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Nietverbindung mit Hohlniet Die Erfindung betrifft zunächst Nietverbindungen
mit Hohlniet und in diesen eingesetztem zur Bildung des Schließkopfes durch Stauchen
der Niethülse dienendem Bolzen. Kennzeichen der Nietverbindung nach der Erfindung
ist, daß der Hohlniet und der Schließbolzen in vernietetem Zustand miteinander verklammert
sind.
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Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Hohlniet mit Schließbolzen
für eine derartige Nietverbindung. Erfindungsgemäß ist der Schließbolzen an der
Verklammerungsstelle mit profilierter Fläche, z. B. Ringnuten oder Gewinde, versehen,
in deren Vertiefungen der Werkstoff des Hohlnietes zwecks Verklammerung von Hohlniet
und Schließbolzen eindrückbar ist.
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Bei den bekannten Nietverbindungen mittels Hohlniets und Schließbolzens
fehlte die das Hauptmerkmal der Erfindung bildende Verklammerung des Schließbolzens
mit dem Hohlniet. Diese ist aber für die Festigkeit der Nietverbindung von erheblicher
Bedeutung. Der Schließbolzen dient bei den bekannten Nietverbindungen und Nieten
zur Kopfbildung, und zwar erfolgt die Kopfbildung dadurch, daß auf den Schließbolzen
ein so erheblicher Zug ausgeübt wird, daß der Werkstoff des Hohlnietes unter dem
Druck des Schließbolzenkopfes zu einem Schließkopf verformt wird. Nach der Bildung
des Schließkopfes wird der Schließbolzen in der Regel an einem Reißkerb abgerissen,
so daß er möglichst nicht mehr aus dem Hohlniet hervorsteht. Nun tritt im Augenblick
des Abreißens des freien Endes des Schließbolzens eine Entlastung des Schließbolzens
ein, und diese führt dazu, daß alle Formänderungen, soweit sie federnd waren, von
selbst zurückgehen. Es dehnt sich also der Hohlniet in seiner Achsrichtung wieder
aus, und der Schließbolzen zieht sich in der Achsrichtung zusammen. Das führt zunächst
zu einer Lokkerung des Schließbolzens in der Bohrung des Hohlnietes. Weiter hat
die Rückfederung des Hohlnietes eine Lockerung der Pressung zwischen den durch den
Niet verbundenen Bauteilen zur Folge, so daß auch die Festigkeit und Dichtigkeit
der Nietstelle nach dem Abreißen des Schließbolzens etwas nachläßt.
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Wird nun der Schließbolzen mit der Niethülse vor dem Abreißen seines
freien Endes verklammert, so bleibt sein Schaft unter der zur Bildung des Setzkopfes
nötigen Spannung. Ebenso lvird der Niet und die Auflagestelle der zu verbindenden
Bauteile unter der gleichen Spannung erhalten. Demnach findet keine gegenseitige
Verschiebung von Hohlniet und Schließbolzen durch Zurückgehen der federnden Formänderungen
statt, und auch die
gesamte Nietstelle -bleibt unter dem Höchstdruck,
det> für die Vernietung aufgewendet worden ist. -,Dazu--kommt noch, .daß der ver:
klammerte Schließbolzen dem Hohlniet Kräftein Richtung der Nietachse tragen hilft.
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Nietverbindung wird also durch die fei klammerung fester, sicherer
und dichter. :" Der Hohlniet nach der Erfindung kann sowohl wohl für Nietverbindungen
mit erhabenem wie versenktem Kopf verwendet werden. Im letzteren Falle wird, um
die Verklammerung herbeiführen zu können, in eine abgesetzte Bohrung des versenkten
Kopfes ein bildsamer Ring eingesetzt, der in den Hohlrauen des Setzkopfes so einpreßbar
ist, daß er den Hohlraum - ausfüllt und in die Vertiefungen des profilierten Teiles
des Schließbolzens eindringt Andere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele für Niete und
Nietverbindungen nach der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt für sich allein einen Schließbolzen, Fig. 2 den Schließbolzen
und den Hohlniet vereinigt vor ihrer Benutzung.
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Fig. 3 stellt die halbfertige Nietverbindung nach Bildung des Schließkopfes
und vor-. dem Verklammern des Hohlnietes mit dem Schließbolzen dar. -Fig. 4 zeigt
die fertige Nietverbindung. Die Fig. 5 bis 7 sind gleichartige Darstellungen für
einen Hohlniet mit versenktem Kopf.
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Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Nietes nach der Erfindung,
in die zu verbindenden Bauteile eingesetzt, vor dem Anziehen des Schließbolzens.
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Fig. g stellt die fertige Nietverbindung zu Fig. 8 dar.
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Fig. io zeigt eine vierte Ausführungsform eines Nietes nach der Erfindung;
- in die zu verbindenden Bauteile eingesetzt, vor dem Anziehen des Schließbolzens.
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Gemäß Fig.2 ist ein Hohlniet io vorgesehen, der einen Schaft ii und
einen Setzkopf 12 hat. Die Mantelfläche des letzteren ist achsig verjüngt, z. B.,
wie .dargestellt, im Winkel von 2°. Durch den Hohlniet io hindurch erstreckt sich
ein Schließbolzen 13 (Feg. z und 2) mit Kopf 14, der an der Endfläche des Schaftes
i i des Hohlnietes anliegt. Neben diesem Kopf ist der Schließbolzen mit einer Ringnut
15 versehen, in die- das umgebördelte Ende 16 des Hohlnietes eingreift.
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Im Bereich des Setzkopfes 12 hat .der Schließbolzen 13 Nuten oder
Gewinde i8 (Feg. 2) . In der Zugrichtung vor den Nuten 18 ist ein tieferer ringförmiger
Kerb 2o vorgesehen. Vom Kerb 2o an nach außen hat der Schließbolzen 13 etwas kleineren
Durchmesser, um das Zusammensetzen der Nietteile zu er--leichtern. Der bei geschlossenem
Niet aus Srtem Setzkopf 12- hervorstehende Teil des ;;- ,chließbolzens ist außerdem
mit Nuten oder >Gewindegängen 21 versehen, um ein Erfassen des Schließbolzens durch
die Backen- einer Nietmaschine zu erleichtern.
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Im Gebrauch wird der Niet so, wie er in Fig.2 dargestellt ist, in
die Öffnung -22 der Bauteile 23 und 24 (Feg. 3) eingesetzt. Durch Erfassen des genuteten
oder mit Gewinde 21 versehenen Teiles des Schließbolzens und einen Zug auf diesen
in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung sowie Ausübung einer Gegenkraft auf
den' Setzkopf 12 in Pfeilrichtung B wird ein Ausbauchen des aus den zu vernietenden
Bauteilen herausragenden freien Endes des Nietschaftes erreicht, wodurch der ausgebauchte
flache Schließkopf 25 (Feg. 3) erzeugt wird.
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Nachdem der Schließkopf geformt ist, wird der Schließbolzen durch
fortgesetzten Zug an . dem Kerb 2o abgerissen. Infolge des großen Zuges auf den
Schließbolzen und seine Entlastung beim Abreißen tritt in seinem Schaft eine erhebliche
Rückfederung ein. Eine ähnliche Rückfederung tritt gleichzeitig im Schaft des Hohlnietes
ein. Um diese Rückfederungen und eine Lockerung durch sie z1? vermeiden, sind die
Nuten oder Gewindegänge 18 am .Schließbolzen vorgesehen, in welche anschließend
an die Bildung des Schließkopfes 25 der Werkstoff des Setzkopfes 12 radial
hineingestaucht wird, bevor der Schließbolzen an dem Reißkerb 2o abgerissen wird.
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Zu diesem Zwecke wird ein ringförmige r Amboß 27 einer Nietmaschine
auf den Setzkopf 12 aufgesetzt und nach Bildung des Schließkopfes 25 eine Matrize
28 von der Nietmaschine über den Setzkopf 12 geschoben und durch sie ein Teil seines
Werkstoffes in die Nuten oder Gewindegänge 18 hineingestaucht. Die Matrize hat eine
um etwa i gegen die Achse des Nietes geneigte Führungsfläche 29 und anschließend
eine Preßfläche, die wie der Mantel des Setzkopfes 12 um etwa 2° zu der Nietachse
geneigt ist. Durch die Matrize wird der Setzkopf 12 radial zusammengestaucht (Fig.4).
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Währenddes radialen Stauchens des Setzkopfes 12 kann dieser auch achsig
in einem bestimmten Ausmaße verlängert werden, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist,
indem die Rlatrize 28 mehr Wertstoff verdrängt, als die Nuten 18 aufnehmen können.
Diese Verlängerung oder Streckung hat den Zweck, durch weiteres Anziehen -des Schließbolzens
die Nietverbindung und die Bauteile noch weiter zu dichten
Bei der
Nietverbindung gemäß Fig. 5 bis 7 ist die Niethülse mit einem sog. versenkten Kopf
30 versehen, der in eine versenkte Öffnung 31 in dem Bauteil 2.4 paßt. Der
Kopf 30 ist mit einer Bohrung 32 versehen, die größer als der Außendurchmesser
des Schaftes des Schließbolzens ist. Am inneren Ende der Bohrung #3a ist eine keglige,
etwa unter 30° geneigte Fläche 33 vorgesehen. In der Bohrung 32 liegt zunächst lose
ein Ring 34 aus einem bildsamen Werkstoff.
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Der Schließbolzen 13 ist wiederum mit Verklammerungsnuten 35,
36, 37 versehen. Die am weitesten innen liegende Nut 37 hat eine unter etwa 20°
geneigte Seitenwand 38. Wenn der Schließkopf 25 geformt ist, liegen die kegligen
Flächen 33 und38 einander gegenüber. Im Amboß .Io (Fig. 7) befindet- sich ein Preßsternpel
44 der den Ring 3.4 in die Bohrung 32 einpreßt. Dabei wirkt die Verformung des Ringes
34. gleichartig wie die des Setzkopfes 12, nämlich einerseits verklamrnernd, andererseits,
wenn sie groß genug ist, den Niet spannend und dichtend.
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In Fig. 8 sind die Bauteile als Platten 45 und .I6 mit einer Nietöffnung
47 dargestellt. Der Hohlniet hat einen Setzkopf ,49. Der Nietschaft .I8 liegt mit
seinem Teil 5o in der ÜffnUng .4; und mit seinem Teil 51 außerhalb der Öffnung 4.7.
Während der äußere Durchmesser der Teile 5o und 51 gleich ist, ist der Innendurchmesser
des Teiles 51 vergrößert, also seine Wand dünner. Hierdurch entsteht eine Schulter
52. Der innere Durchmesser des Kopfes .I9 ist, wie bei 53 gezeigt, im Durchmesser
ebenfalls erweitert. An seinem äußeren Ende kann der Teil 5 1 auf eine Länge
-a. in sich verstärkt sein, beispielsweise durch kalte Bearbeitung.
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Der Schließbolzen 55 hat einen Kopf 56 und daneben eine Nut 57. Nach
dem Einsetzen des Schließbolzens in den Hohlniet befindet sich der Kopf 56 in einem
erheblichen Abstande vom freien Ende des Hohlnietes. Neben der Schulter 52 des Hohlnietes
liegt eine Schulter 58 am Schließbolzen, s0 daß ein Aufweiten des Teiles 5o erfolgt,
wenn der Schließbolzen von der Nietmaschine weiter in den Hohlniet hineingezogen
wird.
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Innerhalb der Schulter 58 liegt der Reißkerb 59 und zwischen diesem
und dem Bolzenkopf 56 die Verklammerungsnuten 6o und ein Spreizring 61, der mit
der Erfindung nichts zu tun hat. Beim Aufweiten wird die Öffnung 4.7 in den Bauteilen
vom Niet vollständig ausgefüllt, so daß ein fester Sitz des Nietes erzielt wird
(Fig.9). Bei Sch-,vankungen in der Größe der Öffnung 47 kann sich überschüssiges
Metall ergeben, und dieser Überschuß wird vor der Schulter 58 hergetrieben und in
die erweiterte Öffnung 53 im Kopf 49 hineingedrückt. Da die hierfür erforderliche
Kraft groß sein kann, so ist es zweckmäßig, wie in Fig.8 dargestellt, den Reißkerb
in der Zugrichtung hinter die Schulter 58 zu legen, um ein vorzeitiges Abreißen
des Schließbolzens zu vermeiden.
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Der in Fig. io gezeigte Niet hat eine geringere Baulänge als der in
Fig. 8 gezeigte, weil bei ihm die Schulter 58 zum Aufweiten des Hohlnietschaftes
in der Zugrichtung hinter den Verklammerungsnuten 6o liegt. Er steht also vor dem
Anziehen des Schließbolzens nicht so weit aus den Bauteilen hervor und kann deshalb
dann mit Vorteil verwendet werden, wenn der Raum, insbesondere ein Hohlraum, eng
ist. Die Schulter 58 ist so zu legen, daß sie beim Schließen des Nietes nicht in
den Kopf 49 eintritt und ihn aufweitet.
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Die Länge und Form des Hohlnietes und des Schließbolzens müssen so
abgestimmt werden; daß in allen Fällen zunächst mittels des Schließbolzens der Schließkopf
gebildet wird und dann durch Stauchen des Setzkopfes in radialer Richtung der Hohlniet
und der Schließbolzen miteinander verklammert werden, worauf durch weitere Zugsteigerung
das hervorstehende Ende des Schließbolzens am Reißkerb abgerissen wird. Dabei kann,
wie bereits hervorgehoben, die radiale Stauchung des Setzkopfes durch die Matrize
eine übermäßige sein, ohne die Nietverbindung durch achsige Verlängerung des Setzkopfes
anzuziehen. Man verfährt beim Schließen von Nieten mit versenktem Kopf entsprechend.
Auch hier wird zuerst der Schließkopf gebildet, dann in den besonderen Hohlraum
des Setzkopfes der Verklammerungsring eingepreßt und schließlich der Schließbolzen
ab gerissen.