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Nietverbindung mit hohlem, durch einen Boden geschlossenem Niet Es
ist bekannt, zur Ausführung von Nietverbindungen an Werkstücken, bei welchen nur
eine Seite zugänglich ist, Niete mit hohlem Schaft zu verwenden, diese von der zugänglichen
Seite her in das Nietloch einzuführen und das Schaftende durch von der gleichen
Seite her durch das Nietloch eingeführte Werkzeuge zum Schließkopf umzuformen.
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Diese Nietart ermöglicht zwar die Ausführung der Nietung auch an Stellen,
wo die übliche Stiftnietung nicht mehr anwendbar ist, sie besitzt aber den Nachteil,
daß die Werkstücke an jeder Nietstelle eine Durchbrechung aufweisen, die in vielen
Fällen, z. B. bei der Herstellung von Behältern und bei sonstigen flüssigkeits-oder
gasdicht auszuführenden Nietungen, unerwünscht ist. Da das nachträgliche Schließen
dieser kleinen Öffnungen durch eingelötete Stopfen u. dgl. umständlich und vielfach
nicht genügend sicher ist, so war das Anwendungsgebiet dieser Nietart meist auf
Fälle beschränkt, wo das Vorhandensein dieser Durchbrechungen nicht störte.
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Die Erfindung bezweckt, eine ebenfalls von einer Seite des Werkstücks
her auszuführende Nietung zu ermöglichen, ohne daß die erwähnten Nachteile der bekannten
Nietart in Kauf genommen werden müssen.
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Dies wird auf folgende Weise erreicht: Das Niet ist als Hohlniet mit
auf der Schließkopfseite liegendem Boden ausgebildet; es wird von der zugänglichen
Seite her in das Werkstück eingeführt, so daß der Boden der unzugänglichen Seite
zugekehrt ist, und hierauf wird mit Hilfe von Werkzeugen, die in die Niethöhlung
eingeführt werden, der das Werkstück überragende, an den Boden angrenzende Schaftteil
des Nietes nach außen gedrückt und so zum Schließkopf umgeformt.
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Niete mit hohlem, auf der Schließkopfseite geschlossenem Schaft sind
an sich bekannt; und zwar finden sie in Verbindung mit einem besonderen, das Schließkopfende
umfassenden Kopfteil Verwendung zum Nieten von weichen Stoffen, wie Leder o. dgl.
Die beiden Nietteile werden mit den zwischengelegten, zu verbindenden Werkstücken
auf einer festen Unterlage übereinander gehalten, und durch Hammerschlag auf den
obenliegenden Teil wird das Ende des hohlen Nietschaftes in den Kopfteil hineingestaucht.
Diese Art der Verbindung setzt voraus, daß beide Seiten des Nietes für die Anwendung
von Werkzeugen (Widerlager und Hammer) zugänglich sind; sie ist also nicht anwendbar,
wenn das Niet nur von einer Seite des Werkstückes -her zugänglich ist; außerdem
setzt dieseNietart noch die Verwendung des besonderen Kopfstückes voraus, in das
der hohle Nietschaft hineingestaucht wird.
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Ein zur Ausführung der Nietung geeignetes Werkzeug ist beispielsweise
zangenartig ausgebildet und besitzt zwei Schenkel, die an den Enden mit kleinen
Vorsprüngen versehen sind. Diese Schenkel werden bis auf den Grund des
Nietes
eingeführt und dann auseinandezgespreizt, wobei diese Vorsprünge in. der Wand des
Nietschaftes dicht oberhalb des Bodens Ausbuchtungen erzeugen, die den Schließkopf
bilden. Indem man- diesen Vorgang an verschiedenen Stellen des Nietumfanges wiederholt,
erhält das Niet eine ringsumlaufende Ausbuchtung, welche die miteinander zu vernietenden
Stücke sicher zusammenhält. An Stelle absatzweiser Erzeugung dieser ringsumlaufenden
Ausbuchtung kann auch eine stetige Erzeugung dadurch erzielt werden, daß die zangenartigen
Schenkel des Nietwerkzeuges während des Auseinanderspreizens gedreht werden.
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Bei einer Abänderung dieses Werkzeuges wird einer der Zangenschenkel
durch ein Glied ersetzt, das sich gegen einen nicht zu verfonnenden Nietteil abstützt,
so daß nur ein Schenkel allein gegen den inneren Umfang des hohlen Nietschaftes
drückt (Abb. io).
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Endlich können auch ungleichachsig auf einer parallel zum Nietschaft
verlaufenden, drehbaren Achse sitzende Ausbuchtungswerkzeuge Anwendung finden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen veranschaulicht,
dabei ist Abb. i ein Schnitt durch die Nietstelle mit dem Niet vor der Umformung,
' Abb.2 ein. Schnitt der Nietstelle nach der Umformung des Niets.
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Abb. 3 zeigt ein einfaches Nietwerkzeug im senkrechten Längsschnitt,
Abb. 4 einen vergrößerten Schnitt durch die Zangenschenkel gemäß Linie IV-IV der
Abb.3. Die Abb. 5 und 6 zeigen Längsschnitte durch Nietwerkzeuge mit drehbaren Zangenschenkeln.
Abb. 7 ist eine Außenansicht der Einrichtung nach Abb. 6.
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Abb. 8 zeigt im senkrechten Teilschnitt eine Sonderausbildung des
Werkzeugkörpers nach den Abb. 5 bis 7 und Abb. g in Oberansicht eine Sonderausbildung
des Nietes.
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Abb. io zeigt ein weiteres Nietwerkzeug im senkrechten Mittelschnitt,
Abb. i1 eine Einzelheit der Abb. io im Schnitt nach Linie XI-XI, Abb.12 einen Querschnitt
nach Linie XII-XII. Abb. 13 und 14 zeigen wiederum ein Nietwerkzeug im senkrechten
Mittelschnitt in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen.
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Nach Abb. = besitzt das Niet einen flanschartigen Setzkopf i, einen
hohlzylindrischen Schaft 2 und einen Abschlußboden 3. Der Schaft 2 überragt die
Dicke der zu verbindenden Werkstücke a und b um ein solches Stück, daß aus diesem
überragenden Teil ein Wulst 4 gemäß Abb. 2 gebildet werden kann.
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Das Werkzeug zur Erzeugung dieses Wulstes besteht nach Abb. 3 und
4 aus zwei um einen Gelenkbolzen io schwingenden Schenkeln ii und 12, die an ihrem
Ende kleine Vorsprünge 13, 14 tragen und die nach der anderen Seite hin sich in
Handgriffe 15, 16 fortsetzen. Eine Feder 17 sucht die Handgriffe zu spreizen und
die Schenkel ii, i2 einander zu nähern. Die Schenkel des Werkzeuges werden, wie
Abb. 3 zeigt, in den Hohlraum des Nietes bis zum Boden 3 eingeführt, und dann werden
die Handgriffe 15, 16 in Richtung der Pfeile zusammengepreßt. Dadurch werden die
Schenkel 11, 12 gespreizt, und der die Werkstücke a, b
überragende Teil des
Nietschaftes wird durch die Vorsprünge 13, 14 ausgebuchtet. Durch Verdrehen des
Werkzeuges und Wiederholen dieses Vorganges kann diese Ausbuchtung rings um den
Nietumfang herum erzeugt werden. -Abb. 5 zeigt ein Werkzeug mit einer zangenartigen
Vorrichtung, die im wesentlichen mit der nach Abb. 3 übereinstimmt und deren Teile
ebenso wie dort bezeichnet sind. Die Zange ist mit ihrer Achse io in einer Büchse
2o gelagert, die drehbar in einem Gehäuse 25 sitzt, das mit seinem unteren Ende
bei 26 auf den Setzkopf i des Nietes aufgesetzt wird. Der im Gehäuse 25 festsitzende,
in eine Rille 21 der Büchse 2o eingreifende Stift 27 sichert die Büchse vor dem
Herausfallen. Im oberen Teil der Büchse sitzt ein Zapfen 4o, dessen dem Niet zugekehrte
Seite eine kegelförmige Eindrehung oder einen keilförmigen Ausschnitt 41 aufweist,
auf dessen Schrägflächen die Enden der Zangenhebel 15, 16 gleiten können. Der Zapfen
40 trägt Stifte 43. 44 die durch Schlitze 23, 24 der Büchse 2o ragen und über welche
von oben her der Flansch 51 einer den Körper 25 verschiebbar umschließenden Büchse
5o greift. Eine auf das Gehäuse 25 sich abstützende Feder 52 drückt diese Stifte
43, 44 und dadurch den Zapfen 4o j nach oben. Dieser Zapfen trägt ein Vierkant 45
zum Aufsetzen einer Handkurbel 46.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Das Gehäuse 25 wird
auf den Setzkopf i des i Nietes aufgesetzt, dabei liegen die Zangenhebel 15, 16
im breiten Teil der Aussparung 41 des Zapfens 40 an, sind also auseinandergespreizt,
während die Schenkel ii, x2 dicht beieinanderliegen, so daß sie in den Holikaum
des Nietes i eingeführt werden können. Nunmehr wird die Hülse 5o nach unten gegen
das Niet gepreßt und gleichzeitig die Kurbel 46 gedreht. Dadurch wird der Zapfen
40 nach unten bewegt, die Zangenhebel 15, 16 werden einander genähert ; und die
Schenkel i=, ia entsprechend gespreizt. Die Drehung der Handkurbel 46 überträgt
sich durch die Zapfen 43, 44 auf die Büchse 2o und von dort über Gelenkzapfen io
auf die Zange, so daß die Vorsprünge 13, 14 der nach außen i gespreizten und umlaufenden
Zangenschenkel 11, 12 einen ringsumlaufenden Wulst in der
Wandung
des Nietschaftes erzeugen. Ist die Nietung vollendet, so läßt der Arbeiter Hülse
50 los, die Feder 52 schiebt den Zapfen 4o nach oben, dabei spreizt die Feder 17
die Zangenhebel 15, 16 und zieht die Zangenschenkel 11, 12 zusammen, so daß das
Werkzeug aus dem Niet herausgezogen und an anderer Stelle wieder verwendet werden
kann.
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Beim Werkzeug nach Abb.5 ist es nötig, einen Druck gegen die das Niet
aufnehmende Wandung auszuüben, um die Zangenschenkel zu spreizen. In Fällen, wo
eine solche Druckausübung nicht zulässig ist (z. B. bei Behältern mit sehr dünnenWandungen),
kann einWerkzeug gemäß Abb. 6 und 7 Verwendung finden: Auch hier ist ein zangenartiges,
aus den Elementen der Abb.3 bestehendes und wieder wie dort bezeichnetes Verformungswerkzeug
vorgesehen. Dieses Verformungswerkzeug sitzt in einer drehbar in einem Gehäuse 7o
gelagerten Büchse 6o, die einen Vierkantfortsatz 61 zum Aufstecken einer Handkurbel
besitzt. Zwischen dem Gehäuse 7o und der Büchse 6o besteht ein Zwischenraum, der
zwei ringförmige Schieber 8o und go enthält, die mit Büchse6o undrehbarverbunden,
aber in axialer Richtung verschiebbar sind. Jeder Schieber trägt je eine schräge
Fläche 81 bzw. 9i, gegen welche sich die Enden der Hebel 15 und 16 legen, und ferner
je .eine Ringnut 82 bzw. 92, in die durch Schlitze 73, 74 des Gehäuses 70 hindurch
die Stifte von Hebeln 83 und 93 greifen. Diese Hebel liegen außerhalb des Gehäuses
70 und setzen sich über ein Gelenk ioo zu Handgriffen 84 und 94 fort, die
im Ruhezustande durch eine Feder ioi auseinandergespreizt werden. Eine auf das Gehäuse
7o aufgeschraubte Platte 75 hält die Büchse 6o in der richtigen Lage.
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Die Anwendung des Werkzeuges gestaltet sich wie folgt: Das Gehäuse
7o wird mit seinem unteren Ende 71 auf den Nietsetzkopf i aufgesetzt. Dabei liegen,
wie Abb. 6 zeigt, die Zangenhebel 15, 16 an den äußeren Enden der Schieberschrägflächen
81 und 9i an, sind also gespreizt, und entsprechend liegen die Zangenschenkel 11,
12 dicht beieinander. Werden nun die Zangengriffe 84, 94 zusammengedrückt, so nähern
sich die Schieber 8o, go einander, die Enden der Zangenhebel rücken auf den Schrägflächen
81, 9i nach innen und die Zangenschenkel ii, i2 spreizen sich, so daß die Nietwand
nach außen gedrückt wird. Beim gleichzeitigen Drehen der auf Vierkant 61 aufgesetzten
Kurbel wird das zangenartige `'Werkzeug mitgenommen, so daß wieder die stetige Umformung
des Nietendes zum Wulstrand erfolgt.
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Um das Mitdrehen lose sitzender Niete beim Drehen des Werkzeuges zu
vermeiden, kann gemäß Abb.8 das auf den Setzkopf aufzusetzende Gehäuseende mit kleinen
Vorsprüngen iio, iii versehen sein, die in entsprechende, aus Abb. 9 ersichtliche
Ausnehmungen zig, 113 des Nietsetzkopfes i eingreifen.
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Bei dem Werkzeug nach Abb. io bis 12 ist nur ein Verformungsglied
vorgesehen, bestehend aus einem Schenkel i2o mit seitlich gerichtetem Endvorsprung
122 und einer Rückenschrägfläche 123; Schenkel i--o sitzt um das Gelenk 121 schwingbar
in einem Schlitz des Bolzens i25. Dieser Bolzen ist in der Deckplatte 131 eines
Gehäuses 13o drehbar gelagert und trägt an seinem äußeren Ende ein Vierkant 126
zum Aufsetzen einer Handkurbel. Der untere Teil des Gehäuses i3o ist als Einspannvorrichtung
für den Setzkopf i des Nietes ausgebildet; zu diesem Zwecke besitzt er eine den
Nietsetzkopf umschließende Rille 132 und ist durch Schlitze 133 radial federnd
gemacht; ferner ist eine Vollkegelfläche 134 vorgesehen, die mit dem Hohlkegel.
135 der axial verschiebbaren Büchse 136 zusammenwirkt, derart, daß beim Herunterdrücken
dieser Büchse die Enden des Gehäuses 13o nach innen gedrückt werden, so daß sie
den Schließkopf fest einspannen. Der radiale Vorschub des Verformungsgliedes i2o
erfolgt durch Axialverschiebung einer Büchse 140, deren untere kegelförmige Eindrehung
141 sich gegen die Rückenschrägfläche 123 des Gliedes i2o legt. Diese Büchse i4o
ist durch Stifte 151, die durch Schlitze 137 des Gehäuses 130 geführt sind, mit
der äußeren Ringbüchse 150 verbunden. Das Gegeneinanderpressen der Kegelflächen
134 und 135 bewirkt eine zwischen die Büchsen 140 und 136 eingelegte Feder
16o. Mittels der durch die Gehäuseschlitze 133 nach außen reichenden Stifte i65,
166 kann Büchse 136 entgegen der Federspannung angehoben und dadurch die
Einspannung des Nietes aufgehoben werden.
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Zur Ausführung der Nietung wird das Werkzeug zunächst mit angehobener
Büchse 136 auf den Setzkopf i gesetzt, dann werden die Stifte 165, 166 losgelassen,
Büchse 136 wird durch Feder 16o vorgeschoben, drückt mit ihrer Kegelfläche 135 den
geschlitzten Teil des Gehäuses 13o nach innen und klemmt dadurch das Niet fest.
Nunmehr wird Büchse 150 und dadurch auch Büchse 140 nach unten geschoben und gleichzeitig
der Bolzen 125 gedreht; dabei übt der jetzt umlaufende Vorsprung 122 einen Seitendruck
gegen die h,Tietschaftwandung aus, der die Verformung des Nietes zur Folge hat.
Die Einspannvorrichtung verhindert dabei sowohl die Verschiebung des ganzen Werkzeuges
gegenüber dem Niet durch den einseitigen Druck des Gliedes i2o als auch ein Mitdrehen
des Nietes.
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Das Werkzeug nach Abb. 13 und 14 besteht aus einem Körper
150 mit einem genau in die Nietschafthöhlung passenden zylindrischen Ansatz
151. Im Körper 150 sitzt etwas ungleichachsig ein drehbarer Schaft i52, der an seinem
unteren
Ende ungleichachsig eine Scheibe 153,
an seinem oberen Ende ein Vierkant 154
trägt. Die Scheibe 153 besitzt annähernd den gleichen Durchmesser wie der Nietschafthohlraum,
und der Achsenabstand der Teile 151 und 152 ist so bemessen, daß sich bei
einer bestimmten Stellung Scheibe 153 und Ansatz 151 gerade decken, so daß das Werkzeug
leicht in das Niet eingeführt werden kann.
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Zur Ausführung der Nietung wird der Körper 15o bei der erwähnten und
in Abb. 13 gezeigten Stellung des Exzenters 153 auf das Niet aufgesetzt. Nunmehr
wird Körper 150 festgehalten und Achse 1522 mit einer Handkurbel gedreht. Dabei
tritt die Scheibe 153 nach einer Seite aus dem Umfangsbereich des Ansatzes 151 heraus
und erzeugt, wie Abb. 14 zeigt, in der Nietwandung eine nach dieser Seite gerichtete
Ausbuchtung. Der Ansatz 151 übt dabei den entsprechenden Gegendruck auf die gegenüberliegende,
der Verformung nicht unterliegende Stelle der Nietschaftwandung aus. Indem man nun
denselben Vorgang nach jedesmaligem Verdrehen des Körpers 150 um einen bestimmten
Winkel mehrfach wiederholt, kann ein ringsumlaufender Wulst erzeugt werden.
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Das Drehen des Verformungswerkzeuges kann in allen Fällen, namentlich
wenn es sich um größere Nieten handelt, natürlich auch mit Hilfe eines Motors erfolgen.