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Nietverfahren und -vorrichtung Bei, Nietverbindungen im Stahlbau ist
insbesondere Rücksicht auf die wechselnde Beanspruchung zu nehmen. Es hat sich gezeigt,
daß eine Nietverbindung gegenüber wechselnder Beanspruchung besonders widerstandsfähig
ist, wenn der Nietschaft das Nietloch nach erfolgter Nietung vollkommen ausfüllt.
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Das gewöhnliche Nietverfahren, bei welchem die Nietverbindung in einem
Arbeitsgang durch Anstauchen des Schließkopfes hergestellt wird, erfüllt nicht die
Forderung nach einem satten Ausfüllen des Nietloches durch den Nietschaft auf seiner
gesamten Länge. Man ist deshalb bereits dazu übergegangen, die N ietung in zwei
Arbeitsgängen auszuführen, indem man mittels geeigneter Vorrichtungen zunächst nur
den Nietschaft staucht und daran anschließend in einem zweiten Arbeitsvorgang den
Schließkopf formt.
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Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Ausfüllen des Nietloches bis
zu einem gewissen Verhältnis von Nietlänge zu Nietdurchmesser einwandfrei erreicht.
Bei außergewöhnlich langen Nieten zeigte es sich, daß der Nietschaft in der Nähe
des Setzkopfes nicht völlig an die Wandungen angestaucht wurde.
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Das Verfahren nach der Erfindung bezweckt nun, selbst bei außergewöhnlich
langen Nieten ein einwandfreies Anliegen des Nietschaftes an den Wandungen des Nietloches
auf der ganzen Nietlänge, also auch in der Nähe des Setzkopfes, zu erreichen. Der
Erfinder führt das Nichtanliegen des Nietschaftes am Setzkopfende darauf zurück,
daß beim Stauchen eines langen Nietes- zunächst der obere Teil des Nietschaftes
aufgestaucht wird und an den Lochwandungen zum Anliegen kommt. Die durch das Anliegen
an der Lochwandung auftretende Reibung wirkt sodann dem Stauchdruck, welcher infolge
der inneren Reibung im Werkstoff nach dem unteren Teile des Nietschaftes zu ohnehin
schon abnimmt, entgegen. Der übliche Stauchdruck wird dann nicht mehr genügen, um
die Reibung an der Lochwand zu überwinden und außerdem noch den unteren Teil des
Nietschaftes aufzustauchen. Der Nietschaft wird also wahrscheinlich in seinem unteren
Teil das Nietloch nicht vollkommen ausfüllen. Hinzu kommt noch, daß beim Einziehen
des warmen Nietes in die kalten Bleche die Außenwandung des Nietschaftes stärker
abgekühlt wird als der Kern. Die abgekühlte Außenwandung besitzt aber eine höhere
Festigkeit als der noch warme Kern des Nietes und stellt naturgemäß der Fortpflanzung
des Stauchdruckes auf den unteren Teil des Nietschaftes einen größeren Widerstand
entgegen als der noch vollkommen bildsame Kern. Die Preßflächen der üblichen Stauchstempel
sind.
eben ausgebildet und stauchen daher den Nietschaft in seinem
ganzen Querschnitt.
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Um nun im unteren Teil des Nietschaftes auch bei langen Nieten ein
völliges Ausfüllen des Nietloches zu erreichen, schlägt der Erfinder vor, den Nietschaft
zunächst in an sich bekannter Weise mit einem auf den gesamten Nietquerschnitt wirkenden
Stauchstempel v orzustauchen, anschließend eine weitere Stauchung vorzugsweise des
mittleren Teiles des Nietschaftquerschnittes vorzunehmen und dann erst den Schließkopf
zu bilden.
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Es ist zwar bekannt, den Niet im mittleren Teil seines Querschnittes
besonders zu stauchen, jedoch läßt sich mit den bekannten Verfahren die völlige
Ausfüllung des Nietloches auf der gesamten Länge nicht erreichen, da die Stauchung
des mittleren Teiles bei dem einen Verfahren erst ganz am Ende des gesamten Nietvorganges
erfolgt, nachdem bereits der Schließkopf gebildet ist. Der Stauchdruck wird also
zu einem Zeitpunkt angesetzt, in welchem der Niet bereits so weit erkaltet ist,
daß die Stauchung des mittleren Teiles des Nietquerschnittes sich nicht mehr in
die Tiefe auswirken kann, da der Niet auch bereits im Innern sehr stark abgekühlt
ist.
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Das zweite bekannte Nietverfahren, bei welchem der mittlere Teil des
OOuerschnitts gestaucht wird, dient dazu, bei Scharniergelenken u. dgl. den Grat
der versenkten Nietköpfe eines kalt genieteten Bolzens dadurch zubeseitigenbzw:unwirksam
zumachen, daß die Nietköpfe und der angrenzende Teil der Werkstückoberfläche mittels
gewölbt geformter Werkzeuge gegenüber der Werkstückoberfläche eingedrückt werden.
Ein sattes Ausfüllen der Bohrungen der durch den Bolzen gelenkig miteinander zu
verbindenden Teile darf aber im Gegensatz zum Verfahren nach der Erfindung bei dem
bekannten Verfahren nicht stattfinden, da sonst die Drehbarkeit des Scharniers unmöglich
gemacht würde.
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Es .ist weiterhin noch ein Nietverfahren bekannt, bei welchem das
aus dem- zu nietenden Blechpaket herausragende Ende des Nietschaftes vor dem Bilden
des Schließkopfes gestaucht wird. Dies hat den Zweck, am oberen Blech des Blechpaketes
den Niet aufzubauchen, so daß sich ein Wulst bildet, welcher die Bleche zusammenhalten
soll. Um dies in einwandfreier Weise zu erreichen, muß naturgemäß der Niet, soweit
er in dem Blechpaket ist, bereits derart abgekühlt sein, daß er die durch das Zurückfedern
der Bleche auftretenden Kräfte aufnehmen kann, d. h. er muß auch bereits in seinem
Innern abgekühlt sein. Es kann also auch bei diesem Verfahren nicht die Wirkung
eintreten, die beim Verfahren nach der Erfindung durch das Stauchen des mittleren
Teiles des Nietquerschnitts vor Bildung des Schließkopfes erreicht wird, nämlich
die Fortpflanzung des Stauchdruckes in dem innen noch bildsamen Kern bis zum Setzkopfende
hin.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird dagegen der mittlere Teil
des Nietschaftquerschnitts vor der Bildung - des Schließkopfes gestaucht, also zu
einem Zeitpunkt, in welchem der innere Kern des Nietes noch verformbar ist. Der
Stauchdruck kann sich also in dem Innern des Nietes fortpflanzen, ohne nennenswerten
Widerstand zu finden. Hierdurch wird erreicht, daß die Nietwandungen, selbst an
dem Setzkopfende noch, durch die Stauchung des mittleren Teils des Nietes aufgebaucht
werden und somit selbst bei außergewöhnlich langen Nieten auch am Setzkopfende zum
Anliegen kommen.
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Zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung kann der für die zweite
Stauchung vorgesehene Stempel entweder in seiner ganzen Preßfläche kegelförmig,
hyperbolisch oder kugelartig ausgebildet sein, oder es kann lediglich in der Mitte
der Preßfläche eine kegelförmige, hyperbolische oder kugelartige Erhöhung vorgesehen
sein.
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Eine weitere, besonders zweckmäßige Ausführungsform des Stauchwerkzeuges
ergibt sich, wenn der Stauchstempel aus zwei ineinander beweglichen, gleichachsig
angeordneten Stempeln besteht. Beim Stauchen werden zunächst beide Stempel gleichmäßig
vorgedrückt, so daß der Stauchdruck gleichmäßig auf den ganzen Nietquerschnitt wirkt
und somit die gleiche Wirkung erzielt wird wie beim Stauchen mittels eines einzigen
Preßstempels. Um nun den weiteren Stauchdruck vorzugsweise auf den noch verformbaren
Kern des Nietschaftes wirken zu lassen, wird entweder der innere Stauchstempel allein
weiterbewegt, oder es werden beide Stempel vorwärts gedrückt, wobei sich der innere
Stempel gegenüber dein äußeren Stempel vorschiebt.
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In den Abbildungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Stauchvorrichtung
zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen Abb. i einen
Stauchstempel mit kegelig ausgebildeter Preßfläche, Abb. a eine Vorrichtung mit
zwei ineinander beweglichen Stauchstempeln und Abb.3 einen Stauchstempel mit in
der Mitte hyperbolisch erhöhter Preßfläche.
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Bei der in Abb. i dargestellten Ausführungsform des Stauchwerkzeuges
nach der Erfindung ist i das zu nietende Blechpaket, welches durch die Gegenhaltevorrichtung
a und die Backen 3 der Stauchvorrichtung zusaminengepreßt
wird.
Bei der Nietung -wird zunächst ein Stempel mit ebener Preßfläche in die Stauchvorrichtung
eingeführt und der Nietschaft in seinem vollen Ouersclinitt gedrückt. Dabei wird
bereits der Nietschaft auf einen beträchtlichen Teil seiner Länge in Richtung zum
Setzkopf hin zum Anliegen kommen. Um auch ein Anliegen des Nietes bis ganz an den
Setzkopf heran zu erreichen, erfolgt anschließend eine Stauchung mittels eines Stauchsteinpels,
welcher eine nach der Mittelachse zu erhabene Preßfläche besitzt, so daß der Stauchdruck
dieses Stempels vorzugsweise auf den inneren Kern des Nietes einwirkt. Derartige
Preßstempel sind in den Abb. i und 3 gezeigt, wobei der Preßstempel 5 nach Abb.
i eine Preßfläche in Form eines Kegels besitzt und wobei zur Erzielung der günstigsten
Stauchwirkung der Kegel einen Winkel zwischen ioo und 17o° einschließt. -Bei dem
Stauchstempel nach Abb. 3 wird die vorgewölbte Preßfläche durch Anordnung einer
warzenförmigen Erhöhung in der Mittelachse der Preßfläche ergielt.
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In der Abb. 2 sind 7 und 8 die beiden Stauchstempel. Die Arbeitsweise
dieser Ausführungsform ist folgende: Die Stauchstempel 7 und 8 drücken zunächst
gleichmäßig auf die obere Fläche des Nietschaftes, so daß die gleiche Wirkung eintritt
wie beim Stauchen mit einem einzigen Stempel. Erst bei dem weiteren Stauchen schiebt
sich der innere Stauchstempel 8 gegenüber dem Stempel ? langsam vor, so daß der
Stauchdruck vorzugsweise auf den inneren noch bildsamen Kern des Nietschaftes wirkt.
Die Preßfläche des inneren Stempels kann eben oder ähnlich wie der Stempel nach
Abb. i ausgebildet werden. Der Antrieb der beiden Stempel kann in der üblichen Weise
durch Preßluft, mechanische Übertragung o.dgl. geschehen, wobei zur Erzielung der
verschiedenen Vorschübe an sich bekannte Steuerteile Verwendung finden.