DE3440519A1 - Selbstdichtender blindniet - Google Patents
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Description
AVDEL LIMITED9 Mundells, WeIwyn Garden City, Hertfordshire, Großbritannien
Selbstdichtender Blindniet.
Die Erfindung betrifft selbstdichtende Blindnieten und insbesondere,
wenn auch nicht ausschließlich, Blindnieten dieser Art mit hoher
Festigkeit vom Typ des Abreißstiels.
Selbstdichtende Blindnieten sind allgemein bekannt und weisen im
Ib
wesentlichen einen rohrförmigen Nietkörper mit einem im wesentlichen
zylindrischen langgestreckten Schaft und einen radial vergrösserten
vorgeformten Nietkopf an einem Ende des Schaftes auf, wobei sich eine Bohrung axial durch Kopf und Schaft erstreckt und ein
"langgestreckter Stiel sich durch die Bohrung des Körpers erstreckt.
Der Stiel weist ein Stielende auf, das aus dem Kopfende des Körpers
vorsteht, einen Stopfenabschnitt, welcher in der Bohrung des Körpers angeordnet ist und einen radial vergrößerten Endkopf im Bereich des
anderen Hinterendes des Schafts.
Um den Niet zu setzen, wird das vorstehende Stielende gegriffen und
gezogen, während der Kopf des Körpers abgestützt ist, so daß der
Endkopf in Richtung des Kopfes des Körpers gezogen wird, wodurch das Hinterende des Schaftes unter Ausbildung eines Blindkopfes aufgeweitet
wird.
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Nach Setzen des Nietes wird der Stopfenabschnitt des Schaftes durch
den Körper gehalten und verstopft die Bohrung, so daß hierdurch die Scherfestigkeit des gesetzten Niets erheblich vergrößert wird. Es
ist üblich, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, daß das Stiel-
ende von dem verbleibenden Stopfenabschnitt entfernt wird, nachdem
der Niet gesetzt wurde und dies geschieht gewöhnlich dadurch, daß Vorkehrung getroffen wird, daß das Stielende von dem Stopfenab-
schnitt abgebrochen wird, wenn der Stiel einer vorbestimmten Zugspannung
ausgesetzt wird, nachdem der Niet den vollständig gesetzten Zustand erreicht hat. Derartige Nieten sind als "Abreißstiel"-Nieten
bekannt.
Bei einigen Arten von selbstdichtenden Blindnieten ist der Endkopf
in Richtung des Hinterendes des Körpers konisch ausgebildet, wodurch der Endkopf in das Hinterende des Körpers eindringen kann
und dieses aufweiten kann, so daß der Blindkopf gebildet wird, wobei jedoch bei Blindnieten derjenigen Art, auf welche sich die
vorliegende Erfindung bezieht, der Endkopf am Hinterende des Körpers
anliegen kann und beim Nachvorneziehen des Kopfes des Körpers zu einer Verkürzung des Schaftes führt, so daß dieser nach außen gewölbt
wird und einen Blindkopf bildet.
In vielen Situationen, in welchen selbstdichtende Blindnieten verwendet
werden, ist es von besonderer Bedeutung, daß der Stopfenabschnitt sich nicht aus der Bohrung des Körpers des gesetzten Niets
lösen kann und zwar nicht nur, da hierdurch die Scherfestigkeit des Niets abnimmt, sondern auch deswegen, weil der verloren gegangene
Stopfen selbst ein gefährliches Stück darstellen kann. Um diese Gefahr zu vermeiden, ist es anzustreben, daß der Stopfenabschnitt
mit dem Endkopf in der Bohrung des Körpers des gesetzten Niets verriegelt wird und es sind bereits verschiedene Vorschläge hierzu bekannt
geworden, wobei einige hiervon vergleichsweise kompliziert sind. Erfindungsgemäß wird nunmehr ein selbstdichtender Blindniet
vorgeschlagen, dessen Konstruktion nicht kompliziert ist und welcher beim Setzen des Nietes sicherstellt, daß der Stopfenabschnitt wirksam
in dem Körper verriegelt wird.
Erfindungsgemäß wird hierzu ein selbstdichtender Blindniet vorgeschlagen,
welcher einen langgestreckten Stiel und einen rohrförmigen Nietkörper aufweist, wobei der Körper einen langgestreckten
Schaft, eine radiale Vergrößerung, die einen Nietkopf bildet, an einem Ende des Schafts, ein Hinterende am anderen Ende des Schafts
und eine Bohrung aufweist, die sich axial durch den Nietkopf und den Schaft zum Hinterende erstreckt, wobei der Stiel durch die Boh-
rung des Körpers verläuft und ein Stielende aufweist, das aus dem Kopfende des Körpers vorsteht, und wobei ein Stopfen mit dem Stielende
verbunden ist, welcher einen im wesentlichen zylindrischen ersten Teil im Bereich des Stielendes, einen zweiten Teil, der durch
den ersten Teil im Abstand vom Stielende gehalten ist und einen radial vergrößerten Endkopf an dem von dem Stielende entfernt liegenden
Ende des Stiels aufweist, wobei der Endkopf eine Unterfläche hat, die in Richtung des Stielendes zeigt, um in Anlage an dem Hinterende
des Schaftes zu gelangen, wobei ferner der Durchmesser des Stopfens im zweiten Teil plötzlich in einer von dem ersten Teil
wegweisenden Richtung im Durchmesser an einer Stelle reduziert ist, die im Abstand von der Unterfläche des Endkopfes liegt, um dadurch
einen Anschlag zu bilden, der in Richtung des Endkopfes weist, und
um eine Ringnut zwischen dem Anschlag und der Unterfläche zu erzeugen, wobei ferner der Schaft des Körpers einen Hauptabschnitt im
Bereich des Nietkopfes und einen Endabschnitt in einem durch den
Hauptabschnitt gebildeten Abstand von dem Nietkopf aufweist, bei welchem erfindungsgemäß der Endabschnitt des Schaftes einen Außendurchmesser
hat, welcher fortschreitend in Richtung des Hinterendes
über einen Längenabschnitt in axialer Richtung reduziert ist, der größer ist als die Breite der Ringnut und bei dem der Endabschnitt
einen radial nach innen verlaufenden Teil im Bereich des Hinterendes des Schaftes aufweist, wobei sich der Teil in die Ringnut erstreckt.
Die Durchmesserverringerung des Stopfens, welche den Anschlag bildet,
kann so plötzlich sein, daß, wenn im gesetzten Niet auf den Stopfen eine zunehmende Kraft ausgeübt wird, welche die Neigung
zeigt, den Stopfen axial durch das Hinterende des Körpers nach aussen zu schieben, das Material des Körpers, welches sich in die Ringnut
erstreckt, dem Ausschieben des Stopfens widersteht, bis das Material des Körpers bricht.
Bevorzugt ist es, daß der Außendurchmesser des Endabschnittes des Schaftes sich fortschreitend durch eine im wesentlichen durchgehende
glatte Konizität verringert.
Der Außendurchmesser des Endabschnittes des Schaftes kann sich alternativ
fortschreitend über eine Vielzahl stufenweiser Reduktionen verringern.
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Bei einer Weiterbildung nach der Erfindung ist der Innendurchmesser
des Endabschnittes des Schaftes fortschreitend in Richtung des Hinterendes des Schaftes reduziert.
Der Durchmesser des zweiten Teiles des Stopfens kann fortschreitend
in Richtung des Endkopfes reduziert sein.
Im einzelnen ist es möglich, daß die fortschreitende Reduktion des
Durchmessers des zweiten Teiles des Stopfens durch die Ringnut und eine anfängliche Reduktion des Durchmessers zwischen der Ringnut
und dem Hauptteil des Stopfens gebildet ist.
Die Anfangsreduktion kann eine stufenweise Reduktion sein.
Alternativ kann die Anfangsreduktion mittels einer einzigen plötzlichen
Reduktion gebildet werden.
Alternativ ist es ferner möglich, die anfängliche Reduktion über eine Konizität zu erzeugen.
Der Teil des Schaftes, welcher sich in die Ringnut erstreckt, kann
den Stiel zwischen der Anschlagsfläche und der Unterfläche des Endkopfes
umfassen.
Die Anschlagsfläche, welche bei der plötzlichen Reduktion dargeboten
wird, kann sich im wesentlichen im rechten Winkel zur Längsachse des Stieles radial erstrecken.
Die Bohrung des Körpers kann bevorzugt einen Riegelbereich in Nähe
des Nietkopfes aufweisen, wobei in diesem Bereich der Durchmesser der Bohrung im Vergleich mit dem Durchmesser der Bohrung zwischen
dem Riegel bereich und dem Endabschnitt reduziert ist und der erste
Teil des Stopfens kann eine Vielzahl von im Abstand um den Umfang
angeordneten, vorstehenden Zähnen aufweisen, welche beim Ziehen des
Stopfens längs der Bohrung in Richtung des Nietkopfes in Längsrichtung verlaufende Nuten in dem Körper um den Umfang des Riegelbereiches
der Bohrung bilden.
Die vorstehenden Zähne können bevorzugt in einer Zone dto ersten
Teiles des Stopfens ausgebildet werden, wobei diese gezahnte Zone im Bereich des Stielendes liegt und der erste Teil des Stopfens
kann eine weitere Zone im Abstand von dem Stielende aufweisen, wobei der Abstand der gezahnten Zone entspricht und wobei die weitere Zone einen Durchmesser aufweist, welcher im wesentlichen gleich dem Maximal durchmesser der gezahnten Zone ist.
Teiles des Stopfens ausgebildet werden, wobei diese gezahnte Zone im Bereich des Stielendes liegt und der erste Teil des Stopfens
kann eine weitere Zone im Abstand von dem Stielende aufweisen, wobei der Abstand der gezahnten Zone entspricht und wobei die weitere Zone einen Durchmesser aufweist, welcher im wesentlichen gleich dem Maximal durchmesser der gezahnten Zone ist.
Das Hinterende des Schaftes weist vorzugsweise einen Durchmesser
auf, welcher nicht größer ist als der Durchmesser der Unterfläche ·
des Endkopfes.
Der Endkopf kann eine hinterschnittene Unterfläche aufweisen..
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Der Niet kann ein Abreißstielniet sein, bei welchem eine Sollbruchstelle
das Stielende mit dem Stopfen verbindet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen beispielhaft
veranschaulichten AusfUhrungsformen näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, welche einen
Stiel und einen Nietkörper für einen selbstdichtenden
Blindniet nach vorliegender Erfindung in einem unvollständigen Bauzustand zeigt;
Blindniet nach vorliegender Erfindung in einem unvollständigen Bauzustand zeigt;
Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Blindniets nach der Erfindung und eines Werkstücks, bestehend aus drei
Bauteilen mit Öffnungen, welche mittels des Nietes miteinander verbunden werden sollen, wobei ferner ein Teil des
Setzwerkzeuges für den Niet veranschaulicht ist;
Bauteilen mit Öffnungen, welche mittels des Nietes miteinander verbunden werden sollen, wobei ferner ein Teil des
Setzwerkzeuges für den Niet veranschaulicht ist;
Figur 3 eine Schnittansicht läng der Linie ΙΠ-ΙΪΙ von Figur 2;
Figur 4 eine teilweise geschnittene Ansicht ähnlich Figur 2, welche
jedoch einen frühen Zustand beim Setzen des Nietes zeigt;
Figur 5 eine Ansicht ähnlich Figur 4, welche eine spätere Stufe beim
Setzen des Nietes zeigt;
Figur 6 eine Ansicht ähnlich Figur 5, welche jedoch den Niet im vollständig gesetzten Zustand im Werkstück zeigt und
Figuren 7a, 7b, 7c und 7d Teil Schnittansichten von alternativen Formen
des Stiels.
In Figur 1 der Zeichnungen ist ein selbstdichtender Blindniet gezeigt,
welcher einen langgestreckten Stiel 10 und einen rohrförmigen Nietkörper 12 aufweist, welche vor dem Setzen des Niets zu
einem zusammenhängenden Bauteil zusammengefügt werden.
Der Körper 12 weist einen langgestreckten Schaft 14 von kreisförmigem
Querschnitt auf, welcher vor dem Zusammensetzen einen konstanten Durchmesser über seine Länge aufweist, wobei ein radial vergrößerter
Nietkopf 16 an einem Ende des Schaftes vorgesehen ist. Eine Bohrung 18 erstreckt sich axial durch den Nietkopf 16 und den
Schaft 14 zu dem von dem Nietkopf 16 entfernt liegenden Ende des Schaftes, wobei dieses Ende durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet
und im folgenden als "Hinterende" genannt wird.
Der Stiel 10 weist ein langgestrecktes Stielende 22, einen Stopfen
24, der mit dem Stielende durch eine schmale Sollbruchstelle 26 verbunden ist und einen radial vergrößerten Endkopf 28 an dem Ende
des Stopfens (und folglich auch dem Ende des Stiels) auf, welches entfernt von dem Stielende 20 liegt. Der Stopfen weist eine Ringnut
29 unmittelbar neben dem Endkopf 28 auf. Der Endkopf 28 weist eine hinterschnittene Unterfläche 30 auf, die allgemein in Richtung
des Stielendes 22 über die Nut 29 hinwegzeigend weist. Bei der veranschaulichten
Ausführungsform ist der Endkopf hinterschnitten, d.h.
die Unterfläche 3Q ist mit einer Ausnehmung versehen, um dadurch eine Oberfläche darzubieten, welche am Umfang des Kopfes dem Stielende
22 geringfügig näherliegt, als der radial weiter innen liegende Teil der Unterfläche.
Vor der Verwendung des Niets werden der Stiel 10 und der Nietkörper
12 zusammengebaut, wobei das Stielende in die Bohrung 18 am Hinterende 20 des Gehäuses eingeführt und durch die Bohrung hindurchgeführt
wird, bis die Unterfläche 30 des Endkopfes 28 am Hinterende 20 des Körpers anliegt und das Stielende 22 steht dann aus dem Ende
des Körpers vor, welches den vorgeformten Nietkopf-16 aufweist,wobei
ein Endabschnitt 32 des Schaftes 14 im Bereich des Hinterendes 20 gekrimpft wird, um den Endabschnitt 32 zu verformen, so daß ein innerer
Teil 34 des Endabschnittes 32 unmittelbar neben dem Hinterende 20 in die Nut 29 eindringt, so daß der Körper den Stiel in der
Bohrung festhält, wodurch ermöglicht wird, daß der so zusammengebaute Niet gehandhabt werden kann, ohne daß sich die Teile vor der
Verwendung voneinander trennen können. .
Ein Blindniet nach vorliegender Erfindung ist in Figur 2 in diesem
zusammengebauten Zustand gezeigt.
Der selbstdichtende Blindniet dieser Ausführungsform ist von der bekannten Art eines Abreißstielniets. Aus Figur 2 ist folglich ersichtlich,
daß die schmale Sollbruchstelle, die den Stopfen 24 mit
dem Stielende 22 verbindet, den schwächsten Teil des Stiels 10 darstellt, so daß, wenn der Stiel einer Zugspannung ausgesetzt wird,
dieser an der Sollbruchstelle abreißt.
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Der Stopfen 24 weist einen allgemein zylindrischen ersten Teil 36
unmittelbar neben der Sollbruchstelle und einen zweiten Teil 38 auf, welcher durch den ersten Teil 36 im Abstand von dem Stielende
und der Sollbruchstelle gehalten ist. Der erste Teil 36 weist zwei benachbarte Zonen auf, nämlich eine gezahnte Zone 40 unmittelbar
neben der Sollbruchstelle 26 und eine weitere Zone 42, welche von der Sollbruchstelle durch die gezahnte Zone im Abstand gehalten
ist, wobei die weitere Zone 42 eine glatte zylindrische Oberfläche
aufweist. Die gezahnte Zone 40 weist eine Vielzahl von um den Umfang
im Abstand angeordneten Zähnen 44 auf, die sich in Längsrichtung des Stiels erstrecken und radial nach außen weisen. Es ist offensichtlieh,
daß der Durchmesser der gezahnten Zone zwischen einem Maximum und einem Minimum variiert, was davon abhängt, ob der Durchmesser
über oder zwischen den Zähnen gemessen wird. Am Maximum jedoch, d.h. auf einem Kreis, welcher die radial äußersten Teile der Zähne einschließt,
ist der Durchmesser der gezahnten Zone im wesentlichen
der gleiche wie der der weiteren Zone 42, so daß gesamt gesehen der
erste Teil 36 des Stopfens allgemein als zylindrisch zu betrachten ist.
An dem zweiten Teil 38 des Stopfens reduziert sich der Durchmesser
des Stopfens gegenüber dem des ersten Teiles 36 in einer Richtung, welche von dem ersten Teil weg auf den Endkopf 28 zuweist. Bei der
veranschaulichten Ausführungsform ist die Durchmesserverringerung in zwei Stufen durchgeführt, so daß die Reduktion fortschreitend
ist. Hierzu ist eine anfängliche Reduktion 46 unmittelbar neben dem ersten Teil des Stopfens und eine plötzliche weitere Reduktion 48
an einer Stelle vorgesehen, welche im Abstand von dem Endkopf und
von dem Ende des zweiten Teiles, welcher sich an den ersten Teil des Stopfens anschließt, liegt.
Ein besonderer Zweck für die Herstellung der weiteren Reduktion in
der dargestellten plötzlichen Gestalt liegt darin, daß ein ringförmiger Anschlag 50 gebildet wird, welcher axial in Richtung des
Endkopfes weist, und aus diesem Grund ist es bevorzugt, daß die weitere Reduktion 48 so plötzlich als möglich ausgeführt ist. Es
wird angenommen, daß ideal der Anschlag 50 sich radial im rechten Winkel zur Achse des Schaftes erstrecken soll, wobei jedoch bezüglich
der praktischen Schwierigkeiten bei der Herstellung der Stiele eine gewisse Abweichung von diesem Idealfall zugelassen werden
kann, ohne daß es zu großen Nachteilen kommt. Die anfängliche Reduktion 46 soll keinen Anschlag bilden und wirkt auch nicht als
Anschlag. Sie ist jedoch vorgesehen, um zu der fortschreitenden Durchmesserverringerung des zweiten Teiles des Stopfens beizutragen,
so daß das Verhältnis der Reduktion geringer ist als wenn es durch
die plötzliche weitere Reduktion 48 alleine gebildet wäre. Während
die anfängliche Reduktion als Konus ausgebildet sein könnte, wird es als zweckdienlich empfunden, die anfängliche Reduktion stufenweise
auszubilden.
Die Ringnut 29 weist eine zylindrische Wurzel auf und eme Breite
zwischen der Anschlagsfläche 50 und der Unterfläche 30, die im wesentlichen gleich oder größer als die Wandungsdicke am Hinterende des
Schaftes 14 ist.
Die Tatsache, daß der Durchmesser des Stopfens an einer Stelle anfänglich röduziert ist, die im Abstand von dem Endkopf liegt, welcher größer als die Breite der Nut 29 ist, ermöglicht eine fortschreitende Verringerung von Innendurchmesser und Außendurchmesser
des Endabschnittes des Schaftes, welcher darüber hinaus über eine
axiale Länge erzielt wird, die erheblich größer ist als die Breite der Nut.
Aus Figur 2 ist insbesondere ersichtlich, daß nach dem Krimpfen,
welches während des Zusammenbaus von Stiel und Körper erfolgt, der Schaft 14 des Körpers des zusammengebauten Niets zwei unterscheidbare Abschnitte aufweist, nämlich einen Hauptabschnitt 54 im Bereich des Nietkopfes 16 und den obenerwähnten Endabschnitt, welcher
aufgrund des Krimpfvorganges sich auf einen Kleineren Durchmesser
am Hinterende 20 des Schaftes verringert, so daß Innen- und Außenfläche des Endabschnittes einen sichtbaren Winkel zu der Innen- bzw.
Außenfläche des Hauptabschnittes 54 bilden. Der Verjüngungswinkel des gekrimpften, sich verjüngenden Endabschnittes 32 ist derart,
daß die fortschreitende Durchmesserverringerung sowohl außen als
auch innen des Endabschnittes im wesentlichen der fortschreitenden Durchmesserverringerung des zweiten Teiles 38 des Stopfens 24 entspricht.
Der sich nach innen erstreckende Teil 34 des Endabschnittes 32 dieser Ausführungsform dringt so weit in die Ringnut 29 zwischen der
Anschlagsfläche 50 und der Unterfläche 30 des Endkopfes ein, daß
der den kleinen Durchmesser aufweisende Teil des Stopfens am Boden
der Ringnut 29 dicht umgriffen wird und etwas fester gekrimpft als
der Rest des Endabschnittes wurde.
Die Bohrung des Nietkörpers 12 weist einen Riegelbereich 56 in Nachbarschaft
zum Nietkopf 16 auf, wobei in diesem Bereich der Durchmesser der Bohrung auf einen Durchmesser reduziert ist, welcher den
kleinsten Durchmesser der gezahnten Zone des Stopfens entspricht oder geringfügig größer ist. Die Axiallänge des Riegelbereiches
ist geringfügig größer als die der gezahnten Zone 40 des Stopfens. Der Körper weist eine kurze Gegenbohrung 58 am Kopfende der Bohrung
auf, wobei die Gegenbohrung im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Hauptteil der Bohrung 18 hat, die sich vom Riegelbereich
56 zum sich verjüngenden Endbereich 32 erstreckt.
Bei dem nichtgesetzten Niet erstreckt sich das Stielende 22 mit Spiel durch den Riegelbereich 56. Der erste Teil 36 des Stopfens
ist in dem Hauptteil der Bohrung 18 angeordnet, welcher sich zwischen dem Riegelbereich 56 und dem Endabschnitt 32 erstreckt, und
der erste Teil 36 weist einen derartigen Maximal durchmesser auf, daß er in Spielpassung in dem Hauptteil der Bohrung und in Klemmpassung
in dem Riegelbereich 56 sitzt. Wenn der Stiel zum Setzen des Nietes gezogen wird und die gezahnte Zone 40 des Stopfens in den
Riegel bereich eingezogen wird, schneiden folglich die Zähne 44 ihren
Weg in das Material des Körpers im Umfang der Riegelzone und formen in dem Material des Körpers Längsnuten und entsprechende
Vorsprünge oder Zähne, welche in der Riegelzone miteinander in Eingriff stehen, in dem diese zwischen den Zahnen 44 des Stopfens
vorstehen. Anschließend kann die glatte zylindrische weitere Zone
42 in die Riegelzone eindringen und verformt die vorstehenden Bereiche oder Zähne des Körpers zurück in die Längsnuten, so daß die
Nuten hinter den Zähnen 44 geschlo-sen werden. Der gegenseitige Eingriff zwischen der gezahnten Zone des Stopfens und den Längsnuten
und den entsprechenden Zähnen im Riegelbereich 56 des Körpers dient beim gesetzten Niet dazu, eine Drehung des Stopfens bezüglich
des Körpers zu verhindern und das Schließen der Längsnuten hinter den Zähnen zeigt die Neigung, den Stopfen in dem Körper zu verriegeln
und ein Herausziehen des Stopfens aus dem Hinterende des Kör-
«ν *
pers zu verhindern.
Der selbstdichtende Niet nach der Erfindung weist jedoch ferner Mittel
auf, die beim gesetzten Niet dazu dienen, das Zurückhalten des Stopfens in dem Körper weiterhin zu unterstützen, was sich aus der
folgenden Erklärung ergibt.
Hierzu wird zunächst auf Figur 2 bezug genommen, wobei hier der Blindniet nach vorliegender Erfindung verwendet wird, um drei mit
öffnungen versehene Bauteile, die mit zueinander ausgerichteten öffnungen zusammengefügt sind und ein Werkstück 60 bilden, zu befestigen.
Das Werkstück 60 weist eine Vorderseite 62 auf, die durch den Arbeiter zugänglich ist und eine Hinterseite oder Blindseite 64,
welche nicht zugänglich sein muß. Die zueinander ausgerichteten öffnungen
erstrecken sich von der Vorderseite zur Blindseite und der zusammengefügte Niet wird in die zueinander ausgerichteten öffnungen
eingeführt, so daß der Nietkopf 16 an der Vorderseite des Werkstücks anliegt und der Schaft 14 sich durch das Werkstück erstreckt, wobei
der Endkopf des Stiels, der sich verjüngende Endabschnitt und Teil
des Hauptabschnittes 54 des Schaftes über die Blindseite hinaus vorstehen. Das Stielende 22, welches eine Vielzahl von ringförmigen
Zugnuten 68 aufweist, wird dann mittels eines Werkzeuges gegriffen und gezogen, welches (nicht dargestellte) Mittel zum Greifen des
mit Nuten versehenen Stielendes 22 und einen ringförmigen Gegenhalter 70 aufweist, der an dem Nietkopf 22 anliegt und durch welchen
hindurch das Stielende in Eingriff mit den Greifeinrichtungen geführt wird.
Das Werkzeug wird dann betätigt, um den Stiel axial bezüglich des Körpers in einer Richtung zu ziehen, in welche der Endkopf 28 des
Stiels in Richtung des Nietkopfes 16 gezogen wird, während der Körper
durch den Gegenhalter abgestützt ist, wie dies durch die Pfeile in Figur 2 angedeutet ist. An diesem Punkt soll erwähnt werden,
daß der Stiel aus einem harten Material besteht, welches einer Verformung widersteht und welches an der Sollbruchstelle abreißt, wenn
eine vorbestimmte hohe Zugspannung erreicht wird, wobei der Stiel bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel aus einem sehr harten
zähen Stahl besteht und der Körper aus einem relativ weichen verformbaren
Material hergestellt ist, beispielsweise einer Aluminiumlegierung oder, wie beim Ausführungsbeispiel, einer Stahl legierung.
5
Durch die Abstützung des Hinterendes 20 des Schaftes durch die Unterfläche
30 des Endkopfes setzt die Betätigung des Werkzeuges den Schaft 14 einer Druckspannung aus und infolgedessen beginnt sich der
vorstehende Teil des Schaftes zu verformen, indem eine nach außen gerichtete, um den Umfang verlaufende Beule 22 zwischen der Blindfläche
des Werkstücks und dem Endkopf geformt wird, wobei gleichzeitig der Teil des Schaftes in dem Werkstück sich .radial weitet
und die öffnungen füllt, wie dies am besten aus Figur 4 ersichtlich
ist. Insbesondere wird die Beule 72 in einer Position zentriert, welche zwischen den Enden des sich verjüngenden Endabschnitts 32
und im Abstand vom Hinterende 20 des Schaftes liegt, so daß der
sich nach innen erstreckende Teil 34 in der Ringnut 29 verbleibt. Beim fortschreitenden Ziehen des Stiels dringt die gezahnte Zone
des Stopfens in den Riegelbereich 56 in der zuvor beschriebenen Weise
ein und wird in dieser vorbewegt, die Beule 22 beginnt in Eingriff mit der Blindseite des Werkstücks um die öffnungen herum zu
gelangen und bildet somit den Blindkopf. Zur gleichen Zeit beginnt der Endabschnitt 32 in eine Falte verformt zu werden. Die Wirkung
dieser Faltung besteht darin, daß ein Teil des Endabschnittes, weleher
zwischen der Falte und dem Hinterende 20 liegt, weiter in die Ringnut 29 hineingetrieben wird, wobei es zu einem plastischen
Fließen des Materials in der Nut kommt, so daß dieses die Nut zwischen der Anschlagsfläche 50 und der Unterfläche 30 des Endkopfes
füllt, wie dies in Figur 5 veranschaulicht ist. Bei einem fortschreitenden
Ziehen des Stiels wird das Falten des Schaftmaterials zwische dem Endkopf und dem Werkstück spitzer, so daß der resultierende
Blindkopf über eine erhebliche Fläche an der Blindseite des Werkstücks um die öffnung herum anliegt und die gefalteten Teile
des Schaftes sich schließen, so daß hierdurch im wesentlichen Zwischenräume
am Umfang der Ringnut geschlossen und gefüllt werden, die beim anfänglichen Ausbeulen des Endabschnittes vergrößert wurden.
Schließlich beginnt die glatte zylindrische weitere Zone 42 in den
Riegel bereich der Bohrung einzudringen und dies führt zusammen mit dem zunehmenden Widerstand gegen eine weitere Verformung des Körpers
im Bereich des Blindkopfes zu der Tatsache, daß die zum weiteren Ziehen des Stiels erforderliche Zugkraft die Zugspannung übersteigt,
welcher die Sollbruchstelle widerstehen kann. Folglich reißt der Stiel an der Sollbruchstelle ab, so daß das Werkzeug und das Stielende
zum Wegwerfen entfernt werden können und der Niet in dem voll gesetzten Zustand in dem Werkstück verbleibt, wobei die Bauteile des
Werkstücks dicht zwischen dem Nietkopf und dem Blindkopf geklemmt sind, wie dies in Figur 6 gezeigt ist.
Aufgrund des fortschreitend verringerten Außendurchmessers des Endabschnitts
des Schaftes des Gehäuses wird die Druckkraft, welche auf das Hinterende des Schaftes durch den Endkopf beim Ziehen des
Stiels durch den sich verjüngenden Endabschnitt in einer Richtung des Nietkopfes übertragen wird, nach außen in einem Winkel zur Längsachse
des Schaftes geneigt. Dies führt zur Erzeugung von Kräften, die die Ausbildung einer birnenförmigen, um den Umfang verlaufenden
Beule in dem Schaft bei einer Axialkraft unterstützen, welche geringer ist als die Kraft, die erforderlich wäre, um ein ähnliches
Ausbeulen eines vergleichbaren Schaftes zu erzeugen, der keine derartige
fortschreitende Verringerung des Außendurchmessers in Richtung des Hinterendes aufweist.
Es wird angenommen, daß, um zu gewährleisten, daß der vollständig gesetzte Niet einen ausreichenden Widerstand gegen das Ausschieben
des Stopfens axial aus dem Körper durch das Hinterende durch eine zunehmende, auf den Stopfen ausgeübte Kraft aufweist, es notwendig
ist, daß die plötzliche Durchmesserverringerung, welche den Anschlag bildet, derartig plötzlich ist, daß die Fläche des Anschlages
ausreichend gegenüber der Längsachse des Stopfens geneigt ist, so daß sie herangezogen werden kann, um das Material des Gehäuses,
welches sich in die Ringnut erstreckt, ausreichend zu verformen, so daß der Stopfen den Körper verlassen kann, ehe das Material des Körpers
reißt. Indem die Fläche des Anschlags im wesentlichen im rechten Winkel zur Achse des Stopfens ausgeführt wird, besteht kaum
eine Neigung, daß, wenn versucht wird, den Stopfen aus dem Hinterende
des Körpers auszuschieben, der Anschlag das Material des Körpers, welches in die Ringnut eingedrungen ist, in radialer Richtung nach
außen verformt wie ein sich verjüngender Keil. Folglich zeigt der sich nach innen erstreckende Teil 34 die Neigung, in der Ringnut
in Anlage an dem Anschlag zu verbleiben. Die auf den Stopfen ausgeübte Kraft erzeugt in dem Schaft des Körpers eine Zugspannung und
es wurde gefunden, daß das Material des Körpers reißt und es lediglieh
ermöglicht, daß der Stopfen den Körper verläßt, indem er einen Teil des Materials des Körpers, welches in Eingriff mit der Ringnut
29 steht, mitnimmt.
Es ist offensichtlich, daß auch andere Ausführungsformen nach der
Erfindung möglich sind. So kann beispielsweise anstelle der fortschreitenden Verringerung des Durchmessers des zweiten Teiles des
Stopfens vorgesehen sein, daß zwei stufenweise Reduktionen geformt werden, von denen jede den Durchmesser des Stopfens auf einen kleineren
Durchmesser eines zylindrischen Teiles verringert und eine
klar definierte Anschlagsfläche im wesentlichen im rechten Winkel
zur Achse des Stiels bildet, wobei die fortschreitende Durchmesserverringerung in einer sanfteren fortschreitenden Weise ebenfalls
erzielbar ist, obwohl dies beim Halten des Stopfens im Körper des gesetzten Nietes wohl weniger effektiv sein dürfte.
Folglich sollte die anfängliche Verringerung des Durchmessers durch
eine Konizität erfolgen, die sich bis zu der Stelle der plötzlichen weiteren Durchmesserverringerung erstreckt. Die weitere Verringerung
selbst könnte ebenfalls durch eine Konizität erfolgen, wobei jedoch eine derartige Konizität sehr steil sein müßte, um als Anschlag
zu dienen, der wirksam wäre, an dem Innenteil des Endabschnittes anzulegen, um dadurch dem Ausschieben des Stopfens zu
widerstehen. Alternativ könnte der Anschlag hinterschnitten sein,
um dadurch die Ringnut zu überdecken und zwar in einer ähnlichen Weise, wie die hinterschnittene Unterfläche des Endkopfes.
Obwohl der Endabschnitt 32 des Schaftes als kegel stumpfförmig gezeigt
wurde und eine im wesentlichen durchgehende, sich verjüngen-
de Außenfläche aufweist, ist es gleichermaßen möglich, hier eine Anzahl
stufenweiser Reduktionen des Außendurchmessers vorzusehen, obwohl dies nicht unbedingt von Vorteil sein muß. Verschiedene Alter-5
nativen sind jedoch in den Figuren 7a bis 7d gezeigt.
Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver
Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl IO für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich
sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 | Stiel |
12 | Nietkörper |
14 | Schaft |
16 | Nietkopf |
18 | Bohrung |
20 | Hinterende |
22 | Stielende |
24 | Stopfen |
26 | Sollbruchstelle |
28 | Endkopf |
29 | Ringnut |
30 | Unterfläche des Kopfes |
32 | Endabschnitt |
34 | sich radial nach innen erstreckender Teil |
36 | erster Teil des Stopfens |
38 | zweiter Teil des Stopfens |
40 | gezahnte Zone |
42 | weitere Zone |
44 | Zähne |
46 | anfängliche Reduktion |
48 | weitere Reduktion |
50 | Anschlag |
54 | Hauptabschnitt des Schafts |
56 | Riegel abschnitt |
58 | Gegenbohrung |
60 | Werkstück |
62 | Vorderseite |
64 | Blindseite |
68 | Zugkerben |
70 | Gegenhalter |
72 | Beule oder Blindkopf. |
ΖΛ - Leerseite
Claims (6)
1. Selbstdichtender Blindniet mit einem langgestreckten Stiel und
einem rohrförmigen Nietkörper, wobei der Nietkörper einen langgestreckten Schaft, eine radiale Vergrößerung, welche einen Nietkopf
an einem Ende des Schafts bildet, ein Hinterende am anderen Ende des Schafts und eine Bohrung aufweist, welche sich axial durch den Nietkopf und den Schaft zum Hinterende erstreckt, wobei sich der Stiel
durch die Bohrung des Nietkörpers erstreckt und ein Stielende aufweist, welches aus dem Kopfende des Körpers vorsteht, wobei ferner
ein Stopfen mit dem Stielende verbunden ist, welcher einen allgemein zylindrischen ersten Teil im Bereich des Stielendes, einen zweiten
Teil im Abstand von dem Stielende, welcher dem ersten Teil entspricht, und einen radial vergrößerten Endkopf aufweist, der eine Unterfläche
des Kopfes hat, die in Richtung des Stielendes weist, um in Anschlag mit dem Hinterende des Schaftes zu gelangen, und wobei der Durchmesser des Stopfens im zweiten Teil von dem ersten Teil wegweisend an
einer im Abstand von der Unterfläche des Endkopfes liegenden Stelle plötzlich im Durchmesser verringert ist, um dadurch einen Anschlag
zu bilden, welcher in Richtung des Endkopfes weist, und um eine Ring-
Femmündliche Vereinbarungen werden erst durch schriftliche Bestätlauna verbindlich.
nut zwischen dem Anschlag und der Unterfläche des Endkopfes zu bilden,
wobei ferner der Schaft des Nietkörpers einen Hauptabschnitt im Bereich des Nietkopfes und einen Endabschnitt aufweist, welcher
durch den Hauptabschnitt im Abstand von dem Nietkopf gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt
(32) des Schaftes (14) einen Außendurchmesser aufweist, welcher fortschreitend in Richtung des Hinterendes (20) über eine Länge in
axialer Richtung im Durchmesser verringert ist, welche größer ist als die Breite der Ringnut (29), und daß der Endabschnitt (32) einen
sich radial nach innen erstreckenden Teil (34) im Bereich des Hinterendes (20) des Schaftes aufweist, welcher sich in die Ringnut
(29) erstreckt.
2. Blindniet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser
des Endabschnittes (32) des Schaftes (14) fortschreitend durch eine im wesentlichen durchgehende Konizität verringert ist.
3. Blindniet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -der Außendurchmesser
des Endabschnittes (32) des Schaftes (14) fortschreitend über eine Vielzahl stufenförmiger Reduktionen verringert ist.
4. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Innendurchmesser des Endabschnittes (32) des Schaftes (14) fortschreitend in Richtung des Hinterendes (20) des
Schaftes verringert ist, und daß der Durchmesser des Stopfens (24) fortschreitend in Richtung des Endkopfes (28) über einen axialen
Längenabschnitt verringert ist, welcher größer ist als die Breite der Ringnut (29).
5. Blindniet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser
des Schaftes (14) und der Durchmesser des Stopfens (24) in im wesentlichen gleichen Verhältnis verringert sind.
6. Blindniet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fortschreitende
Verringerung des Durchmessers des Stopfens (24) durch die Ringnut (29) und eine anfängliche Verringerung (34) des Durchmessers
zwischen der Ringnut (29) und dem ersten Teil (36) des Stop-
fens (24) gebildet ist.
7. Blindniet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an-
fängliche Verringerung (34) eine stufenweise Durchmesserverringerung
ist.
8. Blindniet nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die anfängliche Verringerung (34) -mittels einer einzigen Stufe der Durchmesserverringerung gebildet ist.
9. Blindniet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche
Verringerung (34) durch eine Konizität gebildet ist.
10. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag (50), welcher durch die plötzliche Verringerung gebildet ist, sich radial und im wesentlichen im rechten
Winkel zur Längsachse des Stiels (10) erstreckt.
11· Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Teil (34) des Schaftes (14), welcher sich in die Ringnut (29) erstreckt, den Stiel zwischen dem Anschlag (50)
und der Unterfläche (30) des Kopfes umfaßt.
12. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrung (18) des Körpers (12) einen Riegelabschnitt (56) im Bereich des Nietkopfes (16) aufweist, wobei in diesem
Bereich der Durchmesser der Bohrung (18) im Vergleich zum Durchmesser der Bohrung zwischen dem Riegelbereich (56) und dem Endabschnitt
(32) verringert ist, und daß der erste Teil (36) des Stopfens (24) eine Vielzahl von im Abstand und im Umfang angeordneten
vorstehenden Zähnen (44) aufweist, welche beim Ziehen des Stopfens (24) längs der Bohrung (18) in Richtung des Nietkopfes (16) längsgerichtete
Nuten in dem Gehäuse (12) um den Umfang des Riegelbereiches (56) der Bohrung (18) bilden.
13. Blindniet nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden
Zähne (44) in einer Zone (40) des ersten Teiles (36) des
Stopfens (24) gebildet sind, wobei die gezahnte Zone (40) im Bereich
des Stielendes (22) liegt, und daß der erste Teil (36) des Stopfens (24) eine weitere Zone (42) im Abstand von dem Stielende (22) aufweist,
wobei der Abstand der gezahnten Zone (40) entspricht, und wobei die weitere Zone (42) einen Durchmesser aufweist, welcher im
wesentlichen dem Maximal durchmesser der gezahnten Zone (40) entspricht.
η. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Endkopf (28) eine Hinterschnittene Unt.erfläche
(30) aufweist.
15. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge-
IB kennzeichnet, daß das Hinterende (20) des Schaftes (14) einen Durchmesser
aufweist, welcher größer ist als der der Unterfläche (30) des Endkopfes (28).
16. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stiel (10) eine Sollbruchstelle (26) zwischen
dem Stielende und dem Stopfen (24) aufweist.
17. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchmesserverringerung des Stopfens (24), welche den Anschlag (50) bildet, plötzlich genug ist, um zu gewährleisten,
daß in dem gesetzten Niet auf den Stopfen (24) eine zunehmende Kraft ausgeübt wird, die die Neigung zeigt, den Stopfen axial
nach außen durch das Hinterende (20) des Körpers (12) zu schieben, wobei das Material des Körpers, welches sich in die Ringnut (29)
erstreckt, dem Herausschieben des Stopfens (24) widersteht, bis das Material des Körpers (12) bricht.
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