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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Blindniet mit einer Niethülse und einem Dorn, wobei die Niethülse einen Hülsenkopf zur Anlage an einer sichtseitigen Werkstückoberfläche sowie einen Hülsenschaft und eine Durchgangsbohrung aufweist, durch die hindurch der Dorn geführt ist, wobei der Dorn einen blindseitigen Dornkopf zur Anlage im Bereich eines blindseitigen Endes des Hülsenschaftes aufweist, und wobei der Hülsenschaft einen ersten Formabschnitt und einen zweiten Formabschnitt aufweist, der von dem ersten Formabschnitt axial beabstandet und näher an dem Hülsenkopf angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Formabschnitt ein erster Zwischenabschnitt ausgebildet ist, der beim Setzen des Blindniets einen ersten Blindkopf bilden kann, der sich zum Einrichten unterschiedlicher Klemmdicken an axial unterschiedlichen Stellen ausbilden kann.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Werkstückanordnung mit einem ersten Werkstück und wenigstens einem zweiten Werkstück, die durch einen Blindniet der genannten Art miteinander verbunden sind. Blindniete, die eine Niethülse bzw. einen Nietkörper und einen diesen durchsetzenden Dorn aufweisen, werden zum Verbinden von Werkstücken verwendet, wobei ein Zugang nur von einer Seite (der Sichtseite) möglich ist. Dabei wird der Blindniet mit dem blindseitigen Dornkopf durch vorab ausgebildete Bohrungen in den Werkstücken eingeführt. Anschließend erfolgt der Fügevorgang, indem der Dorn auf der Sichtseite von den Werkstücken abgezogen wird (bspw. mittels einer Blindnietzange). Dies führt auf der Blindseite zu einer Verformung des blindseitigen Endes des Hülsenschaftes bzw. der Ausbildung eines Blindkopfes, der nach dem Setzen an der blindseitigen Werkstückoberfläche anliegt.
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Durch das Ausbilden eines ersten und eines zweiten Formabschnittes, zwischen denen ein Zwischenabschnitt ausgebildet ist, kann der Blindniet dabei Anordnungen aus wenigstens zwei Werkstücken mit unterschiedlichen Dicken miteinander verbinden (sog. Mehrbereichsniet bzw. Niet mit variablem Grip).
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Hierbei existieren verschiedene, sich teilweise einander widerstrebende Anforderungen. Zum einen sollte der Bereich der möglichen Klemmdicken möglichst groß sein. Ferner sollte das radiale Aufweiten der Niethülse im Bereich der Werkstücke begrenzt sein. Hierdurch soll vermieden werden, dass sich Niethülsenmaterial aufgrund einer großen radialen Weitung zwischen die Werkstücke quetscht. Hier besteht zum einen die Gefahr, dass die Werkstücke aufplatzen. Ferner kann dies zu Undichtigkeiten führen (Blindniete der beschriebenen Art können ggf. auch eine abdichtende Wirkung gegenüber Fluiden erzielen).
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Ferner liegen die Werkstücke bei manchen Anwendungen in einem Ausgangszustand nicht aneinander an. In diesem Fall sollte bei der Umformung der Niethülse dafür Sorge getragen werden, dass die Werkstücke zunächst aneinander angezogen (”beigezogen”) werden, bevor der Setzvorgang abgeschlossen ist (der Dorn an einer in der Regel vorgesehenen Sollbruchstelle abreißt).
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Durch ein derartiges verbessertes Anzugs- bzw. Beizugsverhalten kann ggf. auch vermieden werden, dass eine Bedienperson eines Blindnietwerkzeuges vor dem Setzvorgang eine Vorspannkraft auf die Werkstückanordnung ausüben muss.
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Aus dem Dokument
WO 2009/098431 A1 ist ein derartiger Blindniet mit variablem Grip bekannt. Der Dornkopf ist dabei dazu ausgebildet, das blindseitige Ende des Hülsenschaftes zu umgreifen. Ferner weist der Dorn benachbart zu dem Dornkopf radiale Vorsprünge auf, die verformtes Material der Niethülse hintergreifen. Hierdurch kann verhindert werden, dass sich der Rest-Dorn nach dem Setzen und nach dem Abreißen an der Sollbruchstelle versehentlich aus der so hergestellten Werkstückverbindung löst.
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Ein weiterer Blindniet mit variablem Grip ist aus dem Dokument
EP 0 677 666 B1 bekannt.
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Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Blindniet sowie eine verbesserte Werkstückanordnung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Blindniet dadurch gelöst, dass der Hülsenschaft einen dritten Formabschnitt aufweist, der von dem zweiten Formabschnitt axial beabstandet und näher an dem Hülsenkopf angeordnet ist, wobei zwischen dem zweiten und dem dritten Formabschnitt ein zweiter Zwischenabschnitt ausgebildet ist, derart, dass der zweite Zwischenabschnitt beim Setzen des Blindniets zum Einrichten größerer Klemmdicken axial zwischen dem durch den ersten Zwischenabschnitt gebildeten ersten Blindkopf und dem Hülsenkopf angeordnet wird und beim Setzen des Blindniets zum Einrichten kleinerer Klemmdicken einen zweiten Blindkopf bildet.
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Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch eine Werkstückanordnung der eingangs genannten Art, wobei die zwei Werkstücke durch einen derartigen Blindniet miteinander verbunden sind.
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Durch den erfindungsgemäßen Blindniet wird zum einen ein großer Bereich von erzielbaren Klemmdicken ermöglicht. Bei größeren Klemmdicken wird nur ein Blindkopf erzeugt, der im Wesentlichen durch den ersten Zwischenabschnitt gebildet wird. Der zweite Zwischenabschnitt weitet sich dabei nicht oder im Wesentlichen nicht auf, so dass nicht die Gefahr einer radialen Quetschung der Werkstücke besteht. Bei kleineren Klemmdicken bildet sich aus dem ersten Zwischenabschnitt der erste Blindkopf und anschließend aus dem zweiten Zwischenabschnitt ein zweiter Blindkopf, die axial hintereinander liegen, wobei nur der zweite Blindkopf an der blindseitigen Werkstückoberfläche anliegt und für die Verbindung der Werkstücke sorgt.
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Der erfindungsgemäße Blindniet hat zudem den Vorteil, dass die miteinander zu verbindenden Werkstücke automatisch aneinander angezogen werden, auch wenn sie relativ weit voneinander beabstandet sind. Dabei werden die Werkstücke zwischen dem Hülsenkopf und dem jeweiligen Blindkopf axial verspannt, bevor der Dorn abreißt. Hierdurch kann eine sichere, insbesondere klapperfreie Verbindung erzielt werden. Bei größeren Klemmdicken sorgt der erste Blindkopf für das axiale Verspannen. Bei kleineren Klemmdicken sorgt der zweite Blindkopf für ein axiales Verspannen der Werkstücke.
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Durch die Tatsache, dass die Werkstücke mittels des erfindungsgemäßen Blindnietes miteinander verspannt werden, ist es auch nicht notwendig, dass eine Bedienperson einer Blindnietzange oder -pistole vorab eine hohe Vorspannkraft aufbauen muss, um die Werkstücke aneinander anzudrücken. Der Kraftaufwand für die Bedienperson wird hierdurch deutlich verringert.
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Unter einem Formabschnitt wird vorliegend ein Abschnitt des Hülsenschaftes verstanden, der selbst verformbar ist und/oder zu einer gezielten Verformung des Hülsenschaftes beitragen kann. Insbesondere sind die einem Zwischenabschnitt benachbarten Formabschnitte so ausgebildet, dass bei Aufbringen einer Setzkraft auf den Hülsenschaft der Zwischenabschnitt radial aufgeweitet wird, um auf diese Weise eine große Anlagefläche des jeweiligen Blindkopfes an der blindseitigen Werkstückoberfläche zu erzielen.
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Von besonderem Vorzug ist es bei der vorliegenden Erfindung, wenn die Formabschnitte so ausgebildet sind, dass zum radialen Aufweiten des zweiten Zwischenabschnittes eine höhere Kraft notwendig ist als zum radialen Aufweiten des ersten Zwischenabschnittes. Hierdurch wird erreicht, dass bei Aufbringen der Setzkraft auf den Hülsenschaft der erste Zwischenabschnitt sich als erstes radial aufweitet, und der zweite Zwischenabschnitt sich nur dann aufweitet, wenn die Setzkraft erhöht wird und gleichzeitig keine Klemmposition des ersten Blindkopfes erreicht worden ist (wie es typischerweise bei kleineren Klemmdicken der Fall ist). Denn bei kleineren Klemmdicken weitet sich zunächst der erste Zwischenabschnitt auf und wandert in axialer Richtung hin zum Hülsenkopf. Erst wenn diese Verformung weitgehend abgeschlossen ist, weitet sich auch der zweite Zwischenabschnitt auf, so dass er eine dünnere Werkstückanordnung aus zwei voneinander beabstandeten Werkstücken ergreifen kann. Bei weiterem Erhöhen der Setzkraft wandert dann auch der zweite Blindkopf in axialer Richtung hin zum Hülsenschaft und zieht damit die Werkstücke aneinander, bis der Dorn bricht.
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Das axiale Verspannen der Werkstücke (das Beiziehen) erfolgt dabei jeweils nach dem radialen ersten Aufweiten des ersten bzw. des zweiten Blindkopfes und dadurch, dass der radial aufgeweitete jeweilige Zwischenabschnitt durch das Aufbringen der axialen Setzkraft in axialer Richtung hin zum Hülsenkopf wandert. Nach dem Brechen des Dorns federn die Werkstücke ggf. leicht auf und sind mit einer restlichen axialen Vorspannung zueinander dauerhaft miteinander verbunden.
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Die Formabschnitte können auf verschiedene Art und Weise gebildet werden. Beispielsweise können diese durch eine geeignete Materialauswahl gebildet werden, ggf. auch im Vergleich zu den Zwischenabschnitten. Ferner können die Formabschnitte durch Bearbeiten eines ursprünglich zylindrischen Hülsenschaftes eingerichtet werden. Dies kann bspw. durch Bearbeitung des Außenumfanges des Hülsenabschnittes erfolgen. Vorzugsweise ist die Bearbeitung dabei spanlos. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Formabschnitte durch Kaltverformung des Hülsenschaftes eingerichtet werden.
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Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn der dritte Formabschnitt unmittelbar benachbart ist zu dem Hülsenkopf.
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Hierdurch kann ein axial kompakter Blindniet bereitgestellt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Hülsenschaft einen vierten Formabschnitt auf, der zwischen dem zweiten und dem dritten Formabschnitt angeordnet ist, wobei der zweite Zwischenabschnitt zwischen dem dritten Formabschnitt und dem vierten Formabschnitt ausgebildet ist.
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Bei dieser Ausgestaltung wird der zweite Zwischenabschnitt gezielt durch zwei Formabschnitte gebildet, die unabhängig von den Formabschnitten zur Bildung des ersten Zwischenabschnitts ausgebildet werden. Daher können der dritte und der vierte Formabschnitt und der dadurch eingerichtete Zwischenabschnitt unterschiedlich ausgebildet werden zu dem ersten und dem zweiten Formabschnitt, so dass insbesondere die erforderlichen Aufweitkräfte des zweiten und des ersten Zwischenabschnittes unterschiedlich eingestellt werden können.
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Von besonderem Vorzug ist es insgesamt, wenn wenigstens einer der Formabschnitte durch eine Einprägung am Außenumfang des Hülsenabschnittes gebildet ist.
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Die Einprägung kann eine radiale Einprägung sein. Bei der Einprägung kann es sich um eine axial einrollierte Einprägung handeln. Ferner kann die Einprägung durch eine Mehrzahl von über den Umfang des Hülsenschaftes verteilten einzelnen Einprägungsabschnitten gebildet sein, die in Längsrichtung ausgerichtet sind.
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Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn eine den dritten oder den vierten Formabschnitt bildende Einprägung radial tiefer ist als eine den ersten oder den zweiten Formabschnitt bildende Einprägung.
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Hierdurch kann das Material im Bereich des zweiten Zwischenabschnittes weiter vorverfestigt werden, so dass zum radialen Aufweiten des zweiten Zwischenabschnittes höhere Kräfte notwendig sind.
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Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens einer der Formabschnitte durch eine konische Einprägung gebildet.
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Durch die konische Ausgestaltung der Formabschnitte kann ein günstiges Verformungsverhalten in radialer Richtung für den jeweiligen Zwischenabschnitt eingerichtet werden.
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Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn der erste und der zweite und/oder der dritte und der vierte Formabschnitt durch konische Einprägungen gebildet sind, deren Durchmesser sich hin zu dem jeweiligen Zwischenabschnitt vergrößern.
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Hierdurch kann das gewünschte Aufweitverhalten weiter positiv beeinflusst werden.
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Insgesamt ist es ferner bevorzugt, wenn der zweite Zwischenabschnitt axial kürzer ist als der erste Zwischenabschnitt.
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Auch hierdurch kann erreicht werden, dass zum radialen Aufweiten des zweiten Zwischenabschnittes höhere Kräfte erforderlich sind.
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Generell kann der Hülsenschaft aus einem einheitlichen Material hergestellt sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jedoch das Material des Hülsenschaftes im Bereich des zweiten Zwischenabschnittes härter als das Material des Hülsenschaftes im Bereich des ersten Zwischenabschnittes.
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Hierdurch kann die oben beschriebene Charakteristik eingerichtet werden, wobei der zweite Zwischenabschnitt größere radiale Aufweitkräfte erfordert.
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Mit anderen Worten kann die Funktion des erfindungsgemäßen Blindnietes auch wie folgt beschrieben werden. Durch unterschiedliche Ausbildung des ersten und des zweiten Zwischenabschnittes wird ein unterschiedlich hoher Kraftaufwand zur radialen Weitung der Niethülse hin zu einer scheibenförmigen Ausbildung des jeweiligen Blindkopfes benötigt. Beim Setzen des Blindnietes bildet sich zunächst ein Blindkopf durch den ersten Zwischenabschnitt benachbart zu dem blindseitigen Ende des Hülsenschaftes aus (bspw. aufgrund einer geringeren Prägetiefe). Wenn dieser zunächst ausgebildete erste Blindkopf auf das blindseitige Werkstück auftrifft, und zwar aufgrund einer Wanderbewegung des ersten Blindkopfes hin zu dem blindseitigen Werkstück, wird dieses blindseitige Werkstück an das sichtseitige Werkstück herangezogen (beigezogen). Wenn die zwei Werkstücke spaltfrei aneinander liegen, bzw. eine Dichtung zwischen den Werkstücken vorgespannt ist, steigt bei einem weiteren Ziehen des Dornes die Axialkraft zwischen den Werkstücken an. Die Vorspannung der Werkstücke setzt ein. Beim Erreichen der Bruchlast des Dornes bricht dieser. Nach einem leichten Auffedern sind die Werkstücke mit einer residualen Vorspannung dauerhaft verbunden und nur durch Zerstörung des Blindnietes lösbar. Die Wanderbewegung des ersten Blindkopfes hin zum blindseitigen Werkstück ist jedoch nur begrenzt möglich. Das Ende der Wanderbewegung ist erreicht, wenn die Verfestigung des Niethülsenmaterials aufgrund der radialen Weitung ihren Höhepunkt erreicht hat. Das weitere Ziehen am Dorn bewirkt einen Anstieg der Axialkraft im Dorn. Wenn nun am Ende der Wanderbewegung des ersten Blindkopfs dieser immer noch nicht am blindseitigen Bauteil anliegt, also immer noch ein deutlicher Abstand zwischen dem ersten Blindkopf und dem blindseitigen Werkstück vorhanden ist, so setzt ab einer definierten höheren Axialkraft im Dorn die Ausbildung des zweiten Blindkopfes ein. Die Formabschnitte für den zweiten Zwischenabschnitt sind so ausgebildet, dass im Vergleich zu dem ersten und dem zweiten Formabschnitt ein höherer Widerstand gegen ein radiales Aufweiten des zweiten Zwischenabschnittes erreicht wird. Wenn nun dieser zweite Blindkopf aufgrund einer axialen Wanderbewegung hin zum blindseitigen Bauteil auftrifft, so werden die Werkstücke aneinander angezogen. Wenn die Bauteile spaltfrei aneinander liegen und/oder eine Dichtung zwischen den Werkstücken vorgespannt ist, steigt beim weiteren Ziehen des Dornes die Axialkraft zwischen den Werkstücken wiederum an. Die Vorspannung der Werkstücke setzt ein. Beim Erreichen der Bruchlast des Domes bricht dieser, und nach einem leichten Auffedern sind die Bauteile mit einer residualen Vorspannung dauerhaft verbunden und nur durch Zerstörung des Befestigers lösbar.
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Insgesamt ergibt sich mit dem erfindungsgemäßen Blindniet wenigstens einer der folgenden Vorteile.
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Zum einen können Werkstücke mit unterschiedlicher Klemmdicke mit einem einzigen Blindniettyp verbunden werden. Dabei ist das Anzieh- bzw. Beiziehvermögen höher als bei herkömmlichen Blindnieten oder Mehrbereichsblindnieten (Multigripniete).
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Gegenüber bekannten Blindnieten wird aufgrund der Ausbildung von zwei Blindköpfen das Vermögen, Bauteile vor dem eigentlichen Vorspannvorgang beizuziehen, deutlich gesteigert.
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Ferner kann mit der Erfindung eine reduzierte radiale Weitung der Niethülse erreicht werden. Insbesondere weitet sich die Niethülse kontrolliert nahezu ausschließlich im Bereich zwischen den Formabschnitten an der Niethülse auf.
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Aufgrund der Wanderbewegung des Blindkopfes werden die Werkstücke ohne Unterstützung durch eine Bedienperson zueinander gezogen. Hierdurch kann eine Belastung für die Bedienperson verringert werden. Insbesondere muss dieser eine Nietpistole oder eine Nietzange nicht erst mit einer voreingestellten Mindestkraft gegen die Werkstücke drücken.
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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.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische halbseitige Längsschnittansicht durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blindnietes;
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2 eine schematische Längsschnittansicht durch den gesetzten Blindniet der 1 bei einer relativ geringen Klemmdicke;
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3 eine schematische Längsansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blindnietes;
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4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blindnietes, wobei dieser zum Herstellen einer Werkstückanordnung mit einer relativ großen Klemmdicke verwendet wird;
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5 der Blindniet der 4 nach einem ersten radialen Aufweiten eines ersten Blindkopfes;
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6 den Blindniet der 4 und 5 nach dem Setzen und dem Bruch des Domes;
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7 eine der 4 vergleichbare Anordnung des gleichen Blindnietes zur Herstellung einer Werkstückanordnung mit einer relativ geringen Klemmdicke;
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8 der Blindniet der 7 kurz vor Ausbildung eines zweiten Blindkopfes;
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9 der Blindniet der 7 und 8 nach dem Setzen und dem Bruch des Domes; und
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10 ein schematisches Diagramm von Kraft über Weg bei Setzvorgängen mit minimaler und mit maximaler Klemmdicke.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Blindnietes schematisches dargestellt und generell mit 10 bezeichnet.
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Der Blindniet 10 weist eine Niethülse 12 und einen Dorn 14 auf. Die Niethülse 12 weist einen Hülsenkopf 16 zur Anlage an einer sichtseitigen Werkstückoberfläche sowie einen sich daran anschließenden, einstückig hiermit ausgebildeten Hülsenschaft 18 auf. Der Hülsenschaft 18 weist ein blindseitiges Ende 20 mit einer von dem Hülsenkopf 16 wegweisenden Stirnseite 22 auf. Die Niethülse 12 weist eine Durchgangsbohrung 24 auf. In die Durchgangsbohrung 24 ist der Dorn 14 eingeführt, und zwar von dem blindseitigen Ende 20 aus, so dass ein Dornkopf 26 des Dorns 14 an der Stirnseite 22 anliegt. Der Dorn 14 weist eine Sollbruchstelle 28 auf.
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Der Hülsenschaft 18 weist in axialer Richtung einen primären Bereich 30 und einen sekundären Bereich 32 auf, wobei der primäre Bereich 30 dem blindseitigen Ende 20 benachbart ist, und wobei der sekundäre Bereich 32 dem Hülsenkopf 16 benachbart ist.
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Der primäre Bereich 30 beinhaltet einen ersten Formabschnitt 34 und einen zweiten Formabschnitt 36, wobei zwischen dem ersten Formabschnitt 34 und dem zweiten Formabschnitt 36 ein erster Zwischenabschnitt 38 ausgebildet ist.
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Der sekundäre Bereich 32 weist einen dritten Formabschnitt 40 auf, wobei ein zweiter Zwischenabschnitt 42 zwischen dem dritten Formabschnitt 40 und dem zweiten Formabschnitt 36 ausgebildet ist.
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Die Formabschnitte 34, 36, 40 können jeweils durch Einprägungen am Außenumfang des Hülsenschaftes 18 ausgebildet sein, die bspw. konisch ausgebildet sind. Dabei sind der erste und der zweite Formabschnitt 34, 36 derart konisch ausgebildet, dass sich deren Durchmesser hin zu dem ersten Zwischenabschnitt 38 vergrößert. Durch das Einprägen gegenüber einer in 1 schematisch dargestellten Umfangsfläche des Hülsenschaftes 18 kann es dazu kommen, dass der erste Zwischenabschnitt 38 und/oder der zweite Zwischenabschnitt 42 in radialer Richtung gegenüber dem ursprünglichen Außendurchmesser 44 des Hülsenschaftes 18 herausgedrückt werden, wie es in 1 gestrichelt angedeutet ist.
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Zum Setzen des Blindnietes 10 wird dieser zunächst mit dem Dornkopf 26 voran durch vorgefertigte Bohrungen in einem oder zwei Werkstücken eingeführt, bis eine Unterseite des Hülsenkopfes 16 an einer sichtseitigen Werkstückoberfläche anliegt. Anschließend wird der Hülsenkopf 16 fixiert, bspw. durch eine Haltekraft H. Anschließend wird mittels einer Nietpistole eine Setzkraft F auf den Dorn 14 ausgeübt. Hierbei verformt sich der Hülsenschaft 18 derart, dass ein an der blindseitigen Werkstückoberfläche anliegender Blindkopf gebildet wird, und zwar durch den ersten Zwischenabschnitt 38 oder durch den zweiten Zwischenabschnitt 42. Die Setzkraft F wird dann weiter erhöht, bis die Werkstücke aneinander anliegen und schließlich der Dorn 14 im Bereich der Sollbruchstelle 28 bricht.
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Die Ausgestaltung des Dorns im Bereich des Dornkopfes und im Bereich des Dornschaftes benachbart zu dem Dornkopf kann dabei ähnlich erfolgen, wie es in dem Dokument
WO 2009/098431 A1 beschrieben ist, auf dessen Offenbarungsgehalt vorliegend vollumfänglich Bezug genommen wird.
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In 2 ist eine mittels des Blindnietes 10 fertig gestellte Werkstückanordnung 50 dargestellt, die ein erstes Werkstück 52 mit einer sichtseitigen Werkstückoberfläche 53 und ein zweites Werkstück 54 mit einer blindseitigen Werkstückoberfläche 55 aufweist.
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Die zwei Werkstücke 52, 54 sind relativ dünn, so dass für den Blindniet 10 eine relativ geringe Klemmdicke K eingerichtet wird. Wenn zwei Werkstücke mit einer relativ großen Klemmdicke K mittels des Blindnietes 10 verbunden werden, bildet sich im Wesentlichen nur ein erster Blindkopf 56 durch den ersten Zwischenabschnitt 38 aus, wobei sich der zweite Zwischenabschnitt 42 radial nicht oder nur wenig aufgeweitet. Bei dieser Ausführungsform liegt dann nur der erste Blindkopf 56 an der blindseitigen Werkstückoberfläche 55 an.
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Bei der Darstellung der 2 ist jedoch eine Werkstückanordnung mit einer relativ geringen Klemmdicke K gezeigt. Hierbei hat sich während des Setzvorganges zunächst der erste Blindkopf 56 durch den ersten Zwischenabschnitt 38 gebildet. Bei einer weiteren Erhöhung der Setzkraft F hat sich dann aufgrund des zweiten Zwischenabschnittes 42 ein zweiter Blindkopf 58 gebildet, der schließlich an der blindseitige Werkstückoberfläche 55 anliegt.
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In beiden Fällen (bei großer bzw. bei kleiner Klemmdicke) wandern die Blindköpfe in axialer Richtung während des Setzvorganges, so dass die Werkstücke 52, 54 aneinander angezogen und axial gegeneinander verspannt werden, bevor der Dorn 14 bricht.
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In den weiteren 3 bis 9 sind alternative Ausführungsformen von Blindnieten gezeigt, die ebenfalls als Mehrbereichsniete ausgebildet sind und je nach Klemmdicke entweder nur den ersten Blindkopf 56 oder sowohl den ersten als auch den zweiten Blindkopf 56, 58 ausbilden. Die nachfolgend beschriebenen Blindniete entsprechen dabei hinsichtlich Aufbau und Funktion generell dem Blindniet 10 der 1. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
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In 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Blindnietes 10 gezeigt, bei dem zusätzlich zu dem dritten Formabschnitt 40 ein vierter Formabschnitt 62 ausgebildet ist. Der vierte Formabschnitt 62 ist bei dieser Ausführungsform axial benachbart zu dem zweiten Formabschnitt 36, wobei dazwischen jedoch auch ein Steg eingerichtet sein kann. Der zweite Zwischenabschnitt 42 liegt in axialer Richtung zwischen dem dritten Formabschnitt 40 und dem vierten Formabschnitt 62.
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Bei dieser Ausführungsform kann das Verformungsverhalten des zweiten Zwischenabschnittes 42 genauer eingestellt werden.
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In 3 sind ferner diverse Abmessungen gezeigt. So ist gezeigt, dass der erste Formabschnitt 34 eine axiale Länge L1 hat. Der zweite Formabschnitt 36 weist eine axiale Länge L2 auf. Der dritte Formabschnitt 40 weist eine axiale Länge L3 auf. Der vierte Formabschnitt 62 eine Länge L4 auf. Der erste Zwischenabschnitt 38 weist eine axiale Länge L5 auf. Der zweite Zwischenabschnitt 42 weist eine axiale Länge L6 auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Längen L1, L2, L3, L4 etwa gleichlang. Die axiale Länge L5 des ersten Zwischenabschnittes 38 ist jedoch größer als die axiale Länge L6 des zweiten Zwischenabschnittes 42, mindestens anderthalb, vorzugsweise mindestens doppelt so groß. Insbesondere kann gelten: L6·2,5 ≈ L5.
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Der erste Formabschnitt 34 weist blindseitig einen Durchmesser D1 und sichtseitig einen Durchmesser D2 auf. Entsprechend weist der zweite Formabschnitt 36 sichtseitig einen Durchmesser D3 und blindseitig einen Durchmesser D4 auf. Der dritte Formabschnitt 40 weist sichtseitig einen Durchmesser D5 und blindseitig einen Durchmesser D6 auf. Der vierte Formabschnitt weist blindseitig den Durchmesser D3 und sichtseitig einen Durchmesser D7 auf.
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Die Durchmesser D1, D3, D5 sind in einer Ausführungsform identisch und jeweils geringer als die Durchmesser D2, D4, D6, D7. In einer Ausführungsform sind auch diese zuletzt genannten Durchmesser identisch. Sofern zwischen dem zweiten Formabschnitt 36 und dem Formabschnitt 62 ein Steg vorgesehen ist, können die Durchmesser D1, D3 auch größer sein als der Durchmesser D5 und ein entsprechender Durchmesser (bspw. D8, nicht gezeigt) des vierten Formabschnittes 62.
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Ein Blindniet mit einem derartigen Steg zwischen dem zweiten und dem vierten Formabschnitt 36, 62 ist bspw. in 4 gezeigt. In den 4 bis 6 ist gezeigt, wie dieser Blindniet beim Setzen verformt wird, um zwei Werkstücke 52, 54 mit einer relativen großen Klemmdicke KMAX aneinander festzulegen. 4 zeigt dabei einen Ausgangszustand. Dabei sind die Werkstücke 52, 54 voneinander beabstandet, und der Blindniet 10 ragt soweit über zweite Werkstück 54 hinaus, dass der erste Zwischenabschnitt 38 ebenfalls blindseitig gegenüber dem zweiten Werkstück 54 herausragt.
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Durch Aufbringen der Setzkraft F verformt sich zunächst der erste Zwischenabschnitt 38, wie es in 5 gezeigt ist. Genauer gesagt weitet sich der erste Zwischenabschnitt 38 radial auf. Durch weiteres Aufwenden einer Setzkraft wandert der hierdurch gebildete aufgeweitete erste Zwischenabschnitt 38 (der einen ersten Blindkopf 56 bildet) in axialer Richtung hin zu dem Hülsenkopf 16. Hierdurch wird ein Abstand B zwischen den Werkstücken 52, 54 überwunden. Mit anderen Worten wird das zweite Werkstück 54 an das erste Werkstück 52 beigezogen. Die Setzkraft F ist dabei so gering, dass der zweite Zwischenabschnitt 42 nicht oder im Wesentlichen nicht radial aufgeweitet wird. Schließlich gelangt der erste Blindkopf 56 in eine Position, bei der die Werkstücke 52, 54 aneinander anliegen, wie es in 6 gezeigt ist. Durch Erhöhen der Setzkraft F bricht der Dorn 14, und die Werkstückanordnung 50 ist hergestellt.
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Die 7 bis 9 zeigen einen ähnlichen Ablauf zum Bilden einer Werkstückanordnung 50 geringer Klemmdicke KMIN. Hierbei liegt der zweite Zwischenabschnitt 42 blindseitig außerhalb der voneinander um einen Abstand B beabstandeten Werkstücke 52, 54.
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Beim Durchführen des Setzvorganges wird wiederum die axiale Setzkraft F aufgebracht. Hierbei wird zunächst der erste Blindkopf 56 durch den ersten Zwischenabschnitt 38 gebildet. Der erste Blindkopf 56 wandert dann in axialer Richtung, bis die maximale Materialaufweitung erreicht ist (8). Durch weiteres Erhöhen der Setzkraft F beginnt dann der zweite Zwischenabschnitt 42 sich radial aufzuweiten und in axialer Richtung hin zum Hülsenkopf 16 zu wandern. Hierdurch wird das zweite Werkstück 54 an das erste Werkstück 52 angezogen. Schließlich wird eine axiale Vorspannung zwischen den zwei Werkstücken 52, 54 eingerichtet, bis der Dorn 14 bricht und eine Werkstückanordnung 50 hergestellt ist, wie sie in 9 dargestellt ist.
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Hierbei liegt der zweite Blindkopf 58 an der blindseitigen Werkstückoberfläche an, ähnlich wie bei der Darstellung der 2. Der erste und der zweite Blindkopf 56, 58 können voneinander beabstandet sein, können jedoch auch axial aneinander anliegen, wie es in 2 gezeigt ist.
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10 zeigt in schematischer Form ein Diagramm des Verlaufes von Setzkraft F über dem Weg S des Dorns 14. In einer durchgezogenen Linie ist der Verlauf für eine relativ große Klemmdicke KMAX dargestellt. In gestrichelten Linien ist der Verlauf für eine relativ kleine Klemmdicke KMIN dargestellt.
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In beiden Fällen ergibt sich zunächst ein erster Wegabschnitt 72, bei dem der erste Zwischenabschnitt 38 radial aufgeweitet wird und in axialer Richtung wandert. In einem anschließenden Wegabschnitt 74 wird der erste Blindkopf 56 maximal radial aufgeweitet und die Werkstücke werden aneinander angezogen, bis am Ende des Wegabschnittes 74 bei großer Klemmdicke der Dorn 14 bricht. Bei der Variante, bei der eine relativ geringe Klemmdicke eingerichtet wird, erfolgt nach dem maximalen radialen Aufweiten des ersten Blindkopfes 56 in einem dritten Wegabschnitt 76 eine Erhöhung der Setzkraft F, durch die der zweite Zwischenabschnitt 42 radial aufgeweitet wird und in axialer Richtung wandert, bis schließlich am Ende des dritten Wegabschnittes 76 der Dorn bricht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2009/098431 A1 [0007, 0061]
- EP 0677666 B1 [0008]
