DE459746C - Verbindung von Metallteilen durch Nietung oder Verschraubung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbindungen von Metallteilen mittels Niete oder Schraubenbolzen, und zwar betrifft sie im. besonderen — weil dieses Anwendungsgebiet das größte Interesse zu bieten scheint, jedoch nicht ausschließlich — solche für Blechrohre und Behälter, die unter innerem Druck stehen. Die Vernietung oder Verschraubung von Metallteilen und insbesondere Blechverbindüngen zur Herstellung von Rohren und Behältern, welche unter einem Innendruck stehen, werden ganz allgemein in senkrechter Richtung zu der Richtung der zu übertragenden Zugkraft angeordnet; sie werden so berechnet, daß die gesamte zu übertragende Kraft sowohl durch den Reibungswiderstand aufgenommen wird, welcher durch den von den Nieten oder Bolzen zwischen den sich berührenden Blechoberflächen erzeugten Druck entsteht, als auch durch die Festigkeit desjenigen Querschnittes jedes dieser Bleche, der durch die Niet- oder Schraublöcher geschwächt ist.

Hieraus ergibt sich, daß das Metall des Bleches, welches stets in gleichmäßiger Dicke verwendet wird, außerhalb der Niet- oder Schraubenzone, d. h. auf dem größten Teil der Blechfläche unter Beanspruchungen für !

die Flächeneinheit steht, welche sehr viel niedriger sind als die sonst allgemein zügelassenen Zug Widerstandskoeffizienten. Aus dieser Tatsache ergibt sich eine beträchtliche und vollkommen unnütze Metallverschwendung.

Die Erfindung bezweckt in erster Linie, diesen Übelstand zu beseitigen. Sie besteht in der Hauptsache darin, für die Verbindung von Metallteilen Reihen von Vernietungen oder Verschraubungen zu verwenden, die gegenüber der Richtung der zu übertragenden Kräfte geneigt verlaufen und durch eine besondere, die Niete oder Schraubenmitten verbindende Anreißlinie gekennzeichnet werden, wobei die Ränder der zu verbindenden Bleche in ihrer Ursprungsform, belassen oder entsprechend abgeschnitten werden können, jedenfalls ohne daß jedoch die Richtung, welche die Bleche in der bisher gebräuchlichen Anordnung bezüglich der Richtung der zu übertragenden Kräfte haben, geändert wird, wobei gegebenenfalls geeignete Zusatzoder Hilfsmittel, wie Laschen, Stoßbleche u. dgl., vorgesehen sein können, welche mit den Vernietungen oder Verschraubungen zusammen zur Aufnahme der Kräfte dienen, insbesondere für den FalL_% daß Blechrohre

oder Behälter unter einem Innendruck stehen. Das Biegen des Bleches kann demnach hierbei so vor sich gehen, daß zwei einander gegenüberliegende Seiten des Blechrechteckes senkrecht zu den Walzen der Biegemaschine verbleiben, wie dies auch jetzt üblich ist.

Neben dieser hauptsächlichsten Ausgestaltung erstreckt sich die Erfindung auf einige ίο weitere Ausbildungen, die zweckmäßig gleichzeitig Anwendung finden und im folgenden ausführlicher beschrieben werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung vierwiesen, welche jedoch, ebenso wie die nachfolgende Beschreibung, nur einige der zahlreichen möglichen Ausführungsformen des Erfindungsgedankens als Beispiel veranschaulicht.

Abb. 1 zeigt .ein Schema zur Erläuterung des Erfindungsprinzips.

Die Abb. 2 bis 17 stellen verschiedene Ausführungen von Vernietungen gemäß der Erfindung dar, und zwar zeigen die Abbildungen mit gerader Ziffer einen Aufriß, und jede Abbildung mit ungerader Ziffer einen Schnitt durch die Abbildung mit der nächst niederen geraden Ziffer in der Richtung, die durch Schnittlinien angedeutet ist.

Sollen gemäß der Erfindung, und zwar genauer gemäß denjenigen Anwendungsarten und Ausführungsformen, welche, soweit sich erkennen läßt, den Vorzug verdienen, beispielsweise zwei Bleche α und b miteinander vernietet werden, welche unter dem Einfluß von Zugkräften stehen, die sie voneinander zu trennen suchen, so kann dies etwa in der nachstehend beschriebenen Weise erfolgen: Im Gegensatz zu den jetzt gebräuchlichen Ausführungen, bei denen man die Blechdicke unter Berücksichtigung der Schwächung berechnet, welche durch die Nietreihen entsteht, wird gemäß der Erfindung die zur Aufnahme der Zugkraft F erforderliche Blechdicke ohne Rücksicht auf die Schwächung durch die Nietung berechnet.

Man wählt nun für die Reihennietungc, wie dies schematisch die Abb. 1 zeigt, eine Hauptrichtung M, N₁ derart, daß sie nicht, wie bisher, senkrecht zur Kraftrichtung F verläuft, sondern ihr gegenüber unter einem Winkel α geneigt liegt. Die Nietungen können demnach entweder geradlinig verlaufen (Abb. 2 bis S, 14 und 15) oder in gebrochener oder gezahnter Form (Abb. 6 bis 13, 16 und 17), und zwar können die Zahnlinien bezüglich der Richtung der Kraft F symmetrisch oder unsymmetrisch liegen, Hierbei soll zweckmäßig die Neigung der Nietreihen derart sein, daß die Bleche, nachdem man deren Stärke berechnet und die Art der Vernietung gewählt _t hat, lediglich der Komporiente F · sin α Widerstand zu leisten brauchen, d. h. also derjenigen Kraft, die senkrecht zur Richtung der schräg verlaufenden Nietreihen liegt. Die andere Komponente der Kraft F, d. h. also F · cos α, die in der Richtung der schrägen Nietreihe wirkt, kann man durch Hilfsmittel in Anpassung an die Nietung aufnehmen, beispielsweise mittels Laschen allein, mittels Laschend und Zwischenstücken e (Abb. 4 und 5, 10 und 11), dies derart mit den Nietverbindungen vereinigt sind, daß die Schwächung durch die Nietlöcher im Blech vernachlässigt werden kann (was stets erreichbar ist), mittels zwischen die Blechenden gelegter Platten h (Abb. 2 und 3), mittels Platten/ und Zwischenstücken g (Abb. 6 und 7, 12 und 13) bei symmetrischen Vernietungen, bei denen es möglich ist, die Komponente F · cos α zusammenzufassen usw. Diese Hilfs- oder zusätzlichen Anordnungen können auch sogar so ausgebildet werden,'wie dies als Beispiele die Abb. 16 und 17 zeigen, d.h. durch dieselbe Überlappung, welche in der schrägen Nietreihe in Anspruch genommen wird, die Komponente F · sin α der Zugkraft aufzunehmen. Sie können auch in Sonderfällen, ähnlich den in Abb. 8 und 9 dargestellten, ganz fortfallen, wo die Komponente F · cos α der Zugkraft F als durch den Widerstand des Bleches in den Nachbarzonen und durch den Widerstand der zur Richtung der Kraft F parallelen Nietungen aufgenommen gelten kann.

In dem in Abb. 16 und 17 dargestellten Beispiel müssen die schrägen Nietreihen c so berechnet werden, daß sie die senkrecht zu der Nietreihe verlaufenden Kraftkomponenten aufzunehmen vermögen, während die Nietreihen c¹, welche senkrecht zu den Blechrändern verlaufen, für die Aufnahme der Beanspruchungskomponenten berechnet werden müssen, die parallel zu den schrägen Nietungen wirken. Die Vernietungen c² parallel zu den Blechrändern dienen lediglich dazu, das Verstemmen der Ränder zu ermöglichen, falls ein solches Verstemmen zur Erzielung der Dichtigkeit der Verbindung notwendig ist.

Das Fortlassen der zusätzlichen oder Hilfsanordnungen ist übrigens in den Fällen möglich, in denen man es für zulässig erachtet, der schrägen Nietung eine Neigung gegenüber der Richtung der zu übertragenden Beanspruchung zu geben, die größer ist als die obenerwähnte, und zwar so groß, daß der Querschnitt des Eisens oder der Bleche, der durch die Nietlöcher geschwächt ist, den Beanspruchungen durch die senkrecht und parallel zu den Nietreihen genommenen Komponenten der Kraft F widerstehen kann.

Die Abb. 14 und 15 stellen eine andere

Ausführungsart der Vernietungen gemäß der Erfindung dar, bei denen die Blechdicken, welche in der Nachbarschaft der Blechränder liegen, mittels Blechstreifen/ verstärkt sind, die auf die Ränder selbst aufgenietet sind. In diesem. Falle müssen die Niete der schrägen Nietung M, N für die gesamte zu übertragende Zugbeanspruchung berechnet werden und nicht nur für die Komponente senkrecht

ίο zu dieser Beanspruchung; während die anderen Niete für die Komponente der Zugbeanspruchung berechnet werden sollten, die in der Richtung parallel zu der schrägen Nietreihe liegt. Die durch die Lochung geschwächten Querschnitte der parallel zu M, N laufenden Blechstreifen /, / sollten für die Komponente der Zugbeanspruchung berechnet werden, die parallel zu der schrägen Nietung liegt, und die geschwächten Querschnitte der zu verbindenden Bleche« und b selbst sind für die Komponente senkrecht zur schrägen Nietreihe zu berechnen. Auf diese Weise erhält man Nietungen (und in ähnlicher Weise können auch Verschraubungen hergestellt werden), welche eine im wesentlichen gleichförmige Beanspruchung des Metalls und infolgedessen eine Verminderung des Baustoffes auf ein Mindestmaß ermöglichen, wobei dieser noch unterhalb des üblichen Wider-Standskoeffizienten belastet ist. Es folgt hieraus eine Verminderung der Blechdicke gegenüber denjenigen, die sich bei den üblichen Rechnungs- und Ausführungsgrundlagen für notwendig ergeben; insbesondere in Anwendung auf Rohre und Behälter, die unter innerem Druck stehen, erhält man Vorteile selbst bei Schweißverbindungen, deren Kosten sehr hoch sind und die eine sehr vorsichtige Behandlung durch Ausglühen erfordern.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Verbindung von Metallteilen durch Nietung oder Verschraubung, insbesondere für Blechrohre und -behälter mit innerem Druck, die durch schräg zur Richtung der zu übertragenden Kräfte laufende Nietoder Bolzenreihen zusammengehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß außer den schrägen Nietreihen noch Hilfsverbindungen in der Weise vorgesehen sind, daß die schrägen Nietreihen lediglich die senkrecht zu dieser Reihe stehende Kraftkomponente aufnehmen, während die Hilfsverbindungen die parallel zu den schrägen Nietreihen laufende Kraftkomponente aufnehmen.
2. 2._ Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Verbindungsteile aus Laschen oder Laschen und Zwischenstücken oder aus Platten bestehen, die einzeln oder in Verbindung miteinander angewendet und mit den zu verbindenden Blechen durch andere Niete oder Bolzen vereinigt werden als diejenigen, welche die schrägen Verbindungsreihen bilden.
3. 3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsverbindungen aus zusätzlichen Nietreihen bestehen, welche parallel zu den zu übertragenden Kräften verlaufen.
4. 4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Verbindungsteile aus der gleichen Lasche bestehen, die in der schrägen Nietreihe von der Komponente senkrecht zur Vernietungsrichtung der Zugkräfte beansprucht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.