DE102016211104A1

DE102016211104A1 - Blind rivet and riveted joint

Info

Publication number: DE102016211104A1
Application number: DE102016211104.3A
Authority: DE
Inventors: Nathanael Sutter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2017-12-28
Also published as: WO2017220236A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Blindniet (10) mit einer Niethülse (12) umfassend einen Nietkopf (18) zur Anlage an einem Werkstück (50) und einem die Niethülse (12) durchdringenden Nietdorn (20) mit einem Dornschaft (22) mit Dornkopf (26) sowie eine Nietverbindung unter Verwendung des Blindniets (10). Zwischen Niethülse (12) und Dornkopf (26) ist ein Ring (30) auf den Dornschaft (22) aufgesteckt, der so ausgebildet ist, dass der Ring (30) durch eine Rückziehbewegung (P) des Nietdorns (20) relativ zur Niethülse (12) aus einer ersten Position in eine zweite Position nach außen umlegbar ist, wobei eine zuvor freiliegende Außenfläche des Rings (30) in Anlage mit dem Dornkopf (26) gelangt und eine ringförmige, gegenüber der ersten Position vergrößerte Anlagefläche (39) für den Hülsenschaft (14) bereitgestellt wird, die radial über den Dornkopf (26) hinausragt.The invention relates to a blind rivet (10) having a rivet sleeve (12) comprising a rivet head (18) for engaging a workpiece (50) and a rivet mandrel (20) penetrating the rivet sleeve (12) with a mandrel shaft (22) with mandrel head (26 ) and a rivet connection using the blind rivet (10). Between rivet sleeve (12) and mandrel head (26), a ring (30) is attached to the mandrel shaft (22), which is formed so that the ring (30) by a retracting movement (P) of the rivet mandrel (20) relative to the rivet ( 12) is foldable outwardly from a first position to a second position, with a previously exposed outer surface of the ring (30) coming into abutment with the mandrel head (26) and an annular, relative to the first position enlarged contact surface (39) for the sleeve shaft (14) is provided, which projects radially beyond the mandrel head (26).

Description

Die Erfindung betrifft einen Blindniet und eine Nietverbindung unter Verwendung des Blindniets.The invention relates to a blind rivet and a rivet connection using the blind rivet.

Blindniete, die auch Zugdornniete genannt werden, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Ein Blindniet besteht üblicherweise aus einer hohlen Niethülse mit einem Nietkopf und einem gegenüberliegenden Ende sowie einem durch die Niethülse geführten Nietdorn mit einem Dornschaft und einem Dornkopf.Blind rivets, which are also called Zugdornniete, are well known in the art. A blind rivet usually consists of a hollow rivet sleeve with a rivet head and an opposite end and a rivet mandrel guided through the rivet sleeve with a mandrel shaft and a mandrel head.

Blindniete werden vorzugsweise verwendet, wenn nur eine einseitige Bauteilzugänglichkeit gegeben ist. Beim Nietvorgang wird der Blindniet mit dem Nietkopf auf die zu fügenden Bauteile aufgesetzt, wobei die Niethülse und der Nietdorn durch die Bauteile hindurch reichen. Mittels eines Nietwerkzeugs wird der Nietkopf, auch als Setzkopf bezeichnet, auf die Bauteile gepresst und der am Nietkopf herausragende Nietdorn wird mit dem Nietwerkzeug zurück- bzw. herausgezogen. Der Dornkopf des Nietdorns bewirkt hierbei eine Verformungskraft auf die Niethülse, wodurch sich die Niethülse staucht und unter Ausbildung eines Schließkopfes verformt, der sich an der dem Nietkopf gegenüberliegenden Bauteilseite abstützt. Ein solcher Blindniet wird oftmals als Dornbruchblindniet ausgeführt, wobei der Nietdorn mit einer Sollbruchstelle versehen ist, die während des Nietvorgangs bricht.Blind rivets are preferably used when there is only one-sided component accessibility. When riveting the blind rivet is placed with the rivet head on the components to be joined, the rivet and the rivet mandrel pass through the components. By means of a riveting tool, the rivet head, also referred to as a setting head, is pressed onto the components and the rivet mandrel protruding from the rivet head is pulled back or out with the riveting tool. The mandrel head of the rivet mandrel in this case causes a deformation force on the rivet sleeve, whereby the rivet sleeve compresses and deforms to form a closing head, which is supported on the side opposite the rivet head component side. Such a blind rivet is often designed as a breakaway blind rivet, wherein the rivet mandrel is provided with a predetermined breaking point, which breaks during the riveting operation.

Ein Dornbruchblindniet ist beispielsweise aus der Druckschrift WO 00/68583 bekannt. Zur Realisierung unterschiedlicher Klemmbereiche ist der Dornschaft dieses Blindniets unverformbar ausgebildet und der Hülsenschaft weist einen sich in Längsrichtung der Hülse erstreckenden Verformungsbereich auf, der derart ausgebildet ist, dass an unterschiedlichen Längenpositionen des Verformungsbereichs ein Schließkopf durch Hülsenfaltung ausbildbar ist.A Dornbruchblindniet is for example from the document WO 00/68583 known. To realize different clamping regions of the mandrel shaft of this blind rivet is formed undeformable and the sleeve shaft has a longitudinally extending sleeve in the deformation region which is formed such that at different length positions of the deformation region, a closing head can be formed by sleeve folding.

Weiterhin ist es bekannt, den Schließkopf durch eine Aufweitung oder Aufspreizung des Endes der Niethülse auszubilden. Beispielsweise zeigt die Druckschrift DE 10 2013 020 801 A1 , bei der eine Nietverbindung zweier Bauteile dadurch ausgebildet wird, dass durch eine Relativbewegung des Zugschafts zu einer Fließformniethülse diese in einem ersten Randbereich aufgeweitet und mit dem einen Bauteil in Anlage gebracht wird. Ein zweiter Randbereich wird mittels eines den Zugschaft umgebenden Umformwerkzeugs zum anderen Bauteil hin umgebogen und mit dem anderen Bauteil in Anlage gebracht.Furthermore, it is known to form the closing head by a widening or spreading of the end of the rivet sleeve. For example, the document shows DE 10 2013 020 801 A1 in which a riveted joint between two components is formed in that by a relative movement of the pull shaft to a Fließformniethülse this flared in a first edge region and is brought into abutment with the one component. A second edge region is bent over by means of a forming tool surrounding the pull shaft to the other component and brought into abutment with the other component.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen alternativen Blindniet anzugeben, mit dem eine hochfeste Bauteilverbindung erzielbar ist sowie eine entsprechende hochfeste Nietverbindung.The object of the invention is to provide an alternative blind rivet, with which a high-strength component connection can be achieved and a corresponding high-strength rivet connection.

Gelöst wird die Aufgabe durch einen Blindniet nach Patentanspruch 1 sowie eine Nietverbindung nach Patentanspruch 10.The problem is solved by a blind rivet according to claim 1 and a rivet connection according to claim 10.

Der erfindungsgemäße Blindniet umfasst eine Niethülse mit einem Nietkopf zur Anlage an einem Bauteil und einem die Niethülse durchdringenden Nietdorn mit einem Dornschaft mit Dornkopf. Zwischen Niethülse und Dornkopf ist ein Ring auf den Dornschaft aufgesteckt, der so ausgebildet ist, dass der Ring durch eine Rückziehbewegung des Nietdorns relativ zur Niethülse aus einer ersten Position in eine zweite Position nach außen umlegbar ist, wobei eine zuvor freiliegende Außenfläche des Rings in Anlage mit dem Dornkopf gelangt und eine ringförmige, gegenüber der ersten Position vergrößerte Anlagefläche für den Hülsenschaft bereitgestellt wird, die radial über den Dornkopf hinausragt. Rückziehbewegung meint in diesem Zusammenhang eine Bewegung, mit der der Dornkopf auf den Nietkopf zubewegt wird.The blind rivet according to the invention comprises a rivet sleeve with a rivet head for engagement with a component and a rivet mandrel penetrating the rivet sleeve with a mandrel shaft with mandrel head. Between the rivet sleeve and the mandrel head, a ring is attached to the mandrel shaft, which is formed so that the ring can be transferred by a retraction movement of the mandrel relative to the rivet sleeve from a first position to a second position to the outside, with a previously exposed outer surface of the ring in Appendix reaches the mandrel head and an annular, relative to the first position enlarged contact surface is provided for the sleeve shaft, which projects radially beyond the mandrel head. Retraction movement in this context means a movement with which the mandrel head is moved towards the rivet head.

Die Anlagefläche wirkt beim weiteren Zurückziehen des Nietdorns als Nietstempel auf das Niethülsenende ein. Bei herkömmlichen Blindnieten ist die Größe dieser Anlagefläche durch den Durchmesser des Dornkopfes bestimmt und begrenzt. Der Dornkopfdurchmesser ist jedoch auf den Außendurchmesser des Hülsenschaftes bzw. der in den Bauteilen vorgesehenen Vorlöcher abgestimmt und kann nicht beliebig vergrößert werden. Der Außendurchmesser des Rings in der ersten Position ist ebenfalls auf den Außendurchmesser des Dornkopfes abgestimmt und überragt diesen nicht oder nur geringfügig, z. B. um wenige Zehntel Millimeter. Erst durch das Umlegen des Rings nach außen in die zweite Position wird der Durchmesser des Rings erhöht, so dass dieser den Dornkopf nach außen überragt.The contact surface acts on further retraction of the rivet mandrel as riveting on the rivet sleeve end. In conventional blind rivets, the size of this contact surface is determined and limited by the diameter of the mandrel head. However, the mandrel head diameter is matched to the outer diameter of the sleeve shaft or provided in the components of the pilot holes and can not be increased arbitrarily. The outer diameter of the ring in the first position is also matched to the outer diameter of the mandrel head and does not surmount this or only slightly, z. B. by a few tenths of a millimeter. Only by turning the ring outward to the second position, the diameter of the ring is increased, so that this projects beyond the mandrel head to the outside.

Durch das Umlegen des Rings wird eine Möglichkeit aufgezeigt, die Anlagefläche zum Hülsenende deutlich zu vergrößert, wodurch das Ausbilden eines die Bauteile weit umgreifenden Schließkopfes unterstützt wird und höhere Fügekräfte ermöglicht werden. Die Ausbildung eines Schließkopfes mit an den Bauteilen anliegendem Wulst wird begünstigt, wenn die Anlagefläche im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Nietdorns ausgebildet ist, z. B. im Bereich von 88 Grad bis 92 Grad.By turning the ring a possibility is shown, the contact surface to the sleeve end significantly increased, whereby the formation of a component widely encompassing the closing head is supported and higher joining forces are possible. The formation of a closing head with abutting the components bead is favored when the contact surface is formed substantially perpendicular to the longitudinal axis of the mandrel, z. In the range of 88 degrees to 92 degrees.

Ein zuverlässiges Umlegen des Ringes wird in einer Ausgestaltung erzielt, wenn der Ring einen rauten- oder parallelogramm-förmigen Querschnitt aufweist und in der ersten Position mit einer Unterkante dem Dornschaft zugewandt ist und mit einer Oberkante dem Hülsenende zugewandt ist, wobei die Oberkante gegenüber der Unterkante radial nach außen versetzt ist, d. h. einen größeren Abstand zur Mittellängsachse des Nietdorns aufweist als die Unterkante. Die beim Zurückziehen des Dorns auf den Ring wirkenden Kräfte üben aufgrund des versetzten Anordnung der Kanten ein Kippmoment auf den Ring aus, wodurch dieser umgelegt bzw. umgeklappt wird, bis die an die Unterkante angrenzende Außenfläche des Rings in Anlage mit dem Dornkopf gelangt. Die Form des Ringquerschnitts bleibt durch den Umklappvorgang im Wesentlichen unverändert rauten- oder parallelogramm-förmig erhalten.A reliable folding of the ring is achieved in one embodiment, when the ring has a rhomboid or parallelogram-shaped cross-section and faces in the first position with a lower edge of the mandrel shaft and faces with an upper edge of the sleeve end, wherein the upper edge opposite the lower edge is offset radially outward, ie a greater distance from the central longitudinal axis of the mandrel than the lower edge. The forces acting upon retraction of the mandrel on the ring exert forces due to the staggered arrangement of the edges of a tilting moment on the ring, whereby this is folded or folded over until the lower edge adjacent the outer surface of the ring comes into contact with the mandrel head. The shape of the ring cross-section is retained by the Umklappvorgang substantially unchanged rhomboid or parallelogram-shaped.

Durch eine Variation des Innenwinkels an der Unterkante des Rings kann bei rauten-förmigem bzw. parallelogramm-förmigem Querschnitt auf einfache Art und Weise variiert werden, wie weit der umgeklappte Ring über den Dornkopf nach außen übersteht. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Innenwinkel in einem Bereich von 30 bis 60 Grad und insbesondere in einem Bereich von 40 bis 50 Grad ausgebildet ist.By a variation of the inner angle at the lower edge of the ring can be varied in diamond-shaped or parallelogram-shaped cross section in a simple manner, how far the folded ring over the mandrel head protrudes to the outside. It has proven to be advantageous if the internal angle is formed in a range of 30 to 60 degrees and in particular in a range of 40 to 50 degrees.

Eine besonders stabile Positionierung des Rings ergibt sich in einer Ausgestaltung dadurch, dass im Dornschaft umfangsseitig eine Nut vorgesehen ist, in die der umgelegte Ring in der zweiten Position eingreift.A particularly stable positioning of the ring results in one embodiment in that a groove is provided circumferentially in the mandrel shaft, into which engages the folded ring in the second position.

Die Materialien für den Ring, den Innenring, den Nietdorn und die Hülse können entsprechend den jeweiligen Anforderungen gewählt werden. Vorteilhafter Weise werden Ring und Nietdorn aus einem hochfesten metallischen Werkstoff, wie z. B. einem hochfesten Metall oder einer hochfesten Metalllegierung, ausgebildet, z. B. aus einem hochfesten Stahl. Die Materialfestigkeit kann z. B. mindestens 1000 MPa betragen. Insbesondere wird das Material des Rings so ausgewählt, dass ein Umlegen des Rings von der ersten in die zweite Position erfolgen kann, ohne dass Risse im Ring auftreten. Vorteilhafterweise ist es möglich, für den Ring und den Nietdorn unterschiedliche Materialien zu verwenden und so die erzielbare Festigkeit der Verbindung weiter zu steigern.The materials for the ring, the inner ring, the rivet mandrel and the sleeve can be selected according to the respective requirements. Advantageously, ring and mandrel are made of a high strength metallic material, such. As a high-strength metal or a high-strength metal alloy, formed, for. B. of a high strength steel. The material strength can, for. B. be at least 1000 MPa. In particular, the material of the ring is selected so that the ring can be moved from the first to the second position without cracks occurring in the ring. Advantageously, it is possible to use different materials for the ring and the mandrel and thus to further increase the achievable strength of the compound.

Die Niethülse wird vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff mit guten Fließ- und Umformeigenschaften hergestellt, insbesondere aus einem Stahl mit guten Fließ- und Umformeigenschaften, wie sie z. B. für die Niethülsen herkömmlicher Blindniete verwendet werden.The rivet sleeve is preferably made of a metallic material with good flow and forming properties, in particular of a steel with good flow and forming properties, as z. B. used for the rivet sleeves conventional blind rivets.

Für den Innenring wird vorzugsweise ein metallischer Werkstoff verwendet, wobei das Material insbesondere so gewählt wird, dass der Innenring eine ausreichende Festigkeit aufweist, um das Material der Niethülse vom Dornschaft weg zu führen.For the inner ring, a metallic material is preferably used, wherein the material is chosen in particular so that the inner ring has sufficient strength to guide the material of the rivet sleeve away from the mandrel shaft.

Die Ausbildung des Schließkopfes kann in einer Ausgestaltung begünstigt werden, in der zwischen dem Ring und der Niethülse weiterhin ein Innenring auf den Dornschaft aufgesteckt ist, der durch das Zurückziehen des Nietdorns an den Ring heranschiebbar ist, wobei eine der Niethülse zugewandte Oberseite des Innenrings eine vom Nietdorn auf die Anlagefläche abfallende Rampfe ausbildet. Während des Nietvorgangs wird so das Niethülsenmaterial vom Dornschaft weg nach außen gelenkt.The formation of the closing head can be favored in an embodiment in which between the ring and the rivet further an inner ring is fitted onto the mandrel shaft, which can be pushed back by the retraction of the mandrel to the ring, wherein a rivet sleeve facing the top of the inner ring of the Rivet mandrel forms on the contact surface sloping slugs. During the riveting process, the rivet sleeve material is directed away from the mandrel shaft to the outside.

In einer bevorzugten Ausgestaltung hat der Innenring einen dreieckigen Querschnitt und ist durch Zurückziehen des Nietdorns keilförmig zwischen den Nietdorn und den in die zweite Position umgelegten Ring einschiebbar. Hierbei gelangt vorzugsweise die dem Ring zugewandte Unterseite des Innenrings vollflächig in Anlage mit dem Ring.In a preferred embodiment, the inner ring has a triangular cross-section and is retractable by retracting the mandrel mandrel between the Nietdorn and the folded-over in the second position ring. Here, preferably, the ring facing the underside of the inner ring over its entire surface into contact with the ring.

Vorteilhafter Weise wird das Umklappen des Rings in einer Ausgestaltung dadurch begünstigt, dass der Innenring mit dem Ring lediglich mit einer Außenkante in Berührung gelangt, solange der Ring in der ersten Position ist.Advantageously, the folding over of the ring in one embodiment is facilitated by the fact that the inner ring only comes into contact with the ring with an outer edge as long as the ring is in the first position.

Bezüglich der Nietverbindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Nietverbindung von zumindest zwei Bauteilen, die mittels einer oder mehreren Nieten verbunden sind, wobei als Niet ein wie voranstehend beschriebener Blindniet verwendet ist.With regard to the rivet connection, the object is achieved by a riveted connection of at least two components, which are connected by means of one or more rivets, wherein a blind rivet as described above is used as the rivet.

Bei den Bauteilen kann es sich um Metallbauteile oder um Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK-Bauteile) handeln. Ein Metallbauteil ist insbesondere ein Blechformteil, z. B. aus einem Aluminium- oder Stahlblech, wobei es sich auch um ein Gußteil oder Profilteil handeln kann. Ein FVK-Bauteil ist vorzugsweise ein kohlenstofffaserverstärktes (CFK-)Bauteil, ein glasfaserverstärktes (GFK-)Bauteil oder ein aramidfaserverstärktes Bauteil. Bei dem FVK-Bauteil kann es sich insbesondere um ein flächiges, blechartiges Bauteil handeln.The components may be metal components or components made of fiber-reinforced plastics (FRP components). A metal component is in particular a sheet metal part, for. B. of an aluminum or steel sheet, which may also be a casting or profile part. An FRP component is preferably a carbon fiber reinforced (CFRP) component, a glass fiber reinforced (GRP) component or an aramid fiber reinforced component. The FRP component may in particular be a flat, sheet-like component.

Die Ausbildung der Nietverbindung kann unter Verwendung einer herkömmlichen Nietzange in bekannter Art und Weise erfolgen.The formation of the rivet connection can be carried out using a conventional riveting pliers in a known manner.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff ”kann” verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments. If the term "can" is used in this application, it is both the technical possibility and the actual technical implementation.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:Embodiments will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show:

1 bis 3 eine Teilschnittdarstellung eines beispielhaften Blindniets in einer Bauteilanordnung zu verschiedenen Zeitpunkten der Ausbildung der Nietverbindung, 1 to 3 a partial sectional view of an exemplary blind rivet in one Component arrangement at different times of the formation of the riveted joint,

1A eine Detailansicht Z aus 1, 1A a detailed view Z from 1 .

4 eine perspektivische Darstellung des Blindniets aus 1, 4 a perspective view of the blind rivet 1 .

5 eine perspektivische Darstellung der Blindnietverbindung aus 3. 5 a perspective view of the Blindnietverbindung 3 ,

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Blindniets. Der Blindniet 10 weist eine Niethülse 12 auf mit einem Hülsenschaft 14, einem Hülsenende 16 und einem gegenüber dem Hülsenschaft 14 radial überstehenden Nietkopf 18. Die hohle Niethülse 12 ist von einem Nietdorn 20 durchdrungen mit einem Dornschaft 22, der mit einer Sollbruchstelle 24 versehen ist. Auf der dem Hülsenende 16 zugewandten Seite ist der Nietdorn 20 zu einem Dornkopf 26 verbreitert. Zwischen dem Dornkopf 26 und dem Hülsenende 16 sind ein Ring 30 und ein Innenring 40 auf den Dornschaft 22 aufgesteckt. Der Blindniet 10 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Ring 30 und Innenring 40 sind als den Dornschaft 22 unterbrechungsfrei umschließende Ringstrukturen ausgebildet. Der Blindniet 10 ist aus metallischen Materialien ausgebildet, wobei für den Ring 30 und den Nietdorn 20 vorzugsweise hochfeste Stähle verwendet werden. 1 shows an embodiment of a blind rivet according to the invention. The blind rivet 10 has a rivet sleeve 12 on with a sleeve shaft 14 , a sleeve end 16 and one opposite the sleeve shaft 14 radially projecting rivet head 18 , The hollow rivet sleeve 12 is from a rivet thorn 20 permeated with a spike shaft 22 that with a breaking point 24 is provided. On the sleeve end 16 facing side is the rivet mandrel 20 to a thorn's head 26 widened. Between the spike head 26 and the sleeve end 16 are a ring 30 and an inner ring 40 on the spine shaft 22 attached. The blind rivet 10 is rotationally symmetrical. ring 30 and inner ring 40 are as the spine shaft 22 formed without interruption enclosing ring structures. The blind rivet 10 is made of metallic materials, being for the ring 30 and the rivet thorn 20 preferably high-strength steels are used.

Um ein erstes Bauteil 50 mit einem zweiten Bauteil 60 zu verbinden, sind diese mit im Wesentlichen fluchtenden Durchgangsöffnungen, z. B. in Form von Bohrungen, versehen. Der Blindniet 10 wird mittels eines nicht dargestellten Nietwerkzeugs, z. B. einer Nietzange mit Mundstück, in die Durchgangsöffnungen eingesetzt und auf die Bauteile gedrückt. Hierbei kommt der Nietkopf 18, der auch als Setzkopf bezeichnet wird, in Anlage mit dem ersten Bauteil 50. Der Blindniet 10 reicht mit einem Teil des Hülsenschaftes 14 durch beide Bauteile 50, 60 hindurch.To a first component 50 with a second component 60 to connect, these are substantially aligned with passage openings, z. B. in the form of holes provided. The blind rivet 10 is by means of a riveting tool, not shown, for. As a rivet pliers with mouthpiece, inserted into the through holes and pressed onto the components. Here comes the rivet head 18 , which is also referred to as setting head, in abutment with the first component 50 , The blind rivet 10 ranges with a part of the sleeve shaft 14 through both components 50 . 60 therethrough.

Zu diesem Zeitpunkt hat der Ring auf dem Nietdorn eine erste Position, siehe hierzu die Detailansicht in 1A. Der Ring 30 hat einen parallelogrammförmigen Querschnitt und liegt mit seiner Innenfläche 32 am Dornschaft 22 an. Der Ring 30 grenzt mit einer Unterkante 34 an den Dornkopf 26 an und mit einer Oberkante 36 an das Hülsenende 16. Der parallelogramm-förmige Querschnitt weist an der Unterkante 34 einen Innenwinkel α von 45 Grad auf. Der Außendurchmesser des Rings 30 entspricht zu diesem Zeitpunkt im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Hülsenschafts 14 und des Dornkopfs 26.At this time, the ring has a first position on the mandrel, see detail view in 1A , The ring 30 has a parallelogram-shaped cross section and lies with its inner surface 32 at the Dornschaft 22 at. The ring 30 borders with a lower edge 34 to the thorn head 26 at and with a top edge 36 to the sleeve end 16 , The parallelogram-shaped cross section has at the lower edge 34 an internal angle α of 45 degrees. The outer diameter of the ring 30 at this time corresponds essentially to the outer diameter of the sleeve shaft 14 and the thorn's head 26 ,

2 zeigt die Anordnung aus 1 zu einem Zeitpunkt, zu dem der Nietdorn 20 mittels des Nietwerkzeugs relativ zur Niethülse 12 teilweise zurückgezogen wurde, dargestellt durch den Pfeil P. Durch die Rückzugsbewegung wirkt eine Druckkraft auf die Unterkante 34 und Oberkante 36 des Rings 30. Aus dem radialen Versatz der Kanten zueinander – die Unterkante 34 ist näher zur Mittellängsachse L des Nietdorns 20 angeordnet als die Oberkante 36 – resultiert ein Moment auf den Ring 30, welches ein Umklappen bzw. ein Umlegen des Rings 30 nach außen bewirkt, so dass sich die Innenfläche 32 vom Dornschaft 22 wegbewegt und der Ring 30 mit einer zuvor freiliegenden Außenfläche 38 (s. 1A) an den Dornkopf 26 anlegt. Hierbei greift die Unterkante 34 des Rings 30 in eine Nut 28 (s. 1A) ein, die angrenzend an den Dornkopf 26 und umfangsseitig am Dornschaft 22 ausgebildet ist. Durch den Umklappvorgang wird der Ring 30 plastisch verformt, wobei jedoch der parallelogramm-förmige Querschnitt des Rings 30 weitestgehend erhalten bleibt. In dieser zweiten Position ragt der Ring 30 nun in radialer Richtung über den äußeren Rand des Dornkopfes 26 hinaus und der resultierende zweite Außendurchmesser des Rings 30 ist gegenüber dem ursprünglichen Außendurchmesser deutlich vergrößert. Nach dem Umklappen ist eine Innenschrägfläche, die im Ausgangszustand schräg nach innen wies, nun im Wesentlichen senkrecht zur Mittellängsachse ausgerichtet und bildet eine vergrößerte Anlagefläche 39 für den Hülsenschaft 14. 2 shows the arrangement 1 at a time when the rivet thorn 20 by means of the riveting tool relative to the rivet sleeve 12 has been partially withdrawn, represented by the arrow P. By the retraction movement acts a compressive force on the lower edge 34 and top edge 36 of the ring 30 , From the radial offset of the edges to each other - the lower edge 34 is closer to the central longitudinal axis L of the rivet mandrel 20 arranged as the top edge 36 - a moment results on the ring 30 , which is a folding or a flip of the ring 30 causes the outside, so that the inner surface 32 from the spine shaft 22 moved away and the ring 30 with a previously exposed outer surface 38 (S. 1A ) to the thorn head 26 invests. Here, the lower edge attacks 34 of the ring 30 in a groove 28 (S. 1A ), which are adjacent to the mandrel head 26 and circumferentially on the mandrel shaft 22 is trained. The folding process turns the ring 30 plastically deformed, but the parallelogram-shaped cross-section of the ring 30 largely preserved. In this second position the ring protrudes 30 now in the radial direction over the outer edge of the mandrel head 26 and the resulting second outer diameter of the ring 30 is significantly increased compared to the original outside diameter. After folding over, an inner sloping surface, which in the initial state has an angle inwards, is now aligned essentially perpendicular to the central longitudinal axis and forms an enlarged contact surface 39 for the sleeve shaft 14 ,

Beim weiteren Zurückziehen des Nietdorns 20 wird der Hülsenschaft 14 gestaucht und zu einem Schließkopf 19 umgebogen und der Dornschaft 22 reißt an der Sollbruchstelle 24 ab, dargestellt in 3.Upon further retraction of the rivet mandrel 20 becomes the sleeve shaft 14 upset and to a closing head 19 bent over and the spike shaft 22 rips at the breaking point 24 from, presented in 3 ,

Der Hohlniet 10 weist weiterhin einen Innenring 40 auf, der zwischen Ring 30 und Niethülse 12 auf den Nietdorn 20 aufgesetzt ist, siehe hierzu 1A.The rivet 10 also has an inner ring 40 on that between ring 30 and rivet sleeve 12 on the rivet thorn 20 is attached, see 1A ,

Der Innenring 40 hat einen dreieckigen Querschnitt, der sich vom Nietdorn 20 in radialer Richtung nach außen beidseitig rampenförmig verjüngt bis in eine Außenkante 42, wobei der Durchmesser des Innenrings kleiner ist als der Durchmesser des Rings 30.The inner ring 40 has a triangular cross section, extending from the rivet pin 20 in the radial direction outwardly tapered ramped on both sides to an outer edge 42 , wherein the diameter of the inner ring is smaller than the diameter of the ring 30 ,

Beim Zurückziehen des Nietdorns wird der Innenring 40 auf dem Dornschaft 22 verschoben. Solange der Ring 30 noch nicht umgeklappt ist, berührt der Innenring 40 den Ring 30 lediglich mit seiner Außenkante 42. Ist der Ring 30 umgeklappt, so schiebt sich der Innenring 40 keilartig zwischen Ring 30 und Dornschaft 22 und gelangt mit seiner dem Ring 30 zugewandten Unterseite 44 vollflächig in Anlage mit dem umgeklappten Ring 30, siehe 2. Die der Niethülse 12 zugwandte Oberseite 46 des Innenrings 40 bildet eine vom Dornschaft 22 zur Anlagefläche 39 hin abfallende Rampe und bildet gemeinsam mit dem Ring 30 einen zur Verformung der Niethülse 12 nahezu idealen Nietstempel aus.When retracting the mandrel, the inner ring 40 on the spine shaft 22 postponed. As long as the ring 30 not yet folded, touched the inner ring 40 The ring 30 only with its outer edge 42 , Is the ring 30 folded down, so pushes the inner ring 40 wedge-like between ring 30 and spike shaft 22 and get on with his the ring 30 facing bottom 44 all over in contact with the folded ring 30 , please refer 2 , The rivet sleeve 12 zugwandte top 46 of the inner ring 40 forms one of the spine shaft 22 to the contact surface 39 sloping ramp and forms together with the ring 30 one for deformation of the rivet sleeve 12 almost ideal riveting stamp.

Die 4 und 5 zeigen perspektivische Darstellungen des beispielhaften Niets 10 in einem Teilschnitt, wobei 4 die Anordnung aus 1 zeigt, bevor der Nietschaft zurückgezogen wird und 5 die fertiggestellte Nietverbindung aus 3 zeigt.The 4 and 5 show perspective views of the exemplary rivet 10 in a partial section, where 4 the arrangement 1 shows before the rivet shaft is withdrawn and 5 the finished rivet connection 3 shows.

Obwohl der Nietdorn mit einer glatten Außenkontur dargestellt ist, kann diese selbstverständlich auch strukturiert sein, z. B. mit Rillen, Riefen etc. Ebenso können mit dem Blindniet mehr als zwei Bauteile miteinander verbunden werden.Although the rivet mandrel is shown with a smooth outer contour, this can of course also be structured, for. B. with grooves, grooves, etc. Similarly, more than two components can be connected to each other with the blind rivet.

Durch die vergrößerte Anlagefläche 39 ermöglicht der erfindungsgemäße Blindniet höhere Fügekräfte. Das Fließverhalten der Niethülse und die Ausbildung des Schließkopfes auf der werkzeugabgewandten Seite kann verbessert werden. Hierdurch sind höhere ertragbare Lasten der Nietverbindung im Vergleich zu herkömmlichen hochfesten Blindnieten erzielbar.Due to the enlarged contact surface 39 allows the blind rivet according to the invention higher joining forces. The flow behavior of the rivet sleeve and the formation of the closing head on the side facing away from the tool can be improved. As a result, higher sustainable loads of the rivet connection in comparison to conventional high-strength blind rivets can be achieved.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht maßstabsgetreu und nicht beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Handelns sind möglich.The embodiments are not to scale and are not restrictive. Modifications in the context of expert action are possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: BlindnietRivet
1212: Niethülserivet sleeve
1414: Hülsenschaftsleeve shank
1616: Hülsenendesleeve end
1818: Nietkopfrivet head
1919: Schließkopfclosing head
2020: NietdornMandrel
2222: Dornschaftspike shaft
2424: SollbruchstelleBreaking point
2626: Dornkopfmandrel head
2828: Nutgroove
3030: Ringring
3232: Innenflächepalm
3434: Unterkantelower edge
3636: Oberkantetop edge
3838: Außenflächeouter surface
3939: Anlageflächecontact surface
4040: Innenringinner ring
4242: Außenkanteouter edge
4444: Unterseitebottom
4646: Oberseitetop
LL: Mittellängsachsecentral longitudinal axis
PP: RückziehbewegungRetraction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 00/68583 [0004] WO 00/68583 [0004]
DE 102013020801 A1 [0005] DE 102013020801 A1 [0005]

Claims

Blindniet (10) mit einer Niethülse (12) umfassend einen Nietkopf (18) zur Anlage an einem Werkstück (50) und einem die Niethülse (12) durchdringenden Nietdorn (20) mit einem Dornschaft (22) mit Dornkopf (26), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Niethülse (12) und Dornkopf (26) ein Ring (30) auf den Dornschaft (22) aufgesteckt ist, der so ausgebildet ist, dass der Ring (30) durch eine Rückziehbewegung (P) des Nietdorns (20) relativ zur Niethülse (12) aus einer ersten Position in eine zweite Position nach außen umlegbar ist, wobei eine zuvor freiliegende Außenfläche des Rings (30) in Anlage mit dem Dornkopf (26) gelangt und eine ringförmige, gegenüber der ersten Position vergrößerte Anlagefläche (39) für den Hülsenschaft (14) bereitgestellt wird, die radial über den Dornkopf (26) hinausragt.Blind rivet ( 10 ) with a rivet sleeve ( 12 ) comprising a rivet head ( 18 ) for engagement with a workpiece ( 50 ) and a rivet sleeve ( 12 ) penetrating rivet mandrel ( 20 ) with a mandrel shaft ( 22 ) with thorn head ( 26 ), characterized in that between rivet sleeve ( 12 ) and thorn head ( 26 ) a ring ( 30 ) on the mandrel shaft ( 22 ), which is designed so that the ring ( 30 ) by a retracting movement (P) of the rivet mandrel ( 20 ) relative to the rivet sleeve ( 12 ) is convertible from a first position to a second position to the outside, wherein a previously exposed outer surface of the ring ( 30 ) in contact with the mandrel head ( 26 ) and an annular, relative to the first position enlarged contact surface ( 39 ) for the sleeve shaft ( 14 ), which radially over the mandrel head ( 26 protrudes).

Blindniet nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (30) einen rauten- oder parallelogramm-förmigen Querschnitt aufweist, und in der ersten Position mit einer Unterkante (34) dem Dornschaft (22) zugewandt ist und mit einer Oberkante (36) dem Hülsenende (16) zugewandt ist, wobei die Oberkante (36) gegenüber der Unterkante (34) radial nach außen versetzt ist.Blind rivet according to claim 1, characterized in that the ring ( 30 ) has a diamond or parallelogram-shaped cross-section, and in the first position with a lower edge ( 34 ) the mandrel shaft ( 22 ) and with a top edge ( 36 ) the end of the sleeve ( 16 ), wherein the upper edge ( 36 ) opposite the lower edge ( 34 ) is offset radially outward.

Blindniet nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt einen Innenwinkel (α) an der Unterkante (34) des Rings (30) in einem Bereich von 30 Grad bis 60 Grad aufweist.Blind rivet according to claim 2, characterized in that the cross section has an internal angle (α) at the lower edge ( 34 ) of the ring ( 30 ) in a range of 30 degrees to 60 degrees.

Blindniet nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass umfangsseitig im Dornschaft (22) eine Nut (28) angeordnet ist, in die der Ring (30) beim Umlegen eingreift.Blind rivet according to one of the preceding claims, characterized in that circumferentially in the mandrel shaft ( 22 ) a groove ( 28 ) in which the ring ( 30 ) engages during transfer.

Blindniet nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (30) aus einem hochfesten metallischen Werkstoff ausgebildet ist.Blind rivet according to one of the preceding claims, characterized in that the ring ( 30 ) is formed of a high strength metallic material.

Blindniet nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (30) und der Nietdorn (20) aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind.Blind rivet according to one of the preceding claims, characterized in that the ring ( 30 ) and the rivet mandrel ( 20 ) are formed of different materials.

Blindniet nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ring (30) und der Niethülse (12) weiterhin ein Innenring (40) auf dem Dornschaft (22) aufgesteckt ist, der durch Zurückziehen des Nietdorns (20) an den Ring (30) heranschiebbar ist, wobei eine der Niethülse (12) zugewandte Oberseite (46) des Innenrings (40) eine vom Dornschaft (22) auf die Anlagefläche (39) abfallende Rampe ausbildet.Blind rivet according to one of the preceding claims, characterized in that between the ring ( 30 ) and the rivet sleeve ( 12 ) an inner ring ( 40 ) on the mandrel shaft ( 22 ), by retracting the rivet mandrel ( 20 ) to the ring ( 30 ) is pushed, wherein one of the rivet ( 12 ) facing top ( 46 ) of the inner ring ( 40 ) one of the mandrel shaft ( 22 ) on the contact surface ( 39 ) forms sloping ramp.

Blindniet nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (40) einen dreieckigen Querschnitt hat und durch Zurückziehen des Nietdorns (20) keilförmig zwischen den Nietdorn (20) und den in die zweite Position umgelegten Ring (30) einschiebbar ist.Blind rivet according to one of the preceding claims, characterized in that the inner ring ( 40 ) has a triangular cross-section and by retracting the rivet mandrel ( 20 ) wedge-shaped between the rivet mandrel ( 20 ) and the ring placed in the second position ( 30 ) can be inserted.

Blindniet nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (40) mit dem Ring (30) lediglich mit einer Außenkante (42) in Berührung gelangt, solange der Ring (30) in der ersten Position ist.Blind rivet according to one of the preceding claims, characterized in that the inner ring ( 40 ) with the ring ( 30 ) only with an outer edge ( 42 ) as long as the ring ( 30 ) is in the first position.

Nietverbindung von zumindest zwei Bauteilen, die mittels einer oder mehreren Nieten verbunden sind, wobei als Niet ein Blindniet (10) nach einem der vorangehenden Patentansprüche verwendet ist.Rivet connection of at least two components, which are connected by means of one or more rivets, wherein a rivet ( 10 ) is used according to one of the preceding claims.