head 20 which is formed on the first section 12a. The head 20 is designed so that it presses against the entire end face of the compression sleeve 16. The middle section 12 of the core 12 forms a shoulder T3 with section 12a. At the other end 12b of the core 12, a plurality of dashed lines grip traction parts 22 shown. The pulling parts 22 are designed so that a corresponding 'clamping tool 24, as described, for example, in U.S. Patent 3,915 is described. The blind fastening device can also be used in conjunction with other clamping devices to be used. The core 20 also has an annular groove 26, in the area of which the core diameter, compared with the sections 12a, 12b and 12c, is reduced. The blocking collar is inserted into this annular groove in a manner that has yet to be explained 20 driven. In addition to the annular groove 26 is the notch part 28, which is formed so that the section 12b of the core can be separated from it.
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Der Nietkörper 14 ist im wesentlichen rohrförmig ausgebildet, und weist an seinem einen Ende einen vergrößerten Kopf 30 auf. Zwischen dem rückwärtigen Abschnitt 38, der das andere Ende bildet, und dem Kopf 30 befindet sich der Mittelteil 32. Das Ende 38 ist in besonderer Weise ausgebildet, so daß an ihm die Stauchhülse 16 angreifen kann. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ragt der Schaftteil 32 durch die zueinander ausgerichteten öffnungen zweier Werkstücke 34 und 36 hindurch. Im einzelnen besteht das rückwärtige Ende des Nietkörpers 14 aus zwei im Querschnitt bogenförmigen Abschnitten 40 und 42. Der bogenförmige Abschnitt 40 hat einen etwas größeren Durchmesser als der bogenförmige Abschnitt 42, so daß eine Abstufung gebildet wird.The rivet body 14 is essentially tubular, and has an enlarged head 30 at one end thereof. Between the rear section 38, which forms the other end, and the head 30 is the central part 32. The end 38 is in a special way formed so that the compression sleeve 16 can attack it. In the preferred embodiment, the protrudes Shank part 32 through the mutually aligned openings of two workpieces 34 and 36. In detail the rear end of the rivet body 14 consists of two sections 40 and 42, which are arcuate in cross section arcuate portion 40 has a slightly larger diameter than the arcuate portion 42, so that a gradation is formed.
Die Stauchhülse 16 ist im wesentlichen rohrförmig und weist im Mittelbereich ihrer Länge einen dünnwandigen Abschnitt 44 sowie einen stärkeren ersten Endabschnitt 4 6 und einen stärkeren zweiten Endabschnitt 48 auf. Die Endabschnitte 46 und 48.sind so ausgebildet, daß sie äussere und innere Schulterzonen an jedem Ende der Stauchhülse 16 bilden. Die das Ende 48 begrenzende innere Anschlagschulter 60 kann durch Ausbohren der Stauchhülje 16 gefertigt werden, obwohl auch andere Herstellungsverfahren möglich sind, so daß der Durchmesser der Stauchhülse 16 an dem an den Nietkörper 14 angrenzenden Ende kleiner ist. Die äussere Ringschulter 72 des Abschnitts 46 kann durch Materialabnähme an der Stauchhülse 16 hergestellt werden. Man beachte, daß das Ende 54 der Stauchhülse 16 direkt flächenhaft gegen das rückwärtige Ende 38 des Nietkörpers 14 stößt.The compression sleeve 16 is essentially tubular and has a thin wall in the central region of its length Section 44 as well as a stronger first end section 4 6 and a stronger second end section 48. The end sections 46 and 48 are designed to have outer and inner shoulder zones at each end of the compression sleeve 16 form. The inner stop shoulder 60 delimiting the end 48 can be produced by drilling out the compression sleeve 16 although other manufacturing methods are also possible, so that the diameter of the compression sleeve 16 is smaller at the end adjacent to the rivet body 14. The outer annular shoulder 72 of the section 46 can through Material decreases on the compression sleeve 16 are produced. It should be noted that the end 54 of the compression sleeve 16 is directly flat against the rear end 38 of the rivet body 14 bumps.
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Bei der Montage dieser Blindnietvorrichtung 10 an den beiden Werkstücken 34 und 36 wird zunächst ein Loch durch die Werkstücke 34 und 36 gebohrt. Das Loch erhält in dem Werkstück 36 einen Versenktrichter 50. Dann wird die Vorrichtung in der dargestellten Weise eingesetzt. Das Loch durch die Werkstücke 34 und 36 ist groß genug, um den Kopf 20 des Kernes 12 sowie das Stauchrohr 16 hindurchstecken zu können. Auch der Nietkörper wird durch die öffnung gesteckt, jedoch nur soweit, bis sein seitlich überstehender Kopf 30 gegen die Wand des Versenktrichters 50 im Werkstück 36 stößt. Zur Begrenzung des Einsteckweges der Vorrichtung 10 in das Werkstück können auch andere Maßnahmen getroffen werden.When assembling this blind riveting device 10 on the two workpieces 34 and 36, a hole is first made the workpieces 34 and 36 are drilled. The hole receives a submerged funnel 50 in the workpiece 36. Then the device used in the manner shown. The hole through the workpieces 34 and 36 is large enough to the Insert the head 20 of the core 12 and the compression tube 16 through it to be able to. The rivet body is also inserted through the opening, but only as far as it is to the side protruding head 30 against the wall of the submerged funnel 50 in workpiece 36 abuts. To limit the insertion path of the device 10 into the workpiece can also other measures can be taken.
Dann wird mittels des Spannwerkzeuges 24 eine axiale Kraft auf den Kern12 ausgeübt. Im einzelnen greift das Spannwerkzeug 24 in der Weise an dem Zugteil 22 an, wie es in ■ . den"Figuren 3 bis 5 der US-PS 3 915 055 dargestellt ist. Diese Spanntechnik und das entsprechende Werkzeug gehören zum Stand der Technik, so daß eine detaillierte Beschreibung des Aufbringens der axialen Zugkraft auf den Kern 12 hier nicht erfolgt. Man sieht jedoch, daß deir gegen den Kopf 30 des Nietkörpers 14 drückende Bereich 24a des. Spannwerkzeugs 24 im wesentlichen zur Aufnähme des Blockierkragens 18 dient, der während des Ziehens am Kern 12-die ' über dem Werkzeugamboss 56 übertragene Reaktionskraft aufnimmt. Der zylindrische Amboss 56 des Werkzeugs 24 übt also eine axiale Kraft auf den Blockierkragen 18 aus und drückt diesen gegen die konische Innenfläche 53 des Kopfes 30 und in eine Ausnehmung oder einen Hohlraum 52 des Nietkörpers.An axial force is then exerted on the core 12 by means of the clamping tool 24. The clamping tool engages in detail 24 in the manner on the pulling part 22, as shown in ■. "Figures 3 through 5 of US Pat. No. 3,915,055. This clamping technique and the corresponding tool belong to the state of the art, so that a detailed description the application of the axial tensile force to the core 12 does not take place here. One can see, however, that deir against the Head 30 of the rivet body 14 pressing area 24a of the. Clamping tool 24 is used essentially for receiving the blocking collar 18, which during the pulling of the core 12-die 'Receives reaction force transmitted via the tool anvil 56. The cylindrical anvil 56 of the tool 24 thus exerts an axial force on the blocking collar 18 and presses this against the conical inner surface 53 of the Head 30 and into a recess or cavity 52 of the rivet body.
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Aus Figur 1 ist der Zustand zu sehen, in dem die Vorrichtung 10 durch die Werkstücke 34 und 36 vor dem Aufbringen irgendwelcher Spannkräfte hindurchgeschoben ist. Der Kern 12 ragt durch beide Werkstücke 34 und 36 hindurch, während an seinem Ende 12b das Spannwerkzeug 24 angreift. Wenn das Spannwerkzeug 24 axial an dem Kern 12 zieht, drückt der zweite Endabschnitt 48, und insbesondere die Stirnfläche 54 der Stauchhülse 16, gegen den bogenförmigen Endabschnitt 42 des Nietkörpers 14. Wenn die Zugkraft des Kernes 12 gemäß Figur 2 erhöht wird, baucht sich die Stauchhülse 16 nach aussen hin aus, so daß am zweiten Endabschnitt 48 die erste Ausbauchung 58 entsteht. Die Ausbildung dieser Ausbauchung wird durch die Wandstärkeunterschiede zwischen dem zweiten Endabschnitt 48 und dem Mittelabschnitt 44 erleichtert. Auf diese Weise entsteht die Ausbauchung 58 im Längenbereich der inneren Ringschulter 60, wie in Figur 2 dargestellt ist. Man beachte, daß die Ausbauchung 58 von dem gesamten Längenbereich des stärkeren Endabschnitts 48 und einem annähernd gleich großen Längenbereich des dünnwandigen Abschnitts gebildet wird.From Figure 1, the state can be seen in which the device 10 by the workpieces 34 and 36 before application any tension is pushed through. The core 12 protrudes through both workpieces 34 and 36, while the clamping tool 24 engages at its end 12b. When the clamping tool 24 axially on the core 12 pulls, presses the second end portion 48, and in particular the end face 54 of the compression sleeve 16, against the arcuate End section 42 of the rivet body 14. When the tensile force of the core 12 is increased according to FIG. 2, bulges the compression sleeve 16 extends outwards so that the first bulge 58 arises on the second end section 48. The formation of this bulge is determined by the differences in wall thickness between the second end section 48 and the middle section 44 facilitated. In this way, the bulge 58 arises in the length range of the inner Ring shoulder 60, as shown in FIG. Note that the bulge 58 is of the entire length of the thicker end section 48 and an approximately equal length range of the thin-walled section is formed.
Beim weiteren Spannen des Kernes 10 verbiegt sich die Ausbauchung 58 gemäß Figur 3 weiter in axialer Richtung, so daß eine im wesentlichen ebene Stirnfläche 62 entsteht. Beim weiteren Spannen wird dann gemäß Figur 4 das vordere Ende der Stauchhülse 16 weiter aufgebogen, so daß dieses Ende über die abgerundeten Ringschultern 40 und 42 auf dem Nietkörper 14 entlang gleitet und schließlich am Werkstück 34 zur Anlage kommt. Auf diese Weise greiftWhen the core 10 is further tightened, the bulge 58 according to FIG. 3 bends further in the axial direction, see above that a substantially flat end face 62 is created. When further tensioning is then shown in Figure 4, the front The end of the compression sleeve 16 is further bent so that this end over the rounded annular shoulders 40 and 42 slides along the rivet body 14 and finally comes to rest on the workpiece 34. That way it takes hold
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die im wesentlichen flache, nach innen gebogene Stirnseite 62 am Werkstück 34 an. Dadurch werden die Probleme der Punktbelastung, die bei Wellhülsen auftreten, praktisch eliminiert. Dies bedeutet, daß auch Materialien wie Keramik, Kunststoff sowie auch Metalle u.dgl. als Werkstücke 3 4 und 36 verwendet werden können.the essentially flat, inwardly curved end face 62 on the workpiece 34. This causes the problems the point loading that occurs with corrugated sleeves is practically eliminated. This means that also materials such as ceramics, plastic and also metals and the like can be used as workpieces 3, 4 and 36.
Gemäß Figur 5 ist der Kern 12 weiter in die Werkstücke 34 und 36 eingezogen worden, so daß seine Schulter 13 gegen, das rückwärtige Ende 38 des Nietkörpers 14 stößt.According to FIG. 5, the core 12 has been drawn further into the workpieces 34 and 36, so that its shoulder 13 against, the rear end 38 of the rivet body 14 abuts.
Gleichzeitig gelangt die Blockiernut 26 in den Hohlraum 52, in den der Kragen nun gestopft wird. Hierdurch wird der Weg des Kernes 12 begrenzt und bei einem weiteren Herausziehen des Kernes 12 reisst das distale Ende 12b ab. Wie man aus Figur 5 sieht, wird an der Stauchhülse 14 angrenzend an die Ringschulter 72 eine zweite Ausbauchung 70 gebildet, wobei zwischen den Ausbauchungen 58 und 70 ein Wellental 74 verbleibt. Die Gleichmäßigkeit der zweiten Ausbauchung 70 wird durch die den dünnwandigen Abschnitt 44 begrenzende Ringschulter 72 erleichtert. At the same time, the blocking groove 26 enters the cavity 52, into which the collar is now stuffed. This limits the path of the core 12 and another Pulling out the core 12 tears off the distal end 12b. As can be seen from Figure 5, is on the compression sleeve 14 a second bulge adjacent to the annular shoulder 72 70 is formed, with a wave trough 74 remaining between the bulges 58 and 70. The evenness the second bulge 70 is facilitated by the annular shoulder 72 delimiting the thin-walled section 44.
Bei Verwendung der beschriebenen Blindnietvorrichtung werden Probleme hinsichtlich der Exzentrizität der Bohrungen der Stauchhülse 16 und des Nietkörpers 14 ausgeschaltet. Bohrungsexzentrizitäten führen zu einem nicht vollständig runden Blindkopf, der sich nur teilweise gegen das Werkstück legt. In extremen Fällen verhindert ein krummer Blindkopf das Gleiten der Hülse 16 in den Kontakt mit dem betreffenden Werkstück. BeiWhen using the blind riveting device described Problems arise with regard to the eccentricity of the bores of the upsetting sleeve 16 and of the rivet body 14 switched off. Bore eccentricities lead to a blind head that is not completely round and is only partially lays against the workpiece. In extreme cases, a crooked blind head prevents the sleeve 16 from sliding into contact with the workpiece in question. at
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Verwendung der Vorrichtung 10 besteht diese Gefahr jedoch nicht. Man erhält die in Figur 5 dargestellte Nietverbindung mit einem symmetrischen und sehr starken Blindkopf 76 bei geringem Druck auf das Material des Werkstückes 34. Dies wird durch drei Prozesse erreicht, die während der Bildung der Ausbauchung 58 mehr oder weniger gleichzeitig ablaufen, nämlich Rotation, Verschwenkung und Gleiten. Bei Bohrungsexzentrizitäten laufen diese Prozesse mit ungleichmäßigen Geschwindigkeiten am Umfang des Drückendes des Stauchrohres 16 ab, wobei die unterschiedlichen Gleitraten das größte Problem darstellen. Zur Lösung des Gleitproblemes ist die "abgestufte" Form des Endabschnitts 38 des Nietkörpers 14 gewählt worden. Die Eindrückung oder Abstufung ist zwischen den beiden Kuppeln oder Bögen 40 und 42 gebildet. Die Stufe stellt sicher, daß nicht einzelne Bereiche des Abschnitts 48 zu früh über den Nietkörper 14 gleiten, bevor die anderen nacheilenden Bereiche von Abschnitt 48 aufgeholt haben. Dieses Gleiten der Hülse 16 wird vorübergehend angehalten, während die beiden anderen Prozesse, Rotation und Schwenkung, fortgesetzt werden, bis die ausbauchende Wand der Stauchhülse 16 gemäß Figur 3 um einen Winkel rotiert, der gleich oder größer ist als 90°. Unter der Deformationskraft der Installation nimmt die Stirnfläche 54 des Abschnitts 48 der Stauchhülse 16, die geringfügig verformbar ist, die Form des Doppelbogens der Abschnitte 40 und 42 des Nietkörpers 14 an. Diese Form ist in Figur 4 anhand der Nuten 6 4 sichtbar.However, there is no such risk when using the device 10. The riveted connection shown in FIG. 5 is obtained with a symmetrical and very strong blind head 76 with little pressure on the material of the Workpiece 34. This is achieved through three processes that take place during the formation of the bulge 58 or more run less simultaneously, namely rotation, pivoting and sliding. With hole eccentricities these processes run at uneven speeds on the circumference of the pressing end of the compression tube 16, with the different glide rates being the biggest problem. To solve the sliding problem is the "Stepped" shape of the end portion 38 of the rivet body 14 has been selected. The indentation or gradation is formed between the two domes or arches 40 and 42. The level ensures that not individual Areas of section 48 slide over rivet body 14 too early before the other trailing areas of Caught up in section 48. This sliding of the sleeve 16 is temporarily stopped while the two other processes, rotation and pivoting, are continued until the bulging wall of the compression sleeve 16 according to Figure 3 rotates through an angle which is equal to or greater than 90 °. Under the deformation force of the Installation takes the end face 54 of the section 48 of the compression sleeve 16, which is slightly deformable, the Shape of the double arch of the sections 40 and 42 of the rivet body 14. This shape is shown in FIG Grooves 6 4 visible.
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Wenn die durch die Verzögerung der Gleitbewegung erzielte Symmetrie hergestellt ist, erfolgt der Gleitprozess gleichmäßig, bis die breite Fläche 62 des Blindkopfes 76 gemäß Figur 4 im Bereich 66 in Kontakt mit dem Werkstück kommt. Die Verteilung der Kontaktkraft über die breite Fußfläche 62 bewirkt eine niedrige Flächenpressung, wodurch die Gefahr der Zerstörung oder Beschädigung des Werkstücks 34 und/oder des Werkstücks 36 vermieden wird.When that achieved by delaying the sliding movement Symmetry is established, the sliding process takes place uniformly until the wide surface 62 of the blind head 76 according to FIG FIG. 4 comes into contact with the workpiece in area 66. The distribution of the contact force over the wide foot area 62 causes a low surface pressure, which creates the risk of destruction or damage to the workpiece 34 and / or the workpiece 36 is avoided.
Obwohl vorzugsweise das Ende 38 gemäß Figur 4 in abgestufter Form benutzt wird, können im Rahmen der Erfindung auch andere Gestaltungen dieses Endes verwendet werden.Although preferably the end 38 according to Figure 4 in a stepped Shape is used, other configurations of this end can be used within the scope of the invention.
In Figur 6 ist eine alternative Ausführungsform des Endabschnitts 38 dargestellt. Hierbei weist der Nietkörper eine schräge erste Ringschulter 82 und eine schräge zweite Ringschulter 84 auf, die durch einen zylindrischen Bereich 86 verbunden sind, so daß eine Abstufung entsteht. Der Kern 81 ragt durch den Nietkörper 80 und die Stauchhülse 88 hindurch, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Ausbildung einer Stufe zwischen der ersten Ringschulter 82 und der zweiten Ringschulter 84 verhindert ebenfalls die oben erläuterten Exzentrizxtätsschwierigkeiten. Das vordere Ende 92 des dickeren Abschnitts 90 greift zunächst an der zweiten Ringschulter 84 an und bewirkt, daß die Stauchhülse 88 beim Zurückziehen des Kernes 81 aufgebogen wird. Wenn sich der Hülsenabschnitt 90 vom Kern 81 aus aufbiegt, bleibt er im Stufenbereich 85, bis der Zustand von Figur 3 erreicht ist. Schließlich wird eine nach aussen gerichtete Ausbauchung gebildet, die sich gegen das Werkstück 34 legt.In Figure 6 is an alternative embodiment of the end portion 38 shown. Here, the rivet body has an inclined first ring shoulder 82 and an inclined second Ring shoulder 84, which are connected by a cylindrical area 86, so that a gradation is formed. The core 81 protrudes through the rivet body 80 and the compression sleeve 88, as in the first embodiment. The formation of a step between the first ring shoulder 82 and the second ring shoulder 84 also prevents the eccentricity difficulties discussed above. The front end 92 of the thicker section 90 first engages the second annular shoulder 84 and causes that the compression sleeve 88 when the core 81 is withdrawn is bent up. When the sleeve portion 90 bends up from the core 81, it remains in the step area 85 to the state of Figure 3 is reached. Finally, an outward bulge is formed which lies against the workpiece 34.
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In Figur 7 ist eine dritte Variante dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind der Nietkörper 94 und die Stauchhülse 88 so ausgebildet, daß der Kern 95 hindurchläuft. Der Nietkörper 94 weist ein abgerundetes, im wesentlichen konvex gebogenes Ende 96 auf, das in einen gebogenen konkaven Abschnitt 98 hineinragt. Der dickere Abschnitt 102 am Ende 104 der Hülse 100 hat zu Beginn an dem Ende 96 angelegen. Beim Zurückziehen des Kernes 95 hat sich die Stauchhülse 100 nach aussen ausgebaucht und mit ihrem Ende über den Nietkörper gleitend an das Werkstück 34 angelegt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein guter Fußandruck am Werkstück 34 erreicht.A third variant is shown in FIG. In this embodiment, the rivet body 94 and the Compression sleeve 88 designed so that the core 95 passes through it. The rivet body 94 has a rounded, im substantially convexly curved end 96 which protrudes into a curved concave section 98. The thicker one Section 102 at end 104 of sleeve 100 initially abuts end 96. When withdrawing the core 95 the compression sleeve 100 has bulged outwards and with its end sliding over the rivet body to the Workpiece 34 applied. In this exemplary embodiment, too, a good foot pressure on the workpiece 34 is achieved.
In Figur 8 ist eine vierte Ausführungsform des Nietkörpers 106 dargestellt. Der Nietkörper 106 weist einen ersten abgerundeten Abschnitt 108 und einen zweiten konischen Abschnitt 110 auf, der sich an den Abschnitt 108 anschließt. Am Anfang stößt die Stauchhülse 112 gegen den ringschulterförmigen, abgerundeten Abschnitt 108. Bei fortgesetzter Zurückziehung des Kernes 118 entsteht die in Figur 8 dargestellte Ausbauchung in Form einer einzigen Falte. Diese einzige Ausbauchung und die Tatsache, daß der Nietkörper sich weit über die nichtzugängliche Fläche des Werkstücks 34 hinaus erstreckt, zeigen an, daß eine geringe Klemmlänge entsteht. Andererseits zeigen in Figur 9 die Doppelfalte und das geringe Überstehen des Nietkörpers eine maximale Klemmlänge an.In Figure 8 is a fourth embodiment of the rivet body 106 shown. The rivet body 106 has a first rounded portion 108 and a second conical section 110, which adjoins section 108. At the beginning the compression sleeve 112 abuts against the circular shoulder-shaped, rounded section 108. With continued retraction of the core 118 the bulge shown in FIG. 8 arises in the form of a single fold. That single bulge and that The fact that the rivet body extends far beyond the inaccessible surface of the workpiece 34, indicate that there is a short grip length. On the other hand, in Fig. 9, the double fold and the small one show The rivet body protrudes by a maximum clamping length.
In den Figuren 10 bis 14 ist das Abreißen des Abschnitts 12b des Kernes 12 von dem Abschnitt 12c dargestellt. AusIn Figures 10 to 14 is the tearing off of the section 12b of the core 12 is illustrated by the section 12c. the end
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Figur 10 ist ersichtlich, daß der Kern 12 im Nietkörper 14 bereits zurückgezogen worden ist. Wenn der Kern 12 weiter zurückgezogen wird, wie in Figur 11, stößt die Schulter 13 gegen das Ende 38 des Nietkörpers 14, so daß anfangs ein weiteres Zurückziehen des Kernes 12 verhindert wird. Gleichzeitig gestattet der federgespannte Werkzeugmantel 24a,der den Blockierkragen 18 umgibt, die Bewegung des Werkzeugambosses 56 in Gegenrichtung zur Bewegung des Kernes, wodurch der Blockierkragen 18 in den jetzt passenden Hohlraum gestopft wird, der durch gegenseitige Ausrichtung der Ringnut 26 des Kernes und der Ausnehmung 52 entstanden ist. Ein weiteres Ziehen am Kern 12 bewirkt einen Bruch an einer ersten versteckten Nut oder Reißkerbe 126,die in dem Reißkerbenabschnitt 128 vorgeformt ist. Vorbekannte Niete, die diese Art verdeckter Bruchkerben am Kern aufweisen, erzeugten einen scharfen, nach vorn gerichteten, klingenförmigen Grat, der um die Bruchfläche herumläuft, was vor und nach der Installierung zu Schwierigkeiten führen kann. Bei diesen Nieten tritt häufig ein vorzeitiger Stabbruch auf, da der nach vorn vorstehende Grat beim Zurückziehen des Kernes dazu neigt, in den Blockierkragen hineinzustechen. Als Folge hiervon kann der Stab unter dem Werkstück brechen, so daß der Blockierkragen nicht richtig festgestopft wird. Wenn jedoch der Bruch an der richtigen Stelle stattfindet, und der Blockierkragen richtig gestopft wird, tritt das Problem auf, daß ein scharfer Grat über die Werkstückfläche hinaus vorsteht. Häufig muß dieser messerscharfe Grat in einem zweiten Arbeitsvorgang entfernt werden, was den Montage-FIG. 10 shows that the core 12 in the rivet body 14 has already been withdrawn. If the As core 12 is withdrawn further, as in Figure 11, shoulder 13 abuts against end 38 of the rivet body 14, so that initially another retraction of the core 12 is prevented. At the same time, the spring-loaded tool casing 24a, which the blocking collar 18 surrounds the movement of the tool anvil 56 in the opposite direction to the movement of the core, whereby the blocking collar 18 is stuffed into the now matching cavity created by the mutual alignment of the annular groove 26 of the Core and the recess 52 has arisen. Further pulling on the core 12 causes a break in a first hidden one Groove or tear notch 126 formed in the tear notch section 128 is preformed. Prior art rivets that have this type of hidden break notch on the core created a sharp, forward-facing, blade-like shape Burr running around the fracture surface, causing difficulties before and after installation can. With these rivets, premature rod breakage often occurs because of the protruding ridge in the Withdrawal of the core tends to pierce the blocking collar. As a result, the rod Break under the workpiece so that the locking collar is not properly plugged into place. However, if the break takes place in the right place and the blocking collar is stuffed correctly, the problem arises, that a sharp ridge beyond the workpiece surface protrudes. Often this razor-sharp burr has to be removed in a second operation, which reduces the
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Vorgang kostspielig macht.Wenn das Abschleifen des Grates an der Aussenhaut eines Flugzeugs erfolgen muß, ist dieser Vorgang noch akzeptabel, wenn die Aussenhaut aus Metall besteht. Bei einer Aussenhaut aus Graphit/Epoxyd-Materialien, wie sie in neuerer Zeit verwendet wird, können jedoch erhebliche Beschädigungen verursacht werden.Makes the process costly. When grinding the burr must take place on the outer skin of an aircraft, this is Process still acceptable if the outer skin is made of metal. With an outer skin made of graphite / epoxy materials, however, as it has been used recently, it can cause significant damage.
Wie man aus der Figur 14 ersieht, entsteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich eine Abrundung 134 um die Bruchfläche 140 herum, aber kein Grat. Dies wird durch einen besonderen Herstellungsvorgang erreicht, der als walzformumkehr bezeichnet werden kann. Die Form, die bei den vorbekannten Nieten der Wegwerfabschnitt des Kernes oder Stabes annimmt, nimmt nunmehr der verbleibende Abschnitt 12c des Kernes an. Wie Figur 14 zeigt, tritt der becherförmige scharfe Grat 134 nunmehr an dem Wegwerfteil 12b des Kernes 12 auf. Die bessere Fluchtung zwischen dem wulstförmigen Rand 134 und der Bruchfläche 140 ist auf den verbesserten Herstellungsvorgang zurückzuführen .As can be seen from FIG. 14, the invention Device only a fillet 134 around the fracture surface 140, but no burr. This will achieved by a special manufacturing process that can be referred to as roll form reversal. The shape that in the case of the previously known rivets, the disposable section of the core or rod takes on, the remaining one now takes Section 12c of the core. As Figure 14 shows, occurs the cup-shaped sharp ridge 134 now on the disposable part 12b of the core 12. The better alignment between the bulbous edge 134 and the fracture surface 140 is due to the improved manufacturing process .
Figur 12 verdeutlicht diese Verbesserung am Produkt und dem zugehörigen Herstellungsverfahren. Diese Darstellung zeigt die Brechkerbenwinkel und die Walzfolge der Schultergrate. Bei den bekannten Brechkerben ist die Anordnung der 40°-Winkel und der 20°-Winkel der Brechkerbe genau umgekehrt wie in der Zeichnung dargestellt. Nach der Erfindung wird dadurch, daß der größere Winkel von 40° auf der der Blockiernut 26 zugewandten Seite der den ersten radialen größeren Ringgrat 132 aufweisenden Nut 126 angeordnet wird,die Wurzel der Kerbe 126, an der der Bruch auftreten soll, von Anfang an von der Mittellinie der Kerbe um eineFIG. 12 illustrates this improvement in the product and the associated manufacturing process. This representation shows the break notch angles and the rolling sequence of the shoulder ridges. In the known breaker notches, the arrangement is the 40 ° -angle and the 20 ° -angle of the breaking notch exactly the opposite as shown in the drawing. According to the invention is characterized in that the larger angle of 40 ° on the side facing the blocking groove 26 of the first radial Groove 126 having a larger ring burr 132 is arranged, the root of the notch 126 at which the fracture will occur should, starting from the center line of the notch by one
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größere Entfernung getrennt als dies bei einem kleineren Winkel von 20° der Fall wäre. Unter dem Grat-Abflachdruck ist der größere Grat 132 bestrebt, sich axial über die Brechkerbe 126 zu verlängern und über die Mittellinie der Kerbe 126 hinauszulaufen. Die in Figur 12 dargestellte Anordnung der Winkel bewirkt jedoch einen geringeren Überlauf als dies bei umgekehrt angeordneten Winkeln der Fall wäre, so daß schließlich beim Bruch eine bessere Fluchtung zwischen dem Rand und der Bruchfläche eintritt. Diese verbesserte Wirkung tritt auch noch auf, wenn eine symmetrische Kerbe mit 30°-Winkeln an jeder Seite benutzt wird, wie in Figur 12A dargestellt ist. Der Bereich der möglichen Kerbwinkel liegt zwischen 45° und 70 .greater distance apart than this with a smaller one Angle of 20 ° would be the case. Under the ridge flattening pressure, the larger ridge 132 tends to spread axially over the break notch 126 to extend and beyond the center line to result in notch 126. The one shown in FIG However, the arrangement of the angles causes less overflow than is the case with the angles arranged in reverse would be, so that ultimately a better alignment between the edge and the fracture surface occurs in the event of a break. These improved effect also occurs when a symmetrical notch with 30 ° angles on each side is used, as shown in Figure 12A. The range of possible Notch angle is between 45 ° and 70.
Die Abflachung der Grate erfolgt beim Stand der Technik mit einem paar flacher Werkzeuge 130,zwischen denen der Kern gewalzt wird. Die Werkzeuge sind dabei so angeordnet, daß der höhere Grat 132 abgeflacht wird, bevor der kleinere Grat 132a bearbeitet wird. Wenn der erste Grat 132 durch Niederwalzen abgeflacht ist, überdeckt er die Kerböffnung 126 mit einer scharf nach vorne vorstehenden Kante, unter der sich ein abgerundeter Hohlraum befindet. Nach der Erfindung wird jedoch der niedrigere Grat 132 absichtlich zuerst abgeflacht, wie in Figur 12 darge-. stellt ist, wodurch erreicht wird, daß die scharfe Auslaufkante und die abgerundete Hinterschneidung 134a an dem Wegwerfabschnitt 12b des Kernes gemäß Figur 14 erscheinen. Bei der nachfolgenden Abflachung des höheren Grates 132 fließt dieser in die Unterschneidung 134a einThe flattening of the burrs takes place in the prior art with a pair of flat tools 130 between which the Core is rolled. The tools are arranged so that the higher ridge 132 is flattened before the smaller one Ridge 132a is processed. When the first ridge 132 is flattened by rolling down, it covers the notch opening 126 with a sharply forward protruding edge under which there is a rounded cavity. According to the invention, however, the lower ridge becomes 132 deliberately flattened first, as shown in FIG. is, whereby it is achieved that the sharp leading edge and the rounded undercut 134a appear on the disposable portion 12b of the core according to FIG. When the higher ridge 132 is subsequently flattened, it flows into the undercut 134a
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und die abgerundete Form 134 verbleibt nach dem Bruch an dem benutzten Abschnitt 12c des Kernes 12. Auf diese Weise wird das Entstehen scharfer und übermäßig vorstehender Teile verhindert, wodurch eine Nachbehandlung unnötig wird. Die in Figur 12 dargestellten Walzwerkzeuge mit abgestufter Walzfläche drücken das Material des kleineren Grates 132a unter den Kerndurchmesser, um sicherzustellen, daß der scharfe Grat und die Unterschneidung an dem Wegwerfabschnitt 12c des Kernes 12 auftreten. Beim Durchlauf des Kernes 12 zwischen den Werkzeugen 130 werden dritte und vierte Grate 132b zu der zweiten verdeckten Kerbe 128 umgeformt.and the rounded shape 134 remains on the used portion 12c of the core 12 after the breakage This prevents the creation of sharp and excessively protruding parts, which means that after-treatment is required becomes unnecessary. The rolling tools shown in FIG. 12 with a stepped rolling surface press the material of the smaller ridge 132a below the core diameter to ensure that the sharp ridge and undercut on the disposable portion 12c of the core 12 appear. As the core 12 passes between the tools 130, third and fourth burrs 132b become the second hidden notch 128 is deformed.
Figur 13 zeigt eine Ansicht des fertiggestellten Sollbruchbereichs am Ende des WaIzVorganges. Man beachte, daß sowohl die Blindkerbe 128 als auch die Brechkerbe 126 verdeckt sind, und daß nur die Blockiernut 26 offen bleibt. Der geringfügig reduzierte Durchmesser im Bereich der verdeckten Brechkerbe 126 verringert den Reibungszug am Blockierkragen 18 und erleichtert das Gleiten in die Blockiernut 26, ohne daß die Gefahr des vorzeitigen Reißens des Kernes besteht.FIG. 13 shows a view of the completed predetermined breaking area at the end of the rolling process. Note that both the blind notch 128 and the breaking notch 126 are covered, and that only the blocking groove 26 is open remain. The slightly reduced diameter in the area of the hidden break notch 126 reduces the friction pull on the blocking collar 18 and facilitates sliding into the blocking groove 26 without the risk of premature Rupture of the core.
Bezüglich der Blindkerbe 128 ist es ein bekanntes Prinzip, das Hilfskerben, die auf beiden Seiten einer Testkerbe angebracht werden, die Festigkeit erhöhen, bei der die Testkerbe zum Bruch führt. Eine solche Hilfskerbe stellt die Blockiernut 26 dar, so daß eine Blindkerbe 128 auf der anderen Seite der Brechkerbe 126 ausreicht, um die Bruchfestigkeit für einen vorgegebenen Brechkerbendurchmesser zu erhöhen. Mit dieser Verbesserung istWith regard to the blind notch 128, it is a known principle, the auxiliary notches, which are on either side of a test notch will increase the strength at which the test score will break. Such an auxiliary notch provides the blocking groove 26 is so that a blind notch 128 on the other side of the breaking notch 126 is sufficient to the Breaking strength for a given notch diameter to increase. With this improvement is
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sichergestellt, daß der Kern 12 nicht vorzeitig bricht, während der Bruchkerbendurchmesser immer noch klein genug ist, um einen sauberen Bruch an der Wurzel der Bruchkerbe 126 zu erzeugen, ohne daß bei diesem Bruch ein Teil der Schulter der Blockiernut mitgerissen wird.ensures that the core 12 does not break prematurely, while the score line diameter is still small enough to make a clean break at the root of the score line 126 to be generated without part of the shoulder of the blocking groove being dragged along with this break.
Eine weitere Verbesserung der Vorrichtung 10 besteht in der Ausbildung der Versenkung 50 im Werkstück 36 und des zugehörigen Kopfes 36 des Nietkörpers 14. Eine.geradwandige, flache Bohrung 124 (Figuren 10 und 11) im Kopf 30 des Nietkörpers 14 dient zur Eingrenzung des Blockierkragens 18, und ferner zur Verdeckung des geringfügig vorstehenden, abgerundeten Wulstes 134, so daß die Fluchtungsgrenzen der Raumfahrttechnologie, eingehalten werden, und keine überstehenden Teile vorhanden sind.Another improvement to the device 10 is the formation of the countersink 50 in the workpiece 36 and the associated head 36 of the rivet body 14. flat bore 124 (FIGS. 10 and 11) in the head 30 of the rivet body 14 serves to limit the blocking collar 18, and also to cover up the minor protruding, rounded bead 134, so that the alignment limits of space technology, complied and there are no protruding parts.
Im Rahmen der Erfindung sind Abweichungen.von den beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich. So weist beispielsweise bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Kern 12 geriffelte Abschnitte 120 und 122 im Abstand hintereinander liegend auf. Der geriffelte Abschnitt sorgt für die nötige Reibung, um die zusammengebauten Nietteile während der Handhabung oder Installation gegen unabsichtliche Verschiebung zu schützen,und die andere Riffelung 122 verhindert, daß der Blockierkragen 18 vor der Installierung unabsichtlich vom Kern 12 herabfällt.Deviations from those described are within the scope of the invention Embodiments possible. For example, in the preferred embodiment the core 12 fluted sections 120 and 122 lying one behind the other at a distance. The fluted section provides the necessary friction to hold the assembled rivet parts against during handling or installation to protect accidental shift, and the other Corrugation 122 prevents the blocking collar 18 from inadvertently falling off the core 12 prior to installation.
In den Figuren 15 bis 20 ist eine weitere Blindnietvorrichtung 10' mit Stauch- bzw. Ausbauchungshülse dargestellt. Der Kern 12 hat hier die gleiche Konstruktion wie bei den anderen Ausführungsbeispielen, und derA further blind riveting device 10 'with an upsetting or bulging sleeve is shown in FIGS. The core 12 here has the same construction as in the other exemplary embodiments, and the
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Nietkörper 14' hat im wesentlichen dieselbe Doppelbogen- oder Doppelkuppelausbildung wie bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 5, 10 und 11. Wahlweise kann eine der stirnseitigen Kuppeln eine kleine Abflachung 144 aufweisen, gegen die die Stauchhülse stößt. Die Stauchhülse 16' gleicht der Stauchhülse 16 der früheren Ausführungsbeispiele, jedoch mit dem Unterschied, daß in der Nähe des vorderen, die Ausbauchung bildenden Endes 48' der Stauchhülse eine äussere Stufe 145 und dazu in Längsrichtung geringfügig versetzt eine innere Stufe 146 vorgesehen sind, die beide schräge Ringschultern bilden. Vorzugsweise wird in dem Ende des Nietkörpers 14' unterhalb der ersten Kuppel 42' eine kurze Gegenbohrung 147 angebracht. Bei der Herstellung der kuppeiförmigen Wölbung kann an der Aussenkante der Gegenbohrung 147' ein nach innen gerichteter Grat 148 erzeugt werden.· Wenn die Gegenbohrung 147 nicht vorhanden wäre, könnte dieser Grat in den Nietkörper 14' hineinragen, und das Aufschieben des Nietkörpers auf den Kern 12 behindern. Die Gegenbohxung 147 verhindert dies.Rivet body 14 'has essentially the same double arc or double dome design as in the exemplary embodiments in FIGS. 1 to 5, 10 and 11. Optionally, one of the end domes can have a small flat 144 against which the compression sleeve abuts. The compression sleeve 16 'is similar to the compression sleeve 16 of the earlier embodiments, but with the difference that in the vicinity of the front, the bulge forming end 48 'of the compression sleeve an outer step 145 and to this slightly in the longitudinal direction offset an inner step 146 are provided, which form both oblique ring shoulders. Preferably a short counterbore 147 is made in the end of the rivet body 14 'below the first dome 42'. When producing the dome-shaped curvature, a follow-up can be made on the outer edge of the counterbore 147 ' inwardly directed ridge 148. If the counterbore 147 were not present, this The burrs protrude into the rivet body 14 ′ and prevent the rivet body from being pushed onto the core 12. The counterbore 147 prevents this.
Vorzugsweise ist die radiale Dicke r des vorderen Endes 48' der Stauchhülse 16' (Figur 16) größer als die Basisstärke r, der ersten Wölbung 42' des Nietkörpers 14. Dies trägt dazu bei, sicherzustellen, daß die erste Teilausbauchung auftritt, während das Ende 48' der Stauchhülse 16' noch gegen die Abrundung 42 drückt.Preferably, the radial thickness r of the front end 48 'of the compression sleeve 16' (Figure 16) is greater than the base thickness r, the first bulge 42 'of the rivet body 14. This helps ensure that the first partial bulge occurs while the end 48 ' the compression sleeve 16 'still presses against the rounded portion 42.
Vorzugsweise ist die äussere Stufe 145 gegenüber dem vorderen Ende 48' der Stauchhülse 16* weiter zurückgesetzt als die innere Stufe 146. Die äussere StufeThe outer step 145 is preferably set back further relative to the front end 48 'of the compression sleeve 16 * as the inner degree 146. The outer degree
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ist dadurch gebildet, daß der Außendurchmesser der Stauchhülse 16' in einem Bereich 149 vom vorderen Ende der Stauchhülse bis zur Stelle der Stufe 145 reduziert ist. Von dieser Stelle an hat das Stauchrohr 16' einen größeren Außendurchmesser, der demjenigen des mittleren Wandteiles 44 der früheren Ausbildungsbeispiele entspricht. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel ergeben sich für die Falthülsenvorrichtung TO'1 die folgenden Abmessungen:is formed in that the outer diameter of the compression sleeve 16 'is reduced in a region 149 from the front end of the compression sleeve to the point of the step 145. From this point on, the upsetting tube 16 'has a larger outside diameter, which corresponds to that of the central wall part 44 of the earlier exemplary embodiments. In a typical exemplary embodiment, the following dimensions result for the collapsible tube device TO ' 1:
Kerndurchmesser 3,38 mmCore diameter 3.38 mm
Innendurchmesser des Nietkörpers 3,45 mm maximaler Außendurchmesser des Nietkörpers 14* 4,8 mmInner diameter of the rivet body 3.45 mm, maximum outer diameter of the rivet body 14 * 4.8 mm
Basisstärke r, des Endwulstes 42' 0,34 mmBase thickness r, of the end bead 42 '0.34 mm
Innendurchmesser der Gegenbohrung 147 3,6 mmInner diameter of the counterbore 147 3.6 mm
Länge der Gegenbohrung 147 O,38 mmCounterbore length 147 O, 38 mm
radiale Stärke r am Ende der Stauchhülse 0,56 mm Innendurchmesser am vorderen Ende derradial thickness r at the end of the compression sleeve 0.56 mm Inside diameter at the front end of the
Stauchhülse 16' 3,4 mm Außendurchmesser am vorderen Ende 149Compression sleeve 16 '3.4 mm outer diameter at the front end 149
der Stauchhülse 4,5 mm Abstand der inneren Stufe 146 vom vorderenthe compression sleeve 4.5 mm distance of the inner step 146 from the front
Ende der Stauchhülse 1,27 mm Innendurchmesser der Stauchhülse hinterEnd of the compression sleeve 1.27 mm inside diameter of the compression sleeve behind
der inneren Stufe 146 3,73 mm Abstand der äußeren Stufe 145 vom vorderenof the inner step 146 3.73 mm Distance of the outer step 145 from the front
Ende der Stauchhülse . 1,8 mmEnd of the compression sleeve. 1.8 mm
Außendurchmesser der Stauchhülse an derOutside diameter of the compression sleeve on the
Stelle des Wandabschnitts 44 4,65 mm.Location of wall section 44 4.65 mm.
Die doppelstufige Ausbildung der Stauchhülse 16 trägt zur Vorformling der Ausbauchung noch vor dem Kontakt mit demThe two-stage design of the compression sleeve 16 contributes to Preform the bulge before contact with the
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Werkstück 34, 36 bei. Die Ausbildung dieser Ausbauchung ist in den Figuren 17 bis 20 dargestellt.Workpiece 34, 36 at. The formation of this bulge is shown in FIGS. 17 to 20.
Wenn während der Installation der Vorrichtung an dem Kern 12 gezogen wird, beginnt sich eine teilweise Ausbauchung 150 zu bilden, während das vordere Ende 48 der Hülse 16' noch gegen den ersten Ringwulst 42* drückt. Dies wird ein wenig dadurch unterstützt, daß das Vorderende 48' die Tendenz hat, in der allerersten Phase des Entstehens der Ausbauchung in die Gegenbohrung 147 einzudringen. Die Ausbauchung 150 bildet sich in einem Bereich zwischen der inneren Stufe 146 und der äußeren Stufe 145 aus. Durch das Vorhandensein dieser beiden Stufen werden Ungleichmäßigkeiten oder ein Abkippen der sich bildenden Ausbauchung vermieden. Dies bedeutet, daß der Ausbauchradius zu jeder Zeit während der Ausbildung der Ausbauchung über den gesamten Umfang der Stauchhülse 16' gleichmäßig ist, und daß auch der Abstand der Ausbauchung vom vorderen Ende der Stauchhülse gleichmäßig ist.If the core 12 is pulled during installation of the device, a partial bulge begins 150 while the front end 48 of the sleeve 16 'still presses against the first annular bead 42 *. This is helped a little by the fact that the front end 48 'has the tendency to, in the very first phase of the To penetrate into the counterbore 147 when the bulge arises. The bulge 150 is formed in one Area between the inner step 146 and the outer step 145. By the presence of these two Steps, irregularities or tilting of the bulge that is formed are avoided. This means that the bulge radius at any time during the formation of the bulge over the entire circumference of the compression sleeve 16 'is uniform, and that the distance between the bulge and the front end of the compression sleeve is uniform is.
Nachdem die Ausbauchung 150 sich gemäß Figur 17 partiell gebildet hat, führt ein weiteres Ziehen am Kern 12 dazu, daß das Hülsenende 48 hochrutscht und gegen den zweiten Ringwulst 40' stößt, wie in Figur 18 dargestellt ist. Der zweite Ringwulst bewirkt einen zusätzlichen Widerstand, so daß beim weiteren Ziehen an dem Kern 12 die Ausbauchung im wesentlichen fertiggestellt wird, wie dies in Figur 19 dargestellt ist. Der zweite Ringwulst verhindert auch das Aufweiten oder radiale Aufspreizen des Vorderendes der Falthülse.After the bulge 150 is partially has formed, further pulling on the core 12 will cause the sleeve end 48 to slide up and against the second Annular bead 40 'abuts, as shown in FIG. The second ring bead creates additional resistance, so that as the core 12 is further pulled, the bulge is essentially completed, such as this is shown in FIG. The second annular bead also prevents widening or radial spreading of the front end of the collapsible tube.
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Wenn noch mehr an dem Kern 12 gezogen wird, gleitet die Ausbauchung oder Falte 15O1, die nun im wesentlichen ihre Endform erreicht hat, über den zweiten Wulst 4O1 hinweg und an der Außenseite des Nietkörpers 40' entlang (Figur 20),bis sie in Kontakt mit dem Werkstück 34, kommt. Durch die Vorformung der Ausbauchung oder Falte erfolgt ein breitflächiger Kontakt mit dem Werkstück, so daß der Blindniet insbesondere für Werkstücke aus Mischwerkstoffen, wie Graphit/Epoxyd-Werkstoffen,geeignet ist. Anders als bei den bekannten Blindnieten erfolgt zu Anfang noch kein Kontakt zwischen Werkstück und Stauchhülse und keine nachfolgende Drehung dieses Endes bei der Bildung des Blindwulstes. Bei diesen bekannten Blindnieten besteht die Gefahr, daß sie bei ihrer Installation meißelartig in das Werkstück eindringen, und hierdurch wird insbesondere ein Graphit/Epoxyd-Material beschädigt. Die Installation wird beendet, wenn die Schulter 13 das Ende des Nietkörpers 14 berührt, und der Blockierkragen 18 wird in die Blockiernut 26 (wie in Figur 5) eingesetzt. Schließlich wird das vorstehende Ende des Kernes 12 abgerissen. If more is pulled on the core 12, the bulge or fold 150 1 , which has now essentially reached its final shape , slides over the second bead 40 1 and along the outside of the rivet body 40 '(Figure 20) until it comes into contact with the workpiece 34. By preforming the bulge or fold, there is wide-area contact with the workpiece, so that the blind rivet is particularly suitable for workpieces made of mixed materials, such as graphite / epoxy materials. In contrast to the known blind rivets, there is initially no contact between the workpiece and the upsetting sleeve and no subsequent rotation of this end when the blind bead is formed. With these known blind rivets there is a risk that they will penetrate the workpiece like a chisel when they are installed, and this will damage a graphite / epoxy material in particular. The installation is completed when the shoulder 13 contacts the end of the rivet body 14 and the blocking collar 18 is inserted into the blocking groove 26 (as in Figure 5). Eventually the protruding end of the core 12 is torn off.
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