DE60221252T2

DE60221252T2 - Selbstpolierende und selbstschneidende nietanordnung

Info

Publication number: DE60221252T2
Application number: DE60221252T
Authority: DE
Inventors: Pepper A. Omaha AASGAARD
Original assignee: Abeo LLC
Current assignee: Abeo LLC
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2002-01-14
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2022-01-15
Also published as: WO2002055231A3; DE60221252D1; US20020127080A1; EP1409179A2; WO2002055231A8; DK1409179T3; AU2002239914A1; EP1409179B1; US6796759B2; WO2002055231A2; ATE367227T1; ES2290272T3; US20050207862A1; EP1409179A4

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von Befestigungselementen wie Nieten und dgl., und insbesondere auf eine sich selbst polierende und selbst schneidende Nietenanordnung. Typischerweise werden Blindsetznieten dazu verwendet, Blechmetall-Werkstücke oder dgl. aneinander zu befestigen, wenn nur eine Seite der Werkstücke zugänglich ist. Die Anwendung von Blindsetznieten kann aber manchmal mühsam sein. Beispielsweise müssen bei vielen Anwendungen spezielle Gestelle bzw. Montageeinrichtungen verwendet werden, um eine genaue Ausrichtung der Werkstücke von dem Zeitpunkt, zu dem das Loch gebohrt wird, bis zur Anbringung der Niete aufrecht zu erhalten.
Wegen dieser und weiterer Beschränkungen wurden selbstbohrende Blindsetznieten entwickelt. Diese Nieten verwenden spezielle Bohrköpfe, die schwierig herzustellen sein können und somit für viele Anwendungen unerschwinglich teuer sind. Ferner können solche Nieten einen Grat an der Außenschicht des Werkstückmaterials hinterlassen. Dieser Grat kann ein richtiges Setzen der Nieten verhindern und kann bei der Anbringung Brüche in Werkstücken verursachen, was eine schwache Verbindung ergibt. Im Stand der Technik sind selbstbohrende Nieten mit Entgratungsansätzen bekannt, um Grate während des Bohrvorgangs zu beseitigen. Der Bohrvorsatz solcher Nieten entfernt aber Werkstückmaterial, um ein Loch für den Nietenschaft zu erzeugen. Dieses entfernte Material kann in einen umschlossenen Bereich fallen und möglicherweise belästigen oder gefährlich sein.
Typische Bohrer haben Spiralen, die so ausgestaltet sind, dass sie beim Schneiden der Metallkanten helfen und das Schneidmesser spiralförmig herausführen. Bei einer typischen selbstbohrenden Niete sind die Spiralen so gestaltet, dass sie dazu beitragen, dass die geschnittenen Metallkanten ein Schneidmesser bilden, was erfordert, dass ein hohes Drehmoment auf den Dorn der Nietanordnung aufgebracht wird.
Das US-Patent Nr. 5915901 beschreibt die Anwendung der bei der Anwendung gebildeten Abtragungen, um die Aufbringungskraft zu erhöhen. Bei einigen Anwendungen aber ist eine polierte Öffnung erwünscht. Infolgedessen wäre es von Vorteil, eine Blindsetzniete bereitzustellen, die sowohl selbstschneidend als auch selbstpolierend ist statt nur selbstbohrend (unter Verwendung eines Bohrvorsatzes) oder nur selbstgewindeschneidend (unter Verwendung einer Schraubspitze). Eine solche selbstschneidende, selbstpolierende Niete würde alle Abtragungen entfernen, und eine saubere Öffnung hinterlassen. Außerdem würde eine selbstschneidende und selbstpolierende Niete kostengünstiger und einfacher herzustellen sein als die selbstbohrenden Nieten (mit Hilfe eines Bohrvorsatzes) und würde ein geringeres Drehmoment bei der Anwendung erfordern.
Abriss der Erfindung
Demgemäß ist die vorliegende Erfindung auf eine selbstschneidende und selbstpolierende Blindsetz-Nietanordnung gerichtet, die in der Lage ist, ein oder mehrere Werkstück(e) oder dgl. miteinander zu verbinden und/oder mit einem anderen Gegenstand zu verbinden. Gemäß der Erfindung wird eine Nietanordnung bereitgestellt, mit: einem Nietenkörper mit einer hohlen rohrförmigen Hülse und einem verbreiterten abgeflachten Kopf, der zur Anlage an der Oberfläche eines Werkstücks geeignet ist, und einem in dem Nietenkörper angeordneten Dorn, wobei der Dorn eine Schnecke bzw. Schraube aufweist, die einen Schneidabschnitt und eine Nut hat, die allgemein longitudinal darin angeordnet ist/sind, wobei die Nut mindestens eine Schneidkante in dem Schneidabschnitt bildet, wobei die mindestens eine Schneidkante für das schrittweise Abtragen von Material von dem Werkstück geeignet ist, wenn der Dorn gedreht wird, um eine Öffnung zu schaffen, welche die hohle rohrförmige Hülse aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke bzw. Schraube ferner einen Polierabschnitt umfasst, und die Nut ferner mindestens eine Polierkante in dem Polierabschnitt bildet, die zum Polieren der durch die mindestens eine Schneidkante geschaffenen Öffnung geeignet ist. Nach einer Ausführungsform kann die Nietanordnung ferner einen hohlen zylindrischen Gewindebolzenkopf umfassen, auf dem eine Mutter befestigt werden kann, um ein Mittel zum abnehmbaren Anbringen anderer Werkstücke, Komponenten oder dgl. zu bieten.
In exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung umgibt der Nietenkörper den Dorn, und der Dorn umfasst einen geschwächten Bereich reduzierten Durchmessers, um ein Abnehmen der Dornwelle bei Anwendung einer ausreichenden axialen Kraft auf die Welle zu ermöglichen. Diese Anwendung einer Kraft setzt die Niete, indem ein schräg zulaufender Schulterabschnitt des Dorns die Niethülse verformt. Der Dornschaft endet in einer selbstschneidenden und selbstpolierenden Schnecke bzw. Schraube, welche eine Öffnung in das/die Werkstück(e) einbringt, sie ausweitet, selbst schneidet und selbst poliert, wodurch die Niethülse hindurchgeht. Die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke weist eine allgemein longitudinal ausgebildete Nut auf, die eine oder mehrere Schneidkanten bereitstellt, welche nach und nach kleine Längen von Werkstückmaterial abtragen oder wegschneiden, was es gestattet, dass das Drehmoment über mehrere kleine Schneidkanten gleichzeitig verteilt wird.
Es ist anzumerken, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung lediglich exemplarisch und erläuternd sind und die beanspruchte Erfindung nicht einschränken. Die beigefügten Zeichnungen, die in die Patentbeschreibung aufgenommen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung und dienen zusammen mit der allgemeinen Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die zahlreichen Vorteile der vorliegenden Erfindung sind Fachleuten besser aus der Bezugnahme auf die beigefügten Figuren verständlich, in denen zeigen:
1 eine Seitenansicht zur Darstellung einer selbstschneidenden und selbstpolierenden Blindsetz-Nietanordnung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht zur Veranschaulichung der selbstschneidenden und selbstpolierenden Blindsetzbolzen-Nietanordnung gemäß 1,
3 eine Seitenansicht zur Darstellung des Dorns der Nietanordnung gemäß 1,
4 eine vergrößerte Seitenansicht zur Veranschaulichung des selbstschneidenden und selbstpolierenden Kopfs des in 3 gezeigten Dorns,
5A und 5B Vorderansichten, die exemplarische selbstschneidende und selbstpolierende Schnecken bzw. Schrauben gemäß der vorliegenden Erfindung weiter veranschaulichen,
6A und 6B Seitenansichten zur Darstellung alternativer selbstschneidender und selbstpolierender Schnecken bzw. Schrauben gemäß exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung,
6C eine Seitenansicht zur Darstellung eines selbstschneidenden und selbstpolierenden Kopfs eines Dorns, der keinen Teil der beanspruchten Erfindung bildet,
7 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht der Nietanordnung gemäß 1 zur Darstellung der Nietanordnung zu Beginn der Anwendung,
8 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht der Nietanordnung gemäß 1 zur Darstellung der Nietanordnung nach der Durchtrennung und der Bildung einer Öffnung durch die Werkstückmaterialien durch die Schraubenspitze,
9 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht der Nietanordnung gemäß 1 zur Darstellung der Nietanordnung nach der Anwendung einer rückwärts gerichteten Kraft auf die Dornwelle,
10 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht der Nietanordnung gemäß 1 zur Darstellung der Trennung des oberen Schafts von der Schraubenspitze und dem Schulterabschnitt,
11 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche nach der Anwendung das Loslösen der Schnecke bzw. Schraube und des Schulterabschnitts darstellt,
12 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht zur Darstellung einer selbstschneidenden und selbstpolierenden Blindsetz-Nietanordnung gemäß einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
13 eine Seitenansicht zur Darstellung des Dorns der Nietanordnung gemäß 12,
14 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht zur Darstellung einer selbstschneidenden und selbstpolierenden Blindsetzbolzen-Nietanordnung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Bolzen-Nietanordnung nach der Anwendung einer rückwärts gerichteten Kraft auf die Dornwelle gezeigt ist, was eine Trennung des oberen Schafts und der Schraubenspitze bewirkt,
15 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht zur Darstellung einer selbstschneidenden und selbstpolierenden Blindsetzbolzen-Nietanordnung, die einen mit Gewinde versehenen vergrößerten abgeflachten Kopf gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Bolzen-Nietanordnung nach dem Abschluss des Selbstschneidens und Selbstpolierens einer Öffnung vor der Anwendung gezeigt ist, und
16 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht zur Darstellung einer selbstschneidenden und selbstpolierenden Blindsetzbolzen-Nietanordnung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Bolzen-Nietanordnung nach der Anwendung gezeigt ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im folgenden wird detailliert auf die derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eingegangen, von der Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
Es wird nun allgemein auf die 1 bis 6 und 7 bis 11 eingegangen, in denen eine selbstschneidende und selbstpolierende Blindsetz-Nietanordnung 100 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben ist.
Wie gezeigt ist, umfasst die Nietanordnung 100 einen Nietenkörper 102 mit einer hohlen rohrförmigen Nietenhülse 104 und einem vergrößerten abgeflachten Kopf 106, der einer Welle 108 mit einer selbstschneidenden und selbstpolierenden Schnecke 110, einem Schulterabschnitt 112 und eine Welle 114 umgibt. In exemplarischen Ausführungsformen kann der Nietenkörper 102 aus Stahl, Aluminium, Kunststoff, Verbundmaterial oder einem anderen erwünschten Nietenmaterial hergestellt sein. Der Dorn kann aus Stahl, Aluminium, Kunststoff, Verbundmaterial oder einem anderen Material gefertigt sein, das vorzugsweise eine höhere Zugfestigkeit aufweist als das Nietenkörpermaterial.
Die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke 110 umfasst allgemein eine konische Trommel mit einer selbstschneidenden und selbstpolierenden Spitze 116, einem Schneidabschnitt 118 und optional einem Polierabschnitt 120. Ein geschwächter Bereich reduzierten Durchmessers 122 kann in der Dornwelle 114 hinter dem Schulterabschnitt 112 ausgebildet sein. Dieser geschwächte Bereich 122 ist vorzugsweise so bemessen, dass er bei Anwendung einer vorbestimmten Zugkraft auf die Welle 114 zerbricht, was es gestattet, die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke 110 und den Schulterabschnitt 112 von der Welle 114 nach einer abgeschlossenen Anwendung der Nietanordnung 100 abzunehmen. Desgleichen kann ein Bereich vergrößerten Durchmessers 124 in dem Dorn 108 zwischen den Schulterabschnitt 112 und den geschwächten Bereich reduzierten Durchmessers 122 ausgebildet sein. Dieser Bereich vergrößerten Durchmessers 124 hält den Dorn 108 in dem Nietenkörper 102, bis eine ausreichende Kraft auf die Welle 114 während der Anwendung zum Setzen des Nietenkörpers 102 einwirkt und ein Zerbrechen des Bereichs reduzierten Durchmessers 122 bewirkt. In einer Ausführungsform hält dieser verstärkte Bereich 124 auch die selbstschneidende und selbstpolierenden Schnecke 110 und den Schulterabschnitt 112 in der Hülse 104 nach der Anwendung der Nietanordnung 100, indem ein Interferenzsitz mit der Innenfläche der Hülse 104 geschaffen wird, wenn die Hülse 104 während der Anbringung der Niete verformt wird. Außerdem kann bei Ausführungsformen der Erfindung der Dorn 108 eine Gummidichtung oder dgl. zum Bereitstellen einer flüssigkeits- und gasundurchlässigen Dichtung zwischen der Welle 114 und dem Nietenkörper 102 umfassen. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, können Strecken oder Bereiche 126 & 128 des Dorns 108 zwischen dem Schulterabschnitt 112 und dem verstärkten Abschnitt 124 sowie zwischen dem verstärkten Abschnitt 124 und dem geschwächten Bereich 122 vorgesehen sein. Bei einigen Anwendungen können diese Bereiche 126 & 128 wegfallen.
Bei Ausführungsformen der Erfindung kann der geschwächte Bereich 122 am Dorn 108 so positioniert sein, dass eine Länge der Welle 114 nach dem Lostrennen des hinteren Abschnitts der Welle 114 im Nietenkörper 102 verbleibt. Vorzugsweise wird diese Länge so vorbestimmt, dass sie ein Brechen der Welle an einem Punkt ermöglicht, der im wesentlichen mit der Außenfläche des vergrößerten abgeflachten Kopfs 106 fluchtet. Auf diese Weise füllt der restliche Teil der Welle 114 im wesentlichen den hohlen Abschnitt des Nietenkörpers 102 und verstärkt dessen Festigkeit.
Es ist anzumerken, dass die Bereiche reduzierten Durchmessers 122 und vergrößerten Durchmessers 124 unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen können, die von Faktoren, wie z.B. dem Material, aus dem der Dorn 108 gefertigt ist, den Arten von Werkstückmaterial(ien), in der/denen die Nietanordnung 100 angewandt wird, dem Betrag der für den Bereich reduzierten Durchmessers erforderlichen Bruchfestigkeit sowie der Widerstandsfähigkeit des Bereichs vergrößerten Durchmessers 124 abhängt. Beispielsweise sind in den 2 und 3 der Bereich reduzierten Durchmessers 122 und vergrößerten Durchmessers 124 mit allgemein gekrümmten Querschnittsformen dargestellt. Bei anderen Ausführungsformen können diese Bereiche eine V-Form, eine Rechteck-Form, eine Facettenform oder dgl. aufweisen.
Bei der Anwendung der Nietanordnung 100 wird die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke 110 im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche eines Werkstücks gehalten, während auf die Welle 114 eine Drehbewegung einwirkt. Diese Drehbewegung treibt die Schnecke 110 in die Werkstückmaterialien und expandiert diese. Auf diese Weise zieht sich die Schnecke 110 durch die Werkstückmaterialien, während sie gleichzeitig die Öffnung, die sie formt, glättet. Vorzugsweise ist die selbstschneidende und selbstpolierende Spitze 116 spitz zulaufend oder abgewinkelt, um ein Durchtrennen der Außenfläche des Werkstücks zu erleichtern.
In exemplarischen Ausführungsformen kann der hintere Abschnitt der Welle 114 zur Verwendung mit einem speziellen Spannfutter oder anderen Arten von Kraft- oder Handwerkzeugen ausgestaltet sein, um dem Dorn 108 eine Drehbewegung und eine axiale Rückzugsbewegung zu verleihen. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser 130 des Schulterabschnitts 113 geringfügig größer als der Außendurchmesser 132 der Niethülse 104, was es gestattet, dass die Hülse durch das durch den selbstschneidenden und selbstpolierenden Nietenkopf 110 gebildete Loch oder die Öffnung hindurchgeht.
Es wird nun auf 4 eingegangen, in der die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke bzw. Schraube 110 des Dorns 108 beschrieben wird. Wie in der Erläuterung der 1 bis 3 beschrieben wurde, umfasst die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke 110 eine allgemein konische Trommel mit einer selbstschneidenden Spitze 116, einem Schneidabschnitt 118 und optional einem Polierabschnitt 120. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die selbstschneidende Spitze 116 einen Punkt 134 zum Durchdringen der Oberfläche eines Werkstücks. Der Punkt 134, der auf die Längsachse der Schnecke 110 zentriert oder von dieser versetzt sein kann, erstreckt sich in eine bzw. eine anfängliche Kontaktkante 136, die zum Bilden eines Lochs oder einer Öffnung geeignet ist, indem sie das Werkstückmaterial durchsetzt, lostrennt und dann abschabt oder ausnimmt. Die Anfangs-Kontaktkanten 136 können abgewinkelt und versetzt sein, um beim Lostrennen und Schneiden des Werkstückmaterials zu helfen. Auf diese Weise erleichtert die selbstschneidende und selbstpolierende Spitze 116 das anfängliche Einführen (Schneiden) der Nietanordnung 100, was es gestattet, dass die Nietanordnung 100 einfacher in dem Werkstück startet.
Wie in 4 gezeigt ist, ist eine Nut 138 allgemein longitudinal in dem Schneidabschnitt 118 der Schnecke bzw. Schraube 110 ausgebildet. Die Nut 138 kann sich bis auf verschiedene Tiefen in der Schnecke 110 erstrecken und kann verschiedene Formen aufweisen, die von Faktoren wie z.B. dem Material des Werkstücks abhängen, für die die Nietanordnung 100 (1) zu verwenden ist (z.B. Stahl, Aluminium, Kunststoff, etc.). Beispielsweise kann gemäß 4 und 5 die Nut 138 eine allgemein halb-konische Form aufweisen, die sich von der selbstschneidenden und selbstpolierenden Spitze 116 zum Schulterabschnitt 112 erstreckt, so dass die Tiefe der Nut 138 gleichmäßig über dem Schneidabschnitt 118 zunimmt. Es ist jedoch anzumerken, dass die Nut 138 nicht auf diese Form beschränkt ist, sondern andere Formen aufweisen kann, die von den Materialien der Werkstücke abhängen, in die die Nietanordnung 100 (1) eingesetzt wird, und dgl.. Beispielsweise kann sich bei einer Ausführungsform die Nut 138 nur teilweise vom Schulterabschnitt 112 der Schnecke 110 bis zur Spitze 116 erstrecken, während bei einer anderen Ausführungsform die Nut 138 eine konstante Tiefe zwischen der Spitze 116 und dem Schulterabschnitt 112 aufweisen kann oder in der Tiefe oder Breite in einer ungleichmäßigen Weise variieren kann.
Abgestufte vordere Schneidkanten 140 und hintere Kanten 142 können in dem Schneidabschnitt 118 der selbstschneidenden und selbstpolierenden Schnecke 110 entlang der Nut 138 hinter der selbstschneidenden Spitze 116 ausgebildet sein. Vorzugsweise beseitigen die vorderen Schneidkanten 140 nach und nach Werkstückmaterial(ien) durch Abtragen oder Losschneiden der Materialien von der Wand der gerade gebildeten Öffnung. Die beseitigten Materialien können dann von der Öffnung durch die Nut 138 weggeführt werden. Auf diese Weise wird die erforderliche Drehmomentgröße zum Einführen oder zum Schneiden der Nietanordnung 100 durch ein Werkstück im Vergleich zu herkömmlichen selbstbohrenden Nietanordnungen wesentlich verringert.
In der gezeigten exemplarischen Ausführungsform können die vorderen Schneidkanten 140 und hinteren Kanten 142 im wesentlichen parallel zu der Längsachse 144 der selbstschneidenden und selbstpolierenden Schnecke 110 sein. Alternativ können, wie 6A zeigt, irgendeine oder alle der vorderen Schneidkanten 140 und hinteren Kanten 142 abgewinkelt sein, wodurch ein Winkel (α) in Bezug auf die Längsachse 144 gebildet wird. Wie in 4 gezeigt ist, sind die vorderen Schneidkanten 140 und hinteren Kanten 142 allgemein parallel zu der Längsachse 144, und der Winkel (α) ist im wesentlichen Null (0). Ferner können die vorderen Schneidkanten 140 und/oder hinteren Kanten 142 gekrümmt sein.
Eine polierende vordere Kante 148 kann in dem Polierabschnitt 120 der selbstschneidenden und selbstpolierenden Schnecke 110 entlang der Nut 138 hinter dem Schneidabschnitt 118 und vor dem Schulterabschnitt 112 ausgebildet sein. Auf ähnliche Weise kann eine polierende Hinterkante 150 in dem Polierabschnitt 120 entlang der Nut 138 gegenüber der Vorderkante 148 ausgebildet sein. Vorzugsweise entfernen die polierenden und hinteren Kanten 148 & 150 etwaige Abtragungen (z.B. von dem Werkstück durch die Schnecke 110 weggebohrtes Material), wobei eine saubere, im wesentlichen gratfreie Öffnung hinterlassen wird, die in dem/den Werkstück(en) ausgebildet wird, und durch die die Niethülse 104 (1 und 2) hindurchpasst. Ferner kann die polierende vordere Kante 148 und/oder die polierende hintere Kante 150 gekrümmt sein.
In der dargestellten exemplarischen Ausführungsform können die polierende Vorderkante 148 und die polierende Hinterkante 150 im wesentlichen parallel zu der Längsachse 144 der Schnecke 110 sein. Alternativ können gemäß 6A die polierende Vorderkante 148 und/oder die polierende Hinterkante 150 abgewinkelt sein, wodurch ein Winkel (β) in Bezug auf die Längsachse 144 gebildet wird.
Durch Abwinkeln der Schneidkanten 140, der Hinterkanten 142, der polierenden Vorderkante 148 und/oder der polierenden Hinterkante 150 kann die bei jedem Umlauf der Schnecke 110 entfernte Materialmenge gesteuert werden. Allgemein wird durch Auswahl eines größeren Winkelwerts (α) für eine Schnecke mit einer gegebenen Länge (l) eine kleinere Menge an Werkstückmaterial durch die jeweilige vordere Schneidkante 140 entfernt. Desgleichen wird durch Auswahl eines größeren Winkelwerts (β) für eine Schnecke 110 mit einer gegebenen Länge (l) eine kleinere Menge an Werkstückmaterial bei jedem Umlauf entfernt. Somit ist anzumerken, dass die Auswahl der Winkel (α) und (β) von Faktoren wie z.B. der Anwendung, in der die Nietanordnung 100 einzusetzen ist, und den Materialeigenschaften der Werkstücke, in die die Nietanordnung 100 einzusetzen ist, oder der von den Schneid- und Polierkanten 140 und 148 zu entfernenden Materialmenge und dgl. abhängt. Beispielsweise ist in der in 4 gezeigten Ausführungsform, bei der die Polierkanten 148 und die polierende Hinterkante 150 allgemein parallel zu der Längsachse 144 sind, der Winkel (β) im wesentlichen Null (0). Hingegen sind bei der in der 6A gezeigten Ausführungsform die Polierkanten 148 & 150 mit einem Winkel (β) ausgebildet, der gleich der Schrägung des Schneidabschnitts 118 der selbstschneidenden und selbstpolierenden Schnecke 110 ist. Demgemäß würden die Polierkanten 148 & 150 gemäß 4 bei jedem Umlauf der Schnecke 110 mehr Material von dem/den Werkstück(en) entfernen als die in 6A gezeigten Polierkanten.
Es wird nun auf die 5A und 5B eingegangen, in denen die selbstschneidende und selbstpolierenden Schnecke 110 mehrere Nuten 138 und somit mehrere Sätze von vorderen Schneidkanten 140 und hinteren Kanten 142 aufweisen kann, die um ihren Umfang herum beabstandet sind. Außerdem kann sich die vordere Schneidkante 140 von der Längsachse 144 weiter nach außen erstrecken als die hintere Kante 142, und zwar in Abhängigkeit von der Anwendung, in der die Nietanordnung 100 einzusetzen ist, den Materialeigenschaft der Werkstücke, in die die Nietanordnung 100 einzusetzen ist und dgl.. Auf ähnliche Weise kann sich die polierende Vorderkante 148 weiter von der Longitudinalachse 144 (4) nach außen erstrecken als die polierende Hinterkante 150. 5B veranschaulicht eine Schnecke 110, bei der Nuten 138 in Bezug auf die Längsachse 144 (4) der Schnecke 110 abgewinkelt sind, während 5A eine Schnecke 110 darstellt, bei der die Nuten 138 im wesentlichen gerade (nicht abgewinkelt) sind.
Wiederum gemäß 4 können sich Gewinde 144 im wesentlichen um die Trommel der selbstschneidenden und selbstpolierenden Schnecke 110 herum erstrecken. Die Gewinde 154 können sich zwischen jeder vorderen Schneidkante und hinteren Kante 142 entlang der Länge des Schneidabschnitts 118 erstrecken, womit sie jede vordere Schneidkante 140 und hintere Kante 142 von longitudinal benachbarten vorderen Schneidkanten oder hinteren Kanten trennt. Vorzugsweise ziehen beim Einführen der Schnecke 110 in ein Werkstück die Gewinde 154 den Kopf durch das Werkstücksmaterial, wobei sie den erforderlichen Kraftaufwand zum Antrieb des Kopfs durch das Werkstück verringern. Der Schulterabschnitt 112 kann eine konvexe Oberfläche aufweisen, um der Niethülse 104 (1) weniger Widerstand zu bieten.
In einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung kann der Polierabschnitt 120 abgeschrägt sein. Gewinde 154 können sanft in den Polierabschnitt 120 übergehen, oder alternativ in den Schulterabschnitt 112, um einen sanften Übergang zum Polieren der gebildeten Öffnung zu bieten. Die 4, 5A und 5B veranschaulichen Gewinde 154, die allgemein eine spiralartige Konusform aufweisen, und sich zwischen der Spitze 116 und dem Polierabschnitt 120 erstrecken. Es ist jedoch anzumerken, dass Fachleute andere Gewindegestaltungen auf dem Gebiet anwenden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Beispielsweise können die Größe und der Gewindegang der Gewinde 154 variiert werden, oder die Breite oder die Teilung der Gewinde 154 kann im Verlauf entlang dem Schneidabschnitt 118 von der Spitze 116 weg vergrößert oder verkleinert werden.
In der Ausführungsform der Erfindung gemäß 6B können sich die Gewinde 154 nur teilweise entlang der Länge der Trommel der Schnecke 110 von der Spitze 116 zum Polierabschnitt 120 erstrecken (wie in 6B gezeigt ist), so dass einzelne vordere Schneidkanten 140 und hintere Kanten 142 gebildet werden. In der Ausführungsform einer Nietanordnung gemäß 6C, wobei die Ausführungsform keinen Teil der beanspruchten Erfindung bildet, können Gewinde vollständig wegfallen, so dass einzelne vordere Schneidkanten 140 und hintere Kanten 412 gebildet werden. In 6C sind auch die Polierkanten 148 & 150 (4) eliminiert, so dass sich die vorderen Schneidkanten 140 und die hinteren Kanten 142 über die Länge der Schnecke 110 von der Spitze 116 bis zum Schulterabschnitt 112 erstrecken. Wie in 6C gezeigt ist, kann die Schnecke 110 optional auch vorstehende Endbearbeitungskanten 152 aufweisen, die bei weicheren Metallen wie Aluminium und dgl. dazu dienen, irgendeinen von den vorderen Schneidkanten 140 gebildeten Grat zu entfernen, wenn die Öffnung im Werkstück gebildet wird.
7 bis 11 veranschaulichen die Anwendung oder das Einsetzen der selbstschneidenden und selbstpolierenden Nietanordnung 10, die in Verbindung mit den 1 bis 5 beschrieben wurde, um zwei oder mehr Werkstücke (es sind zwei Werkstücke 156 & 158 gezeigt) zu verbinden. 7 stellt die Nietanordnung 100 vor dem Beginn der Anwendung dar. Vorzugsweise wird die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke 110 im wesentlichen senkrecht zu der äußeren Werkstückfläche 160 gehalten, während auf die Welle 114 des Dorns 108 eine Drehbewegung einwirkt. Beispielsweise kann, wie in der Erläuterung von 1 beschrieben wurde, der hintere Abschnitt der Welle 114 in ein spezielles Futter (nicht dargestellt) eingebracht werden, und verschiedene Arten von Kraft- oder Handwerkzeugen (nicht dargestellt) können verwendet werden, um dem Dorn 108 eine Drehbewegung und eine axiale Rückzugsbewegung zu verleihen (siehe 9, 10 und 11).
Die auf den Dorn 108 einwirkende Drehbewegung bewirkt, dass die selbstschneidende Spitze 116 ein Loch oder eine Öffnung in aneinandergrenzende Werkstücke 156 & 158 schneidet. Wenn die selbstschneidende Spitze 116 die Werkstückmaterialien durchsetzt, aufweitet und ausschneidet, wird entferntes Material an der Innenfläche 160 des innersten Werkstück 152 vom Werkstück losgetrennt und weggeschabt bzw. weggeschnitten. Die Drehbewegung treibt ferner Gewinde 154 des Kopfs 110 in die Werkstücke 156 & 158, was die Schnecke 110 durch die Werkstücke zieht, wobei die Schneidkanten 140 und 142 nach und nach Material von der Oberfläche der gerade gebildeten Öffnung abtragen oder wegschneiden. Dieses entfernte Material kann dann von der Öffnung über die Nut 138 abgeführt werden. Auf diese Weise wird die erforderliche Drehmomentgröße zum Einführen oder Schneiden der Schnecke 110 durch ein Werkstück im Vergleich zu den durch Schnecken herkömmlicher selbstbohrender Nietanordnungen erforderlichen wesentlich verringert. Ferner kann das von der Schnecke 110 entfernte Material einfacher beseitigt werden, da es zu der Außenfläche 160 des Werkstücks 156 geleitet wird.
8 veranschaulicht die Nietanordnung 100 nach der Erzeugung einer Öffnung durch die Werkstückmaterialien 156 & 158 durch die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke 110. Wenn der Polierabschnitt 120 der Schnecke 110 die in den Werkstücken 156 & 158 gebildete Öffnung durchläuft, bewirkt die auf die Welle 114 einwirkende Drehbewegung ferner, dass die Polierkanten 148 & 152 zusätzliches Material und von den Schneidkanten 140 und dgl. verursachte Grate von der Innenfläche der Öffnung abtragen bzw. wegschneiden, was die Öffnung vor dem Einsetzen der Niethülse 104 glättet. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser 130 des Schulterabschnitts 112 geringfügig größer als der Außendurchmesser 132 der Niethülse 104, womit ein Passieren der Hülse durch die gebildete Öffnung ermöglicht wird. Wenn die Öffnung in den Werkstücken 156 & 158 ausgebildet ist, kann die Niethülse 104 in die Öffnung eingeführt werden, bis der vergrößerte abgeflachte Kopf 106 an der Außenfläche 160 des äußeren Werkstücks 156 anliegt.
9 veranschaulicht die Nietanordnung 100 nach der Anwendung einer rückwärts gerichteten Zugkraft auf die Welle 114, was die Nietanordnung 100 setzt. Zum Setzen der Nietanordnung 100 kann der hintere Abschnitt der Welle 114 durch ein Nietwerkzeug, ein Greifwerkzeug oder dgl. erfasst werden und axial von der äußeren Oberfläche 160 des Werkstücks 156 weggezogen werden. Dieses axiale Zurückziehen bewirkt, dass der Schulterabschnitt 112 die Niethülse 114 verformt. Wenn der Schulterabschnitt 112 (und der selbstschneidende und der selbstpolierende Kopf 110) in die Niethülse 104 gezogen wird, spreizt die abgeschrägte obere Fläche des Schulterabschnitts 112 die Hülse 104 radial. Diese Aktion bewirkt, dass sich die Niethülse 104 spreizt, bis sie nicht mehr durch die in den Werkstücken 156 & 158 erzeugte Öffnung hindurchgeht. Ferner wird der verformte Abschnitt der Niethülse 104 gegen die Innenfläche 162 des innersten Werkstücks 154 gezogen, was die Niete an den Werkstücken 152 & 154 festzieht. Vorzugsweise ist der geschwächte Bereich reduzierten Durchmessers 118 so bemessen, dass er bei einer vorbestimmten Zugkraft bricht, die größer ist als die erforderliche Zugkraft zum Verformen der hohlen rohrförmigen Hülse 104, was es ermöglicht, dass die Hülse 104 vor dem Lostrennen der Welle 114 vollständig verformt wird.
10 stellt die Nietanordnung 100 nach dem Lostrennen der Welle 114 und dem Setzen dar. In der gezeigten Ausführungsform werden die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke 110 und der Schulterabschnitt 112 in der Niethülse aufgrund einer Interferenz zwischen dem vergrößerten Bereich 124 und der Innenfläche der Hülse 104 festgehalten. Diese Interferenz kann durch Verformen der Niethülse 104 bei der Anwendung erzeugt werden. In Ausführungsformen der Erfindung kann die abgeschrägte obere Fläche des Schulterabschnitts 112 die Niethülse 104 ferner so verformen, dass sie zumindest den Kopf 110 umschließt, um ein zusätzliches Festhalten des Kopfs 110 nach Anwendung der Nietanordnung 100 bereitzustellen.
11 veranschaulicht eine Nietanordnung 200 gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der selbstschneidende und selbstpolierende Kopf und der Schulterabschnitt von dem Nietenkörper nach der Anwendung der Nietanordnung abgelöst sind. Bei solchen Ausführungsformen, bei denen die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke 202 zum Abfallen gebracht wird, kann der Schulterabschnitt 204 des Dorns 206 eine Fläche 208 mit einem abgeschrägten inneren Abschnitt 110 und einem flachen plattenförmigen äußeren Abschnitt 212 aufweisen. Vorzugsweise spreizt der abgeschrägte innere Abschnitt 210 anfänglich das untere Ende der Niethülse 214. Der flache plattenförmige Außenabschnitt 212 flacht dann die Hülse 214 an der Innenfläche 216 des innersten Werkstücks 218 ab, was es ermöglicht, dass der selbstschneidende und selbstpolierende Kopf 202 und der Schulterabschnitt 204 nach dem Lostrennen der Welle 220 abfallen. Der Schulterabschnitt 204 kann Ätzungen oder Zahnungen 222 um seinen Umfang herum aufweisen, um die von der Schnecke 202 gebildete Öffnung zu glätten und zu polieren.
Es wird nun auf die 12 und 13 eingegangen, in denen eine Nietanordnung 300, die einen selbstschneidenden und selbstpolierenden Kopf gemäß einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendet, beschrieben wird. Die Nietanordnung 300 umfasst einen Nietenkörper 302 mit einer hohlen rohrförmigen Niethülse 304 und einem vergrößerten abgeflachten Kopf 306, der einen Dorn 308 mit einer Welle 310 und einer selbstschneidenden und selbstpolierenden Schnecke 312 umgibt. Die selbstschneidende und selbstpolierende Schnecke 312 besteht aus einer allgemein konischen, mit Gewinde versehenen Trommel 314 mit einer selbstschneidenden Spitze 316, einem Schneidabschnitt 318 und optional einem Polierabschnitt 320. In der dargestellten Ausführungsform ist die selbstschneidende Spitze 316 zugespitzt (das heißt, sie weist keine anfängliche Kontaktkante 136 auf (4), oder sie hat eine anfängliche Kontaktkante 136 von Nenngröße) zum Ausbilden oder Schneiden einer Öffnung in dem Werkstück durch Durchtrennen und Abtragen von Werkstückmaterialien, was ein einfacheres Schneiden oder Starten der Nietanordnung in dem Werkstücks ermöglicht. Eine Nut 322 ist allgemein longitudinal in dem Schneidabschnitt 318 der Trommel 314 ausgebildet. Die Nut 322 kann sich bis zu verschiedenen Tiefen in der Trommel 314 erstrecken und kann verschiedene Formen je nach dem Material des Werkstücks, für die die Nietanordnung 300 gestaltet ist, aufweisen. Beispielsweise kann, wie gezeigt ist, die Nut 322 einen allgemein V-förmigen Querschnitt haben, der sich von der selbstschneidenden Spitze 316 zum Schulterabschnitt 320 erstreckt, wobei die Tiefe der Nut 322 longitudinal entlang der Trommel 314 von der Spitze 316 bis zum Schulterabschnitt 324 zunimmt.
Abgestufte vordere Schneidkanten 326 und hintere Schneidkanten 328 können in dem Schneidabschnitt 318 der Schnecke 312 entlang der Nut 322 hinter der selbstschneidenden Spitze 316 ausgebildet sein. Wie die Schneidkanten 140 & 142 der 1 bis 5 entfernen die vorderen Schneidkanten 326 nach und nach Werkstückmaterial(ien), die dann von der Nut 322 abgeführt werden können. Auf diese Weise wird die erforderliche Drehmomentgröße zum Ansetzen der Nietanordnung 300 an einem Werkstück im Vergleich zu herkömmlichen selbstbohrenden Nietanordnungen wesentlich verringert. Ferner können, wie die Schneidkanten 140 der 1 bis 5B, die vorderen Schneidkanten 326 und hinteren Schneidkanten 328 im wesentlichen parallel zu der Längsachse 330 der Schnecke 312 sein, oder sie können in Bezug auf die Längsachse 330 abgewinkelt sein, je nach der Anwendung, in der die Nietanordnung 300 anzuwenden ist, den Materialeigenschaften der Werkstücke, in die die Nietanordnung 300 einzusetzen ist, der von jeder Schneidkante 326 zu entfernenden Materialmenge und dgl..
Auf ähnliche Weise können die polierende vordere Kante 332 und hintere Kante 334 in dem Polierabschnitt 320 der selbstschneidenden und selbstpolierenden Schnecke 312 entlang der Nut 322 hinter dem Schneidabschnitt 318 und vor der Schulterabschnitt 322 ausgebildet sein. Wie die Polierkanten 148 & 150 der 1 bis 5B entfernen die polierenden Vorder- und Hinterkanten 332 & 334 etwaige Abtragungen (zum Beispiel von dem Werkstück durch den Kopf 110 weggebohrtes Material), damit eine saubere, im wesentlichen gratfreie Öffnung durch das/die Werkstück(e) hinterlassen wird, durch die Niethülse 304. Ferner können die Polierkanten 148 & 150 der 1 bis 5, die Polierkanten 332 & 334 im wesentlichen parallel zu der Längsachse 330 sein oder können in Bezug auf die Längsachse 330 abgewinkelt sein, je nach der Anwendung, in der die Nietanordnung 300 anzuwenden ist, den Materialeigenschaften der Werkstücke, in die die Nietanordnung 300 einzusetzen ist, der von den Polierkanten 332 & 334 zu entfernenden Materialmenge und dgl..
14 bis 16 veranschaulichen Bolzen-Nietanordnungen gemäß exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Bolzen-Nietanordnungen 400, 500 & 600 umfassen einen hohlen Nietenkörper 402, 502 & 602, der jeweils einen Dorn 404, 504 & 604 umgibt. Wie gezeigt ist, umfasst jeder der Nietenkörper 402, 502 & 602 eine hohle rohrförmige Hülse 406, 506 & 606 sowie einen Gewindebolzenkopf 406, 508 & 608, die durch einen vergrößerten abgeflachten Kopf oder Flansch 410, 510 & 610 getrennt sind. Der Nietenkörper 402, 502 & 602 kann aus Stahl, Aluminium, Kunststoff, Verbundmaterial oder einem anderen erwünschten Nietenmaterial hergestellt sein. Der Dorn 404, 504 & 604 kann einen selbstschneidenden und selbstpolierenden Kopf 412, 512 & 612 (z.B. den in den 4 und 5 gezeigten Kopf 110 oder alternativ den in den 12 und 13 gezeigten Kopf 312) umfassen, einen Schulterabschnitt 414 & 514 und eine Welle 416, 516 & 616. Der Dorn 404, 504 & 604 kann aus Stahl, Aluminium, Kunststoff, Verbundmaterial oder einem anderen Material gefertigt sein, das vorzugsweise eine höhere Zugkraft aufweist als das Nietenkörpermaterial.
Bei bestimmten Anwendungen kann es erwünscht sein, dass der Gewindeabschnitt eines Bolzenkopfs 408, 508 & 608 mehrere Gewindesätze aufweist. Ein separater Kopf kann so geformt sein, dass diese Mehrfachgewinde ihre Innengewinde abstreifen, wenn sie auf den Nietenkörper geschraubt werden. Sobald sie auf den Gewindeabschnitt geschraubt sind, kann der Kopf nicht mehr entfernt werden. Auf diese Weise kann der Kopf an dem Nietenkörper festgezogen und permanent festgehalten werden. Eine zweite Mutter kann so geformt sein, dass sie ein Gewindemuster aufweist, das demjenigen des Nietenkörpers entspricht, so dass es nicht abgestreift wird und infolgedessen entfernbar sein kann. Muttern, die zur Verwendung mit Bolzen-Nietanordnungen 400, 500 & 600 geeignet sind, können von Muttern mit sechseckigem Kopf und Flügelmuttern bis zu verschiedenen Spezialformen variieren, wie sie durch die Anwendung erforderlich sind. Zusätzliche Werkstücke, andere Komponenten und dgl. (nicht gezeigt) können abnehmbar an dem Gewindebolzenkopf angebracht und durch die Mutter gesichert sein.
14 veranschaulicht eine Nietanordnung 400 mit einem Nietenkörper 402, der einen vergrößerten abgeflachten Kopf oder Flansch 410 mit einer konkaven Innenfläche 418 und einer konvexen Außenfläche 420 aufweist. Vorzugsweise zieht beim Anbringen der Nietanordnung 400 ein axiales Zurückziehen des Dorns 404 den vergrößerten abgeflachten Kopf 410 gegen die Außenfläche 422 des äußeren Werkstücks 424, wobei seine konkave Innenfläche 418 komprimiert und abgeflacht wird. Wenn der geschwächte Bereich 426 am Dorn 404 bricht und die Welle 416 freigegeben wird, versucht die konkave Innenfläche 418 ihre ursprüngliche Form zurückzugewinnen, was bewirkt, dass der Rand 430 der Innenfläche 418 eine federartige Kraft auf die Außenfläche 422 aufbringt. Diese Kraft hält die Werkstücke 424 & 432 eng zwischen dem Kopf 410 und dem verformten Abschnitt der Hülse 406 des Nietenkörpers. Infolgedessen kann der Kopf 410 seine Anliegekraft erhöhen und eine Drehung des Nietenkörpers 400 mit oder ohne Sicherungsscheibe oder gezahnte Innenfläche verhindern.
Der Kopf oder Flansch des Nietenkörpers 402, 502 & 602 kann einen Teil einer einstückigen Nieteneinheit bilden (z.B. den vergrößerten abgeflachten Kopf 410), oder er kann entfernbar sein (z.B. die entfernbaren Köpfe 510 & 610). in 15 ist ein Nietenkörper 500 dargestellt, der aus einem einzelnen Rohr 518 mit einem Gewindeabschnitt 520 gebildet ist, welcher an dem Hülsenabschnitt 506 anliegt und den Bolzenkopf 508 bildet. Der vergrößerte abgeflachte Kopf 510 umfasst eine Gewindeöffnung 522, so dass er auf den Gewindeabschnitt 520 geschraubt werden kann und somit entfernbar ist. In exemplarischen Ausführungsformen kann der vergrößerte abgeflachte Kopf 510 eine Sechskant-Gestaltung ähnlich einer standardmäßigen Mutter aufweisen, oder kann alternativ Zylinderform aufweisen. Zusätzlich kann der vergrößerte abgeflachte Kopf 510 gezahnte Innenflächen 524 (und Außenflächen) aufweisen, je nach den Anforderungen der Anwendung. Diese gezahnten Oberflächen 524 können dazu dienen, die Oberflächenreibung zwischen dem Nietenkopf 510 und der Außenfläche 526 des Werkstücks 528 zu erhöhen, um eine Drehung der Bolzen-Nietanordnung 500 zu vermeiden, was die Notwendigkeit einer Sicherungsscheibe eliminiert (14). Die gezahnten Oberflächen 524 können ferner dazu dienen, eine Drehung der Bolzen-Nietanordnung 500 während des Lockerns und/oder Festziehens einer Mutter am Bolzenkopf zu verhindern. Alternativ kann, wie in 16 gezeigt ist, eine Sicherungsscheibe 616 anstelle von gezahnten Oberflächen verwendet werden, um eine Drehung der Nietanordnung 600 und ein Entfernen des Kopfs 608 zu vermeiden. Die Sicherungsscheibe 616 kann die Niethülse 606 kreisförmig umgreifen und zwischen dem vergrößerten abgeflachten Kopf und der oberen Oberfläche 618 eines Werkstücks 620 eingeschlossen sein.
In der in 16 gezeigten Ausführungsform ist der geschwächte Bereich 626 am Dorn 604 so positioniert, dass eine Länge 628 der Welle 616 im Nietenkörper 602 nach der Lostrennung des hinteren Abschnitts der Welle 616 verbleibt. Vorzugsweise ist die Länge 628 so bestimmt, dass ein Zerbrechen der Welle 616 an einem Punkt möglich wird, der im wesentlichen mit dem Ende des Bolzenkopfs 608 fluchtet. Auf diese Weise füllt die Länge 628 im wesentlichen den hohlen Abschnitt des Nietenkörpers 602 aus und verbessert seine Festigkeit.
1 bis 16 veranschaulichen Schnecken bzw. Schrauben, die so gestaltet sind, dass sie im Uhrzeigersinn beim Einsetzen gedreht werden. Fachleuten ist es jedoch ersichtlich, dass die hier dargestellten Schnecken alternativ auch so gestaltet sein können, dass sie beim Einsetzen im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Auf ähnliche Weise sind in den 14 bis 16 Bolzenköpfe mit Gewinden im Uhrzeigersinn gezeigt. Es können aber auch Bolzenköpfe gemäß der vorliegenden Erfindung mit umgekehrten Gewinden versehen sein (das heißt, sie können Gewinde im Gegenuhrzeigersinn aufweisen).
Es wird davon ausgegangen, dass die selbstpolierende und selbstschneidende Nietanordnung der vorliegenden Erfindung und viele ihrer damit verbundenen Vorteile durch die vorstehende Beschreibung verständlich sind. Es wird auch davon ausgegangen, dass die verschiedenen Änderungen in der Form, dem Aufbau und der Anordnung der Komponenten hiervon vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen oder ohne alle ihre materiellen Vorteile zu opfern. Die hier vorstehend beschriebene Form ist lediglich eine erläuternde Ausführungsform hiervon. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche solche Änderungen umfassen und mit einbeziehen.

Claims

Nietanordnung (100), mit: einem Nietenkörper (107) mit einer hohlen rohrförmigen Hülse (104) und einem erweiterten abgeflachten Kopf (106), der zur Anlage an der Oberfläche eines Werkstücks geeignet ist, und einem in dem Nietenkörper angeordneten Dorn (108), wobei der Dorn eine Schnecke bzw. Schraube (110) aufweist, die einen Schneidabschnitt (118) und eine Nut (138) hat, die allgemein longitudinal darin angeordnet ist, wobei die Nut mindestens eine Schneidkante in dem Schneidabschnitt bildet, wobei die mindestens eine Schneidkante für das inkrementelle Abtragen von Material von dem Werkstück geeignet ist, wenn der Dorn gedreht wird, um eine Öffnung zu schaffen, welche die hohle rohrförmige Hülse aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke bzw. Schraube ferner einen Polierabschnitt (120) umfasst, und die Nut ferner mindestens eine Polierkante (148, 150) in dem Polierabschnitt bildet, die zum Polieren der durch die mindestens eine Schneidkante geschaffenen Öffnung geeignet ist.
Nietanordnung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Schneidkante eine vordere Schneidkante und eine hintere Schneidkante umfasst, die an gegenüberliegenden Seiten der Nut ausgebildet sind.
Nietanordnung nach Anspruch 2, wobei sich die vordere Schneidkante von einer Longitudinalachse der Schnecke weiter nach außen erstreckt als die hintere Schneidkante.
Nietanordnung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Schneidkante parallel zu einer Longitudinalachse der Schnecke ist.
Nietanordnung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Schneidkante einen Winkel in Bezug auf eine Longitudinalachse der Schnecke bildet.
Nietanordnung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Schneidkante gekrümmt ist.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Polierkante (148, 150) eine vordere Polierkante (148) und eine hintere Polierkante (150) umfasst, die an gegenüberliegenden Seiten der Nut (138) ausgebildet sind.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 7, wobei die vordere Polierkante (148) sich von einer Longitudinalachse der Schnecke weiter nach außen erstreckt als die hintere Polierkante.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Polierkante (148, 150) parallel zu einer Longitudinalachse (174) der Schnecke (110) ist.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Polierkante (148, 150) einen Winkel (8) in Bezug auf eine Longitudinalachse der Schnecke bildet.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Polierkante (148, 150) gekrümmt ist.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei die Schnecke (110) eine Spitze (116) aufweist, die zum Selbstschneiden der Öffnung geeignet ist.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 12, wobei die Spitze (116) einen Punkt (134) aufweist, der das Werkstück durchbohren kann, wobei sich der Punkt in einen Schneidzahn zum Entfernen von Werkstückmaterial erstreckt.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei die Schnecke (110) ferner ein Gewinde (154) zum Ziehen der Schnecke durch das Werkstück umfasst.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 14, wobei der Polierabschnitt (120) konisch zuläuft und wobei das Gewinde (154) in den Polierabschnitt übergeht.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 1, ferner mit einem mit Gewinde versehenen Bolzenkopf (408), der sich von dem erweiterten abgeflachten Kopf (410) gegenüber der hohlen, rohrförmigen Hülse (404) erstreckt.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei der Dorn (108) ferner einen Schulterabschnitt (112) angrenzend an die Schnecke (110) aufweist und der Schulterabschnitt einen Außendurchmesser (130) hat, der größer ist als der Innendurchmesser der hohlen rohrförmigen Hülse (104), wobei der Schulterabschnitt die hohle rohrförmige Hülse radial komprimieren und spreizen kann, wenn der Dorn zurückgezogen wird, und ein Schaft (114) mit einem Bereich verringerten Durchmessers (118), der nach hinten von dem Schulterabschnitt beabstandet ist und so bemessen ist, dass er bei Anwendung einer vorbestimmten Zugkraft auf den Schaft ermöglicht, die Schnecke und den Schulterabschnitt abzunehmen.
Nietanordnung (100) nach Anspruch 17, ferner mit einem mit Gewinde versehenen Bolzenkopf (408), der sich von dem erweiterten abgeflachten Kopf (410) gegenüber der hohlen rohrförmigen Hülse (104) erstreckt, wobei der Bereich verringerten Durchmessers (118) so positioniert ist, dass er im wesentlichen mit einem Ende des Bolzenkopfs fluchtet, nachdem die Schnecke (110) und der Schulterabschnitt (112) abgenommen worden sind, so dass eine Länge des Schafts (114) in dem Nietenkörper (102) verbleibt.