DE102009035725A1

DE102009035725A1 - Selbstlochender Blindniet

Info

Publication number: DE102009035725A1
Application number: DE102009035725A
Authority: DE
Inventors: Akramullah Aminy; Martin Dr.-Ing. Rohleder
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-08-01
Filing date: 2009-08-01
Publication date: 2010-04-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen selbstlochenden Blindniet (1) mit einem Dorn/Schaft (2), der eine selbstlochende Spitze (3) an seinem, den miteinander zu verbindenden Werkstücken (4, 5) zugewandten Ende trägt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Spitze (3) ein schneidendes Gewinde (9) aufweist, welches durch Rotation der Spitze (3) die Werkstücke (4, 5) kalt umformt und ein benötigtes Loch spanlos in die Werkstücke (4, 5) furcht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen selbstlochenden Blindniet mit einem Dorn, der eine selbstlochende Spitze an seinem, den miteinander zu verbindenden Werkstücken zugewandten Ende trägt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßer selbstlochender Blindniet ist beispielsweise aus der DE 20 2006 013 142 U1 bekannt, wobei eine selbstlochende Spitze dieses Blindniets zum spanlosen Bohren durch thermische Erweichung der Werkstücke durch Rotation der Spitze ausgebildet ist. Mit dem gattungsgemäßen selbstlochenden Blindniet soll das Entstehen von Spänen vermieden werden, insbesondere in Anwendungsfällen, bei denen die Blindseite nicht mehr zugänglich ist und damit auch die Späne nicht mehr aus dem Werkstück entfernt werden können.
Nachteilig am bekannten Stand der Technik ist jedoch, dass die selbstbohrende bzw. selbstlochende Spitze des Blindniets das Material während des Nietvorgangs zum Fließen bringt und sich dadurch ein Durchzug bildet, der sich störend auf einen Setzvorgang des Blindniets auswirken kann. Zudem sind bei den bekannten Blindnieten hohe Drehzahlen und Montagekräfte erforderlich und ein Verbinden unterschiedlicher Materialien mittels des Blindniets nicht ohne Vorbehandlung möglich.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen selbstlochenden Blindniet der gattungsgemäßen Art, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, welche geringere Drehzahlen und Montagekräfte erfordert und mit welcher insbesondere auch unterschiedliche Materialien miteinander verbunden werden können.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein generell aus dem Bereich von kaltlochformenden Schrauben bekanntes Montageprinzip auf einen selbstlochenden Blindniet zu übertragen und dadurch eine Montage des erfindungsgemäßen Blindniets sowohl mit geringeren Montagekräften zu ermöglichen als auch eine Verbindung von unterschiedlichen Materialien, bspw. Kunststoff und Metall, ohne separate Vorbehandlung einfach realisieren zu können. Der erfindungsgemäße Blindniet weist dabei einen Dorn/Schaft auf, der an seinem, den miteinander zu verbindenden Werkstücken zugewandten Ende eine selbstlochende Spitze trägt, wobei diese Spitze erfindungsgemäß ein schneidendes Gewinde aufweist, welches durch Rotation der Spitze die miteinander zu verbindenden Werkstücke kalt umformt und ein für das Setzen des Blindniets benötigtes Loch spanlos in die miteinander zu verbindenden Werkstücke furcht. Das spanlose Selbstfurchen der Spitze ist – wie oben erwähnt – prinzipiell aus dem Bereich von selbstfurchenden Schrauben bekannt, wobei das selbst schneidende Gewinde an der Spitze des selbstlochenden Blindniets noch weitere wesentliche Vorteile im Vergleich zu selbstlochenden Blindnieten, die sich aufgrund von thermischer Erweichung in die miteinander zu verbindenden Werkstücke bohren, aufweist:

– es erfolgt keine Spanbildung,
– es ist kein Vorlochen erforderlich,
– der erfindungsgemäße Blindniet kann auch bei nicht fluchtenden Löchern eingesetzt werden,
– das selbstschneidende Gewinde in der Spitze ermöglicht ein Fügen von artverschiedenen Werkstoffen, bspw. dass Fügen von nichtmetallischen mit metallischen Werkstoffen, ohne Vorbehandlung des nichtmetallischen Werkstoffs,
– bei der Montage des erfindungsgemäßen selbstlochenden Blindniets sind lediglich geringe Prozesskräfte erforderlich, so dass der Blindniet sowohl automatisiert als auch manuell gefügt werden kann,
– es kann eine Minimierung von Spalten bei spaltbehafteten Werkstücken (Blechen) erreicht werden,
– durch eine zweiseitige Krafteinwirkung auf die miteinander zu fügenden Werkstücke kann ein gegebenenfalls beim Furchen des Lochs auftretender Spalt reduziert werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist an einem Kopf des Blindniets eine Unterkopf-Auskehlung vorgesehen, in welcher durch den Nietvorgang verdrängtes Material aufgenommen werden kann. Sollte sich beim selbstfurchenden Eindrehen des erfindungsgemäßen Blindniets in die miteinander zu verbindenden Werkstücke durch Kaltumformen ein Ringwulst bilden, so kann dieser problemlos in der Unterkopf-Auskehlung am Kopf des Blindniets aufgenommen werden, so dass auch bei dem Vorliegen eines derartigen Ringwulstes ein zuverlässiges und flächiges Anliegen des Kopfes am zugehörigen Werkstoff und damit eine qualitativ hochwertige Nietverbindung möglich sind.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Schnitt- und Ansichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen Blindniets,
2a–2c unterschiedliche Fertigungsschritte beim Herstellen einer erfindungsgemäßen Blindnietverbindung.
Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßer Blindniet 1, welcher oberhalb der Mittellinie in einer Schnitt- und unterhalb der Mittellinie in einer Seitenansicht dargestellt ist, einen Dorn bzw. Schaft 2 auf, der eine selbstlochende Spitze 3 an seinem, den miteinander zu verbindenden Werkstücken 4 und 5 zugewandten Ende trägt (vgl. insbesondere die 2a–2c). Die Spitze 3 ist dabei zum kaltumformenden, spanlosen Bohren der Werkstücke 4, 5 mittels Rotation der Spitze 3 ausgebildet. Selbstredend können dabei auch mehr als zwei Werkstücke 4, 5 durch den erfindungsgemäßen Blindniet 1 miteinander verbunden werden. In einem zwischen der Spitze 3 und einem Kopf 6 gelegenen Bereich, ist eine Niethülse 7 vorgesehen, deren Außendurchmesser kleiner ist als der größte Durchmesser der Spitze 3, so dass sich die Niethülse 7 an der Spitze 3 beim Nietvorgang abstützen kann.
Vorzugsweise ist dabei ein Außendurchmesser der Niethülse 7 ungefähr gleich demjenigen der Spitze 3. Der Kopf 6 und die Niethülse 7 sind dabei vorzugsweise einstückig ausgebildet, wobei an dem Kopf 6 eine Unterkopfauskehlung 8 vorgesehen ist, in welcher sich durch den Nietvorgang verdrängtes Material sammeln bzw. dort aufgenommen werden kann.
Erfindungsgemäß weist nun die Spitze 3 des Blindniets 1 ein schneidendes Gewinde 9 aufweist, welches durch Rotation der Spitze 3 die Werkstücke 4, 5 kalt umformt und ein für den Nietvorgang benötigtes Loch spanlos in die miteinander zu verbindenden Werkstücke 4, 5 furcht.
Die Spitze 3 des erfindungsgemäßen Blindniets 1 funktioniert dabei mittels des selbstschneidenden Gewindes 9 ähnlich wie ein kaltlochformende Schraube, bei der weder ein Vorlochen erforderlich ist, noch einzelne Löcher der jeweiligen Werkstücke 4, 5 zueinander fluchten müssen. Für eine insbesondere zweiseitige Kraftausübung auf die miteinander zu fügenden Werkstücke 4, 5 kann darüber hinaus ein eventuell beim Furchen des für den Nietvorgang erforderlichen Lochs auftretender Spalt reduziert werden. Darüber hinaus ist das Aufbringen einer Klemmkraft auch ohne einen Niederhalter möglich. Von besonderem Vorteil des erfindungsgemäßen Blindniets 1 ist jedoch, dass mit diesem auch Werkstücke 4, 5 mit unterschiedlichen Werkstoffen miteinander gefügt werden können. Insbesondere können dabei auch metallische und nichtmetallische Werkstücke 4, 5 problemlos miteinander verbunden werden.
Im Vergleich zu bisher bekannten Blindnieten, bei welchen ein Lochungsvorgang bspw. durch thermische Erwärmung erreicht wurde, sind beim Einsatz des erfindungsgemäßen Blindniets 1 lediglich deutlich geringere Prozesskräfte erforderlich, so dass dieser sowohl bei einem automatisierten als auch bei einem manuellen Fügen eingesetzt werden kann. Generell wird somit das Prinzip der selbstschneidenden Schrauben erstmals auf den erfindungsgemäßen Blindniet 1 übertragen. Zur besseren Übertragung eines Drehmoments kann der Schaft/Dorn 2 zusätzlich zumindest bereichsweise abgeflacht sein oder eine eckige Außenkontur aufweisen.
Generell gestaltet sich der Nietvorgang wie folgt:
Die miteinander zu verbindenden Werkstücke 4 und 5 werden zueinander ausgerichtet und anschließend der Blindniet 1 an einer vorgegebenen Position angeordnet. Anschließend wird der Blindniet 1 in eine Rotationsbewegung versetzt und über eine Anpresskraft F gegen die beiden miteinander zu verbindenden Werkstücke 4 und 5 gepresst. Durch die Anpresskraft F und die gleichzeitige Rotation des Blindniets 1, insbesondere dessen mit dem schneidenden Gewinde 9 versehenen Spitze 3, wird das Material der Werkstücke 4 und 5 kalt umgeformt, so dass sich die Spitze 3 spanlos in die miteinander zu verbindenden Werkstücke 4, 5 furcht. Im Fertigungsschritt 2b hat der Blindniet 1 die beiden Werkstücke 4 und 5 durchdrungen, woraufhin am Schaft/Dorn 2 in üblicher Weise eine Zugkraft aufgebracht wird, die einerseits ein Zusammenpressen der beiden miteinander zu verbindenden Werkstücke 4, 5 sowie andererseits ein Aufpilsen der Niethülse 7 bewirkt. Kurz vor Fertigstellung der Nietverbindung fällt die Spitze 3 vorzugsweise ab und gleichzeitig bricht der Schaft bzw. Dorn 2 an einer Sollbruchstelle, die vorzugsweise innerhalb der miteinander zu verbindenden Werkstücke 4, 5, zumindest aber bündig mit dem Kopf 6 abschließt, so dass die Nietverbindung auf beiden Seiten keine eine Verletzungsgefahr aufweisenden Konturen besitzt. Mit dem erfindungsgemäßen Blindniet 1 ist es somit möglich, zumindest zwei miteinander zu verbindende Werkstücke 4, 5 spaltlos und damit korrosionsgeschützt miteinander zu verbinden.
Generell kann bei dem erfindungsgemäßen Blindniet 1 auch eine mögliche Verletzungsgefahr, bspw. durch ein Abbrechen des Schafts/Dorns 2 am Übergang der Spitze 3 zum Schaft 2 reduziert werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Spitze 3 nicht abfällt, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn sich auf der vom Kopf 6 des Blindniets 1 abgewandten Seite der Werkstücke 4, 5 ein Hohlraum befindet und die abgefallene Spitze 3 lose im Hohlraum verbleiben würde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202006013142 U1 [0002]

Claims

Selbstlochender Blindniet (1) mit einem Dorn/Schaft (2), der eine selbstlochende Spitze (3) an seinem, den miteinander zu verbindenden Werkstücken (4, 5) zugewandten Ende trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (3) ein schneidendes Gewinde (9) aufweist, welches durch Rotation der Spitze (3) die Werkstücke (4, 5) kalt umformt und ein benötigtes Loch spanlos in die Werkstücke (4, 5) furcht.
Selbstlochender Blindniet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Kopf (6) des Blindniets (1) eine Unterkopfauskehlung (8) vorgesehen ist, in welcher durch den Nietvorgang verdrängtes Material aufgenommen werden kann.