DE3208304A1 - METHOD FOR CONNECTING SEVERAL ITEMS USING A RIVET - Google Patents

METHOD FOR CONNECTING SEVERAL ITEMS USING A RIVET

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DE3208304A1
DE3208304A1 DE19823208304 DE3208304A DE3208304A1 DE 3208304 A1 DE3208304 A1 DE 3208304A1 DE 19823208304 DE19823208304 DE 19823208304 DE 3208304 A DE3208304 A DE 3208304A DE 3208304 A1 DE3208304 A1 DE 3208304A1
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DE19823208304
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Rene Francis 01040 Holyoke Mass. Belanger
David Lawrence 06093 West Suffield Conn. Chapski
Kenneth Peter 06082 Enfield Conn. Hansen
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/10Riveting machines
    • B21J15/36Rivet sets, i.e. tools for forming heads; Mandrels for expanding parts of hollow rivets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/02Riveting procedures

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

■ G2Ü8-304■ G2Ü8-304

■-.-'· 8.' März 1982■ -.- '· 8.' March 1982

PATENTANWALT \ .-.' · DEPATENT ADVOCATE \ .-. ' · DE

OR-RiCHARDKNEISSL ' ; ' " 'OR-RiCHARDKNEISSL '; '"'

V/icii.-.mayerstr. 46V / icii .-. Mayerstr. 46

D-8000 MÜNCHEN Tel. 089/295125D-8000 MUNICH Tel. 089/295125

United Technologies Corp., Hartford, Ct./V.St.A.United Technologies Corp., Hartford, Ct./V.St.A.

Verfahren zum Verbinden mehrerer Einzelteile mit Hilfe einer Niete Method for connecting several individual parts with the help of a rivet

Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden mehrerer Einzelteile durch Nieten und insbesondere auf ein .solches Verfahren, bei welchem ein freies Spiel sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung zum Nietenschaft weitgehend verhindert wird. ' ·The invention relates to a method for connecting several individual parts by riveting and in particular to a .s such a method in which a free play both in the longitudinal direction and in the transverse direction to the rivet shank to a large extent is prevented. '·

Bei der Herstellung von Prazisionsgeraten, wie z. B. Brennstoffreglern für Gasturbinen,sind Nietverbindungen zwischen beweglichen Einzelteilen erforderlich. Bei Brennstoffreglern für Gasturbinen bestehen solche Einzelteile beispielsweise aus Hebeln, Lenkern und dgl., die in Abhängigkeit vom Leistungsbedarf und vom Betriebszustand der Maschine eine Schwenkbewegung durchführen. Die Genauigkeit des der Maschine durch den Regler zugeführten BrennstoffStroms hängt in großem Ausmaße von der Genauigkeit der Bewegung solcher schwenkbarer Bauteile ab. ■ ' ,In the manufacture of precision devices such. B. Fuel regulators for gas turbines, riveted connections are required between moving parts. With fuel regulators For gas turbines, such items consist, for example, of levers, links and the like. Depending on the power requirement and perform a swivel movement from the operating status of the machine. The accuracy of the machine Fuel flow supplied by the regulator depends in large part Extents on the accuracy of the movement of such pivotable components. ■ ',

Typischerweise besitzen im Handel erhältliche Nieten, die in solchen Verbindungen verwendet werden, einen ersten Kopf mit einer ebenen·inneren Oberfläche und einen geraden Schaft, der senkrecht von der inneren Oberfläche absteht, wobei an der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Kopf und dem Schaft eine Ausrundung vorhanden ist. Die Verbindung wird dadurch hergestellt, daß zunächst der Nietenschaft durch miteinander ausgerichtete Bohrungen in den Einzelteilen hindurchgesteckt und hierauf das Ende des Schafts in einen zweiten Kopf verfprmt wird, so daß die Einzelteile zwischen den beiden Nietenköpfen festgehalten werden. Die Qualität der Nietverbindung (das Fehlen eines freien Spiels) hängt ab von der Genauigkeit, mit der die Bohrungen in den Einzelteilen durch den darin befindlichen Schaft ausgefüllt werden, und von der Genauigkeit, mit der die Nietenköpfe an den Oberflächen der äußeren EinzelteileTypically, commercially available rivets made in such connections are used, a first head with a flat inner surface and a straight shaft, the perpendicularly protruding from the inner surface, wherein at the junction between the first head and the shaft a Rounding is present. The connection is established by that first the rivet shaft is inserted through holes aligned with one another in the individual parts and then the end of the shaft is molded into a second head is so that the items are held between the two rivet heads. The quality of the riveted joint (that The lack of free play) depends on the accuracy with which the holes in the individual parts are carried out by the Shank to be filled, and the accuracy with which the rivet heads on the surfaces of the outer individual parts

_ ty __ ty _

anliegen. Es hat .sich herausgestellt, .daß Abweichungen in den Schaftdurchmessern von im Handel erhältlichen Nieten, in der Kopfform, in der Geometrie der. Ausrundungen am Übergang vom Kopf zum Schaft und in der Exzentrizität zwischen Kopf und ■ Schaft bei den bekannten Niettechniken die Herstellung gleichmäßiger Schwenkverbindungen ohne unerwünschtes freies Spiel schwierig wenn nicht unmöglich machen. ' ·issue. It turned out that there were deviations in the Shank diameters of commercially available rivets, in the shape of the head, in the geometry of the. Fillets at the transition from Head to shaft and in the eccentricity between head and ■ Shank in the known riveting techniques make the production more even Making swivel connections difficult if not impossible without undesirable free play. '·

Ein anderes Problem, welches mit den durch bekannte Techniken hergestellten Nietverbindungen verknüpft ist, liegt darin, daß eine Ermüdung und eine permanente Längung der Niete eintreten kann, wenn die Verbindung .beispielsweise zur Aushärtung eines an anderer Stelle der Vorrichtung verwendeten·Klebstoffs erhitzt wird oder wenn die Verbindung in einer heißen Umgebung verwendet wird, was weiter zum freien Spiel der Verbindung .bei.-trägt. . ' ■ .-■"-.--■" : Another problem associated with the rivet connections made by known techniques is that fatigue and permanent elongation of the rivets can occur when the connection is heated, for example to cure an adhesive used elsewhere in the device, or when the connection is used in a hot environment, which further contributes to the free play of the connection . . '■ .- ■ "-.-- ■" :

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Zusammenfügen mehrerer Einzelteile durch Nieten zu· schaffen, wobei das freie Spiel in der Nietverbindung verringert -ist und wobei Temperaturänderungen das'freie Spiel in der Verbindung nicht vergrößern. ' ■ ' , ·The invention was based on the object of a method for To create the joining of several individual parts by riveting, whereby the free play in the riveted connection is reduced and temperature changes being the 'free play in the connection do not enlarge. '■', ·

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der hergestellte Nietenkopf zunächst so umgeformt, daß die innere Oberfläche eine konkave Form erhält und die'Querschnittsfläche der Äusrundung verringert wird, um den Sitz zwischen dem Kopf und einem benachbarten Einzelteil zu verbessern. Hierauf wird der Nietenschaft durch ausgerichtete Bohrungen in den Einzelteilen eingeführt, und dann werden die Einzelteile gegen den Kopf gedrückt, wodurch' die innere Oberfläche der Kopf durch Anlage an den benachbarten Einzelteil abgeflacht wird. Während die Einzelteile gegen den ersten.Kopf gedrückt werden, wird ein zweiter Kopf am freien Ende des Schafts in einer Gegenboh.rung gebildet, die in einer der Bohrungen ausgebildet ist, so daßIn the method according to the invention, the rivet head produced first formed so that the inner surface a Obtains concave shape and the cross-sectional area of the rounding is reduced to the seat between the head and an adjacent one Improve item. The rivet shaft is then inserted through aligned holes in the individual parts, and then the individual parts are pressed against the head, whereby 'the inner surface of the head by abutment is flattened to the adjacent item. While the individual parts are pressed against the first head, a second head at the free end of the shaft in a counterbore formed, which is formed in one of the bores so that

-Sf--Sf-

Verbindung und die elastische Dehnung der Niete wesentlich verringert ist, wenn die Länge der Niete verkürzt wird, was durch die Gegenbohrung 65 ermöglicht wird. Die konische Fläche 70 verbessert den Fluß des Materials des Schafts, wenn · sein Endteil in einen zweiten Kopf umgeformt wird.Connection and the elastic elongation of the rivet is significantly reduced when the length of the rivet is shortened, which is made possible by the counter bore 65. The conical surface 70 improves the flow of the material of the shaft when its end part is formed into a second head.

Um Zwischenräume zwischen den Einzelteilen und zwischen dem Einzelteil 55 und dem ersten Kopf 15 zu beseitigen, werden die Einzelteile zwischen dem Stempel. 47 und einem hohlen Stempel 75 zusammengedrückt. Hierbei werden nicht nur die Zwischenräume verkleinert, sondern es wird auch die konkave innere Oberfläche 20 abgeflacht, wodurch die radial äußeren Teile des Nietenkopfs vorgespannt werden, .in der Art, daß beim Umformen des Schafts in einen zweiten Kopf die Einzelteile zwischen den Köpfen der Niete zusammengedrückt werden.In order to eliminate gaps between the individual parts and between the individual part 55 and the first head 15, the Items between the stamp. 47 and a hollow punch 75 pressed together. This is not just about the spaces in between but it also flattens the concave inner surface 20, thereby reducing the radially outer parts of the Rivet head are biased, .in such a way that when reshaping the shaft in a second head, the items between the Heads of the rivets are squeezed together.

Während die Einzelteile durch den' hohlen Stempel 75 fest gegen '. den ersten Kopf 15 gedrückt werden, wird das Ende des Schafts 25 in einen zweiten Kopf 80 umgeformt, indem die Niete entlang ihrer Längsachse zwischen dem Stempel 47 und einem vollen Stempel 85 gestaucht wird, wobei die Nietverbindung fertig- · gestellt wird (Fig.·'4).While the individual parts by the 'hollow punch 75 firmly against'. The first head 15 is pressed, the end of the shaft 25 is reshaped into a second head 80 by the rivet along its longitudinal axis between the punch 47 and a full punch 85 is compressed, the riveted connection being finished is placed (Fig. · '4).

Wie oben bereits näher erläutert sind die Herstellungstoleranzen von im Handel erhältlichen Nieten derart, daß der Durchmesser des Schafts und die Geometrie des Kopfs'und der Ausrundung beträchtlich variieren, was auch■für die Exzentrizität zwischen Kopf und Schaft gilt. Damit sie Schäfte unterschiedlichen Durchmessers aufnehmen können, müssen die Bohrungen in den Einzelteilen 55 und 60 etwas größer sein als der maximale Schaftdurchmesser, der bei im Handel erhältlichen Nieten gegebenerSpezifikation angetroffen wird. So ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß der Schaft und die den Schaft aufnehmenden Bohrungen einen Zwischenraum definieren, der, bleibt er be- ' · stehen, der fertigen Verbindung ein beträchtliches freies SpielAs already explained in more detail above, the manufacturing tolerances are of commercially available rivets in such a way that the diameter of the shaft and the geometry of the head and the fillet vary considerably, which also ■ for the eccentricity between Head and shaft applies. So that they can accommodate shafts of different diameters, the holes in the Individual parts 55 and 60 must be slightly larger than the maximum shaft diameter for commercially available rivets given specification is encountered. So it can be seen from Fig. 3 that the shaft and the shaft receiving Bores define an interspace which, if left in place, gives the finished connection considerable free play

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erteilt. Hätte das Einzelteil 60 keine Gegenbohrung, welche, eine Verringerung der Länge des. Schafts ermöglicht,, dann bestünde bei der Bildung des.zweiten Kopfs durch bekannte Techniken die Gefahr einer Deformation des Schafts durch. Abknicken innerhalb der den Schaft aufnehmenden Bohrungen." Wennjedoch der wesentlich kürzere Schaft .25 bei der Herstellung, des Kopfs 8 0 zusammengedrückt wird, dann wird das oben be-· schriebene Abknicken, das bei der Herstellung eines Kopfs gem. der bekannten Praxis auftritt, vermieden. Vielmehr ergibt die Bildung des Kopfs 80 ein Anstauchen oder eine Erweiterung des Schafts, so daß der Schaft genau die Bohrungen in den Einzelteilen ausfüllt, wodurch weiter das freie Spiel in der Verbindung verringert wird. ' granted. If the item 60 had no counterbore, which, a reduction in the length of the shaft would then exist in the formation of the second head by known techniques, there is a risk of deformation of the shaft. Kink within the shaft-receiving bores. "If so the much shorter shaft .25 in production, of the head 80 is pressed together, then the above-described kinking which occurs during the production of a head according to FIG. known practice, avoided. Rather, the formation of the head 80 results in a upsetting or expansion of the Shaft, so that the shaft exactly fills the bores in the individual parts, which further reduces the free play in the connection. '

Es ist" also ersichtlich, daß .durch das. erfindungsgemäße Ver-' fahren das gesamte freie Spiel in einer Nietverbindung .verringert wird. Die Vergrößerung des Durchmessers: des Schafts" stellt eine nahezu perfekte Passung zwischen dem Schaft und den Bohrungen in den Einzelteilen her.'Die Umformung des Nietenkopfs verringert Abstände, die durch die bekannten Ausrundungen hervorgerufen werden und paßt die innere Kopfoberfläche fest an das benachbarte.. Einzelteil an. Die Aufrechterhaltung eines Andrucks der Einzelteile an den ersten Kopf während der Ausbildung des zweiten Kopfs verringert das Risiko des Auftretens eines Zwischenraums zwischen den Einzelteilen selbst oder den Einzelteilen und dem ersten Kopf. Die Ausbildung einer Gegenbohrung verringert die Länge des Nietenschafts und damit das thermische Wachstum der Niete und damit das freie Spiel der Verbindung. · ' .It is "thus evident that" by the "inventive method" drive the entire free play in a riveted connection .reduced will. The increase in diameter: the shank "provides a near-perfect fit between the shank and the holes in the individual parts The rivet head reduces the gaps caused by the well-known fillets and adapts the inner head surface firmly to the adjacent individual part. The maintenance a pressure of the individual parts on the first head during the formation of the second head reduces this Risk of a gap occurring between the individual parts itself or the individual parts and the first head. The formation of a counterbore reduces the length of the rivet shank and with it the thermal growth of the rivets and thus the free play of the connection. · '.

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Claims (5)

PatentansprücheClaims [I.) Verfahren zum Verbinden mehrerer Einzelteile durch eine Niete', die einen ersten Kopf mit einer ebenen inneren Oberfläche und einen Schaft, der'sich senkrecht von der inneren Oberfläche wegerstreckt, aufweist, wobei am Übergang zwischen Kopf und Schaft eine Ausrundung vorhanden ist, bei welchem Verfahren ausgerichtet.e Bohrungen in den Einzelteilen für die Aufnahme des Nietenschafts vorgesehen werden, der Schaft in die Bohrungen eingeführt wird und das freie Ende des Schafts in einen zweiten Kopf umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Bildung des zweiten Kopfs [I.) Method for connecting several individual parts by means of a rivet, which has a first head with a flat inner surface and a shaft which extends perpendicularly away from the inner surface, with a fillet being present at the transition between head and shaft , in which method aligned.e bores are provided in the individual parts for receiving the rivet shank, the shank is inserted into the bores and the free end of the shank is formed into a second head, characterized in that before the formation of the second head a) die innere Oberfläche in eine konkave Form gebracht wird und dabei gleichzeitig, die Querschnittsflache der Ausrundung verringert wird, indem der Kopf mit seiner inneren Oberfläche gegen ein Gesenk mit einer konvexen 'Formungsoberfläche gedrückt wird, und · . . ·a) the inner surface made into a concave shape is and at the same time, the cross-sectional area of the fillet is reduced by the head with its inner Surface is pressed against a die with a convex 'forming surface, and ·. . · b) die Einzelteile an den ersten Kopf angedrückt werden, um Zwischenräume zwischen den Einzelteilen und zwischen dem ersten Kopf und dem benachbarten Einzelteil zu verringern.b) the individual parts are pressed against the first head, to reduce gaps between the components and between the first head and the adjacent component. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. The method according to claim 1, characterized in that daß das Andrücken der Einzelteile an den ersten Kopf während · der Ausbildung des zweiten Kopfs aufrechterhalten wird.that the pressing of the individual parts against the first head during the formation of the second head is maintained. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Kopf während der Umformung des Schafts in der Ausnehmung eines Stempels befindet, wobei das Andrücken ' der Einzelteile an '.den ersten Kopf und während der Ausbildung des zweiten Kopfs aufrechterhalten wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the first head during the deformation of the shaft in the recess of a stamp is located, whereby the pressing ' of the individual parts on the first head and during the training of the second head is maintained. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,4. The method according to claim 3, characterized in that daß die Ausnehmung im Stempel eine im allgemeinen konische Formthat the recess in the punch has a generally conical shape aufweist. . having. . 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung des Einzelteils, welches dem auszubildenden zweiten Kopf benachbart ist, eine Gegenbohrung vorgesehen wird.5. The method according to claim 1, characterized in that in the bore of the item which is to be trained second head is adjacent, a counterbore is provided. 6: Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung des Einzelteils, das dem auszubildenden zweiten Kopf benachbart ist, eine Gegenbohrung vorgesehen wird, wobei der zweite Kopf in der Gegenbohrung ausgebildet wird, wodurch die erforderliche Länge der Niete verringert wird, was eine Verkleinerung der plastischen Längung der Niete aufgrund thermischer Ausdehnung als auch der elastischen Dehnung der Niete zur Folge hat.6: The method according to claim 1, characterized in that in the bore of the individual part that is to be trained second head is adjacent, a counterbore is provided, wherein the second head is formed in the counterbore , whereby the required length of the rivet is reduced, resulting in a reduction in the plastic elongation of the Rivets due to thermal expansion as well as the elastic expansion of the rivet.
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SE (1) SE8201751L (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3640484A1 (en) * 1986-11-27 1988-06-09 Rheinmetall Gmbh Process for securing a shearing pin

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1186760A (en) * 1967-12-02 1970-04-02 Massey Ferguson Perkins Ltd Rivet and Method of Riveting

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DE3640484A1 (en) * 1986-11-27 1988-06-09 Rheinmetall Gmbh Process for securing a shearing pin

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FR2502034A1 (en) 1982-09-24
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GB2095152B (en) 1984-07-18
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