DE68902323T2 - Blindniet. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Blindniet, und insbesondere ein Blindniet zur Befestigung in einem relativ weichen Material, beispielsweise Weichholz, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben.
• Blindniete, die angebracht oder gesetzt werden, wenn nur eine Seite des Werkstücks zugänglich ist, sind seit vielen Jahren bekannt und benutzt in Anwendungen, in denen das Niet an der blinden oder unzugänglichen Seite von zwei oder mehr über lagerten Platten hervorsteht und einen Blindkopf hinter der Blindseite der rückwärtigen Platte bildet (FR-A- 1 316 051). Es gibt jedoch auch das Erfordernis, ein Teil an einem Körper aus relativ weichem Material, beispielsweise Weichholz, dergestalt zu befestigen, daß weder das Niet, noch das Loch, in das es eingesetzt wird, die Blindseite des Körpers aus relativ weichem Material durchbricht.
• Eine solche Anwendung erzeugt verschiedene Probleme. Der vergrößerte Blindkopf muß innerhalb des Körpers aus relativ weichem Material vom Niet dergestalt gebildet werden, daß das Eingreifen des Blindkopfs innerhalb des Materials hinreichend stark ist, um dem Herausziehen zu widerstehen.
• Die Erfindung sieht in einer ihrer Ausführungsformen ein Blindniet zur Befestigung in relativ weichem Material vor, welches umfaßt:
• eine röhrenförmige Hülse und einen Dorn;
• einen vorgeformten Kopf an einem Ende des Schafts; und einen geschwächten ausdehnbaren Abschnitt des Schafts an demjenigen Ende, welches von dem Kopf entfernt ist;
• wobei der geschwächte Abschnitt der Hülse eine dünnere Wand als der nächste benachbarte Teil der Außenhaut und eine Vielzahl von geschwächten Zonen aufweist, die voneinander beabstandet entlang des Umfangs um die dünnere Wand herum angeordnet sind;
• und einen Dorn, der sich durch die röhrenförmige Hülse hindurch erstreckt, wobei der Dorn folgende Merkmale aufweist:
• einen erweiternden Kopf benachbart zu dem erweiterbaren Abschnitt der Hülse, wobei der erweiternde Kopf einen größten Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der innere Durchmesser des Abschnitts der Hülse mit dünnerer Wand und dessen Form unter dem Kopf einen auf den größten Durchmesser des Kopfes hin progressiv zunehmenden Durchmesser zumindest von dem Radius ausgehend aufweist, mit dem sie das benachbarte Ende der Hülse berührt;
• und eine Sollbruchstelle am Dorn;
• dergestalt, daß, wenn das Niet in eine Bohrung in einem Körper aus relativ weichem Material eingesetzt ist, so daß der ausdehnbare Abschnitt der Hülse in der Bohrung mit einem hinreichenden Abstand von der Oberfläche des Materials an dem zugänglichen Ende der Bohrung angebracht ist, und zunehmender Zug auf den Dorn an der Seite der Sollbruchstelle, die von dem Kopf des Dorns abgelegen ist, im bezug auf den Kopf der Hülse ausgeübt wird,
• der Dornkopf zuerst fortschreitend in den geschwächten Abschnitt der Hülse eintritt, wobei der zunehmend wachsende Durchmesser der Form unter dem Kopf bewirkt, daß der geschwächte Abschnitt entlang der Schwächungszonen aufbricht und sich in eine Mehrzahl von Stegen teilt, die auswärts in den Körper aus relativ weichem Material gepreßt werden, um das Niet darin zu verankern,
• danach die Sollbruchstelle am Dorn bricht, bevor der Dornkopf wesentlich weiter in die Hülse vordringen kann, so daß das Aufplatzen der Außenhaut in radial expandierte Stege, die in das Material eingebettet sind, auf den Endabschnitt der Hülse beschränkt wird, der von der Oberfläche des Materials an dem zugänglichen Ende der Bohrung begrenzt wird, wobei keine wesentliche Ausdehnung von zumindest des Hauptteils der verbleibenden Länge des Schaftes der Hülse erfolgt.
• Eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielhaft und im bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• Figur 1 einen axialen Längsschnitt durch die Hülse eines Niets vor Zusammenbau;
• Figur 1 die Draufsicht auf das Schwanzende der Hülse in Richtung des Pfeiles 2 in Figur 1;
• Figur 3 eine seitliche Draufsicht auf den Nietdorn vor dem Zusammenbau;
• Figur 4 zeigt das zusammengebaute Niet mit der Hülse im Axialschnitt und den Dorn in Draufsicht;
• Figur 5 eine Draufsicht auf das Niet nach Anbringung in einer Weichholztafel; und
• Figur 6 die Verwendung von zwei Nieten zur Befestigung einer Weichholztafel an einem Rahmenteil.
• Zuerst wird in bezug auf Figur 6 eine Weichholzplatte 11 beschrieben, die an einem metallischen U-Profilrahmenteil 12 mittels einer Anzahl von Nieten befestigt ist, von denen zwei nach dem Setzen mit 13 bezeichnet sind. Es wird verlangt, daß die Oberfläche 36 der Weichholzplatte 11, die von dem Rahmenteil 12 entfernt liegt, durch den Nietvorgang nicht verändert oder zerstört wird.
• Das Niet gemäß dieser Ausführungsform umfaßt eine Hülse 14 und einen Dorn 15, beide aus Stahl. Die Figuren 1 und 2 zeigen die Hülse, die röhrenförmig ist und eine Bohrung 16 aufweist, die vollständig hindurchläuft, und einen Schaft 17 umfaßt, der einen vorgeformten Kopf 18 an einem Ende und einen geschwächten Abschnitt 19 an dem anderen, oder Schwanz-Ende aufweist. Der Außendurchmesser der Hülse ist einheitlich, wobei der geschwächte Abschnitt 19 eine Wand 21 aufweist, die dünner ist als die Wand 22 des verbleibenden oder Hauptteiles des Schaftes, der diesem Abschnitt benachbart ist. Der geschwächte Abschnitt trifft den Rest des Schaftes in einer ringförmigen Schulter 23. Der geschwächte Abschnitt 19 enthält auch weitere längliche geschwächte Zonen in Form von vier V-förmigen Nuten 24, die untereinander gleich beabstandet mit einem Abstand von 900 an der Innenseite der dünneren Wand 21 der Außenhaut angebracht sind. Jede Nut 24 erstreckt sich von der Schwanzendfläche 25 des Schaftes der Hülse auf die ringförmige Schulter 23 zu, endet jedoch kurz davor. Die axiale Erstreckung des geschwächten Abschnitts 19 beträgt zwischen einem Viertel und einem Drittel der Gesamtlänge des Schafts 14 der Hülse ohne den Kopf 18.
• Der Dorn 15 ist in Figur 3 dargestellt und umfaßt einen Zugabschnitt 26, der mittels einer Sollbruchstelle 27 mit einem Stöpselabschnitt 28 verbunden ist. An dem Ende des Dorns, welches von dem Zugabschnitt 26 abgelegen ist, ist ein Ausdehnungskopf 29 angebracht. Der Zugabschnitt 26 weist einen einheitlichen Durchmesser auf, der einer engen Gleitpassung in der Bohrung 16 in der Hülse entspricht. Der größere Teil der Länge des Stöpselabschnitts 28 umfaßt einen Festhalteteil 33, der einen einheitlichen Durchmesser etwas größer (in diesem Ausführungsbeispiel um etwa 0,13 mm bei einem Durchmesser von etwa 2,6 mm) aufweist als der einheitliche Innendurchmesser des Teils 20 mit der größeren Länge der Bohrung 16 in der Hülse. Ein Ende des Festhalteteils 33 ist mit der Bruchstelle 27 über eine Abschrägung 34 verbunden.
• Der größte äußere Durchmesser des Ausdehnkopfes 29, über seinen kurzen parallelen Abschnitt 31 von einheitlichem größtem Durchmesser, ist größer als der Innendurchmesser des dünnwandigen Abschnittes 19 der Hülse und in diesem Ausführungsbeispiel gleich dem einheitlichen Außendurchmesser des Schaftes 17 der Hülse (sh. Figur 4). Der Kopf 29 hat einen Abschnitt 32 unter dem Kopf, dessen Außendurchmesser im Querschnitt eine sanft gebogene Kurve darstellt. Diese Kurve geht sanft in die Oberfläche des benachbarten Teiles des Dorns über, welcher das benachbarte Ende des Festhalteteils 33 des Dorns darstellt. Das Ende des Kopfes weist eine leicht gewölbte Oberfläche 30 auf.
• Das zusammengebaute Niet ist in Figur 4 dargestellt, wobei der Dorn durch die Bohrung der Hülse soweit eingeführt worden ist, daß der innere Rand der Schwanzendfläche 25 des Schaftes der Hülse den Dornkopf 29 ein Stück oberhalb des Beginns der gebogenen Fläche 32 unter dem Kopf berührt. Der freie Endteil des Zugabschnitts 26 des Dorns steht weit über den Kopf 18 der Hülse hinaus. Der Vorderteil des Festhalteteils 33 des Dorns ist etwa auf die Hälfte der Länge des Teils 20 der Bohrung der Hülse in diese hineingezogen worden, wodurch ein Preßsitz entsteht. Diese Pressung hält den Dorn fest in dem zusammengebauten Zustand in der Hülse. Die Außenseite des entsprechenden Abschnitts des Schaftes der Hülse kann durch diese Preßpassung des Dornteils 33 in einem Teil der Bohrung 20 leicht ausgedehnt worden sein.
• Das Niet wird in der für Blindniete üblichen Weise durch Einsetzen des Schaftes der Hülse des zusammengebauten Niets in eine Bohrung, in die es gerade paßt, bis die Unterseite des Kopfes 18 die zugewandte Seite des Werkstücks oder Teiles, welches verbunden werden soll, berührt, verwendet. Figur 5 zeigt das voll gesetzte Niet, wobei man sieht, daß ein Loch 35 von geeignetem Durchmesser durch das oben aufliegende Rahmenteil 12 in die Weichholzplatte 11 gebohrt worden ist. Dieses Loch sollte mindestens lang genug sein, um die Länge des zusammengebauten Niets unterbringen zu können, wenn die Unterseite des Kopfes 18 der Außenhaut gegen die nahe Seite des Rahmens 12 gepreßt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kommt das blinde Ende des Loches 35 nahe an die abgewandte oder unzugängliche Seite 36 der Platte 11, aber das Loch bricht nicht durch diese durch, da verlangt wird, daß diese Seite nicht sichtbar verändert wird.
• Das Niet wird mittels eines Blindnietsetzgerätes bekannter Art gesetzt. Dieses weist einen ringförmigen Amboß auf, der den Kopf 18 der Hülse des Nietes berührt, und besitzt Backen zum Greifen des Dorns und zum Ziehen, die den Zugabschnitt des Dorns greifen und auf diesen eine zunehmende Zugkraft ausüben, bezogen auf den Nietkopf. Dadurch wird der Ausdehnkopf 29 des Dorns zunehmend in den geschwächten Abschnitt 19 der Hülse hineingezogen. Der zunehmend wachsende Durchmesser des Abschnitts 32 unter dem Dornkopf übt eine radial auswärts gerichtete Kraft auf den geschwächten Abschnitt 19 der Hülse auf, die dadurch entlang der Nuten 24 bricht und sich in vier Stege 37 teilt. Diese Stege biegen sich um ihre inneren Enden nach außen unter der Kraft des vorrückenden Abschnittes 32 unter dem Kopf, und verdrängen und komprimieren das Weichholzmaterial. Die Abschrägung 34 an dem Dorn erleichtert den fortschreitenden Eintritt des Festhalteteils 33 des Dorns entlang der Bohrung. Der leicht vergrößerte Festhalteteil 33 des Dorns verlängert axial seinen Preßsitz mit der Wand der Bohrung in der Hülse. Dadurch kann die sehr geringe radiale Ausdehnung der Außenseite der Hülse sich axial auf den Kopf der Hülse hin erstrecken. Der Dornkopf 29 bewegt sich weiter, bis der Widerstand gegenüber der Fläche 32 unter dem Kopf wesentlich zunimmt, wenn diese den Bereich der inneren Enden der Nuten 24 und die ringförmige Schulter 23 erreicht, wo die Hülse stärker und dadurch wesentlich widerstandsfähiger gegen Aufplatzen und Verformung wird. Darüber hinaus widersteht der Teil des Holzes 11, der die Stege 37 umgibt, und der durch die Stege zusammengepreßt wurde, während diese nach außen gepreßt wurden, einer weiteren Auswärtsbewegung der Stege. Dadurch entsteht wiederum ein größerer Widerstand gegen eine weitere Bewegung des Dornkopfes entlang der Hülse. Wenn nun der Zug, der auf den Zugabschnitt 26 durch das Nietsetzwerkzeug ausgeübt wird, weiterhin zunimmt, bricht der Dorn an der Bruchstelle 27, die bis dahin innerhalb des Hülsenkopfes 18 liegt. Das Niet ist auf diese Weise in der Weichholzplatte 11 mittels der nach auswärts verformten Stege 37, die in dem Holzmaterial eingebettet sind, verankert, wie in Figur 5 dargestellt.
• Der Dornkopf und der Stöpselabschnitt werden in der Hülse durch das Zusammenwirken des vergrößerten Festhalteabschnitts 33 mit dem benachbarten Teil des Hülsenschaftes festgehalten. Die Anwesenheit des Dornkopfes in Berührung mit den verformten Stegen 37 des Schwanz es der Hülse verhindert, daß die Stege einwärts kollabieren, wodurch die Festigkeit der Nietverbindung geschwächt würde.
• Es ist zu beachten, daß die hauptsächliche verankernde Verformung der Stege 37 ziemlich weit entfernt von der Oberfläche der Weichholzplatte 11 liegt, die sich in Kontakt mit dem Rahmenteil 12 befindet, so daß genügend unverändertes Holzmaterial in der Nähe der Wand des Lochs 35 vorhanden ist, so daß dieses stark genug ist, um einem Herausziehen des Niets zu widerstehen. Dieser Widerstand würde durch jede wesentliche radiale Ausdehnung des Teils des Hülsenschaftes zwischen den Stegen 37 und dem Hülsenkopf 18 verringert werden, da die Materialmenge an Weichholz, die dem Herausziehen der ausgedehnten Stege widerstehen kann, reduziert würde. Eine eventuelle leichte Ausdehnung der Außenseite des Hülsenschaftes in der Nähe des geschwächten Abschnitts aufgrund des Einsetzens des Dornfesthalteabschnitts 33 in das Hülsenbohrteil 20 erfolgte beim Zusammenbau des Niets, bevor dieses in das Loch 35 in dem Holz eingesetzt wurde. Jede weitere axiale Erstreckung dieser leichten Ausdehnung bei dem Setzen des Niets hat nur einen vernachlässigbaren Effekt auf die Widerstandsfähigkeit des Niets gegen Herausziehen, die von dem Holz ermöglicht wird. Die Unterbrechung des Holzes durch die Stege ist ebenfalls ausreichend entfernt von der Blindseite 36 der Holzplatte, so daß sichergestellt ist, daß diese Oberfläche nicht gestört ist.
• Man hat festgestellt, daß, wenn das Loch 35 wesentlich kürzer ist als empfohlen, so daß die Endfläche 30 des Dornkopfes den Boden des Lochs berührt und die Unterseite des Hülsenkopfes nicht anfänglich den Rahmen 12 berühren kann, daß dann die Wirkung der Stege 37 beim Setzen des Niets den Niethülsenkopf 18 in Berührung mit dem Rahmen 12 zieht. Dadurch kann ebenfalls der Rahmen in dichten Kontakt mit der Weichholzplatte 11 gezogen werden.
• Ebenso wird festgestellt, daß eine wesentliche Toleranz im Durchmesser des Loches 35 zulässig ist, in der das gesetzte Niet noch einen wesentlichen Widerstand gegen Herausziehen aufweisen wird.
• Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des vorbeschriebenen Ausführungsbeispieles beschränkt. Beispielsweise könnte der Dornkopf 29 ohne den parallelen Abschnitt 31 gebildet werden, wobei dann die gewölbte Endfläche 30 direkt dem breiteren Ende der gebogenen Fläche 32 unter dem Kopf benachbart wäre.
• Die Schwächungszonen, die in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel durch die Nuten 24 gebildet werden, müssen sich in Längsrichtung nur hinreichend weit erstrecken, um sicherzustellen, daß der Schwanzabschnitt sich ausreichend teilt, um Stege zu bilden. Die geschwächten Zonen können so die Teilung einleiten, die sich dann über die geschwächten Zonen hinaus fortsetzt. Es ist möglich, daß die geschwächten Zonen sich überhaupt nicht in Längsrichtung erstrecken müssen, beispielsweise in dem sie durch eine Mehrzahl von Radialnuten an der Endfläche 25 der Hülse gebildet werden, unter der Voraussetzung, daß auch dann eine ausreichende Teilung in Stege erreicht wird.
• Ein Verbleiben des Dorns in der Hülse des gesetzten Nietes kann dadurch erreicht werden, daß eine stärker positive Wechselwirkung zwischen diesen beiden Teilen vorgesehen wird, beispielsweise dadurch, daß Nuten auf dem Dorn vorgesehen werden, in die die Hülse eingreift.

Claims (14)

1. Blindniet zur Verankerung in relativ weichem Material mit:

einer röhrenförmigen Hülse (14) mit einem Schaft (17);

einem vorgeformten Kopf (18) an einem Ende des Schaftes;

und einem geschwächten ausdehnbaren Abschnitt (19) des Schafts an dem Ende des Schafts, welches von dem Kopf entfernt ist;

wobei der geschwächte Abschnitt (19) der Hülse eine Vielzahl von geschwächten Zonen (24) aufweist, die um den Umfang herum voneinander beabstandet angeordnet sind;

und einem Dorn (15), der sich durch die röhrenförmige Hülse erstreckt, mit:

einem Ausdehnkopf (29), der benachbart zu dem ausdehnbaren Abschnitt (19) der Hülse angeordnet ist, und der einen größten Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser des geschwächten Wandabschnitts (19) der Hülse und der eine Form (32) unter dem Kopf aufweist, die auf den größten Durchmesser des Kopfes hin einen zunehmend wachsenden Durchmesser aufweist, zumindest ausgehend von demjenigen Radius, an dem sie das benachbarte Ende der Hülse berührt;

und eine Sollbruchstelle (27) an dem Dorn;

dergestalt, daß, wenn das Niet in eine Bohrung (35) in einem Körper aus relativ weichem Material (11) eingesetzt ist, so daß der ausdehnbare Abschnitt (19) der Hülse in der Bohrung einen hinreichenden Abstand entfernt von der Oberfläche des Materials an dem zugänglichen Ende der Bohrung liegt, und zunehmende Zugkraft im bezug auf den Kopf der Hülse auf den Dorn (15) auf der Seite (26) der Sollbruchstelle (27) ausgeübt wird, die von dem Dornkopf entfernt ist,

zuerst der Dornkopf (29) fortschreitend in den geschwächten Abschnitt (19) der Hülse eintritt, wobei der fortgesetzt zunehmende Durchmesser der Form unter dem Kopf dazu führt, daß der geschwächte Abschnitt entlang der Schwächungszonen (24) bricht, um sich in eine Vielzahl von Stegen (37) zu teilen, die auswärts in den Körper des relativ weichen Materials (11) gepreßt werden, um das Niet darin zu verankern,

dadurch gekennzeichnet, daß der geschwächte Abschnitt (19) der Hülse auch eine dünnere Wand (21) als der nächste benachbarte Teil (22) der Hülse aufweist, wodurch die Sollbruchstelle (27) des Dorns bricht, nachdem der Dornkopf (29) in den geschwächten Abschnitt (19) der Hülse, wie oben beschrieben, eingetreten ist, bevor der Dornkopf wesentlich weiter in die Hülse vordringen kann, wodurch die Teilung der Hülse in radial ausgedehnte Stege (37), die in das Material (11) eingebettet sind, auf den Endabschnitt der Hülse beschränkt wird, der von der Oberfläche des Materials an dem zugänglichen Ende der Bohrung entfernt ist, während keine wesentliche Ausdehnung von zumindest dem größeren Teil der verbleibenden Länge des Hülsenschaftes (17) erfolgt.

2. Niet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschwächte Abschnitt (19) der Hülse den gleichen Außendurchmesser aufweist, wie der nächste benachbarte Teil (22) der Hülse.

3. Niet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des geschwächten Abschnitts (19) an einer ringförmigen Schulter (23) mit dem nächst benachbarten Teil (22) zusammentrifft.

4. Niet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geschwächten Zonen (24) sich längs des geschwächten Abschnittes (19) erstrecken.

5. Niet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich längs erstreckenden geschwächten Zonen (24) kurz vor dem inneren Ende des geschwächten Abschnitts aufhören.

6. Niet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von sich längs erstreckenden geschwächten Zonen eine Anzahl Nuten (24) an der Innenseite der dünneren Wand umfassen.

7. Niet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nut (24) einen V-förmigen Querschnitt aufweist.

8. Niet nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (17) der Hülse einen einheitlichen Außendurchmesser aufweist.

9. Niet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (32) unter dem Kopf des Hülsenkopfes (29) in ihrem Durchmesser fortlaufend zunimmt, wie oben beschrieben, und in einer weich gebogenen Kurve.

10. Niet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form unter dem Kopf wie vorher beschrieben fortlaufend zunimmt von dem Durchmesser des benachbarten Teils (33) des Dorns (15) zu dem größten Durchmesser des Kopfes (29).

11. Niet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (33, 17) zum Festhalten des Dornkopfes (29) in Eingriff mit den nach auswärts verformten Stegen (37), um einen folgenden Einwärtskollaps dieser Stege zu verhindern.

12. Niet nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhaltevorrichtung durch einen Teil (33) des Dorns gebildet wird, der einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der anfängliche Durchmesser des Teils der Hülsenbohrung, in den er eingezogen worden ist.

13. Niet nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Festhaltevorrichtungsteil (33) des Dorns mit größerem Durchmesser sich im wesentlichen bis zur Sollbruchstelle (27) erstreckt.

14. Niet nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Festhaltevorrichtungsteil (33) des Dorns mit der Sollbruchstelle (27) durch eine Verjüngung (34) verbunden ist.