DE1273265B

DE1273265B - Blindnietverbindung fuer vorgelochte Werkstuecke

Info

Publication number: DE1273265B
Application number: DEA40381A
Authority: DE
Inventors: Harvey Philip Jeal
Original assignee: Aerpat AG
Current assignee: Aerpat AG
Priority date: 1961-06-19
Filing date: 1962-06-06
Publication date: 1968-07-18
Also published as: GB1029654A; SE307478B; CH422482A; US3426375A; US3286580A; DK118488B; AT261999B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16b

Deutsche Kl.: 47a-5

Nummer: 1273 265

Aktenzeichen: P 12 73 265.9-12 (A 40381)

Anmeldetag: 6. Juni 1962

Auslegetag: 18. Mi 1968

Es sind Blindnietverbindungen für vorgelochte Werkstücke bekannt, die aus einem mit Setzkopf versehenen Hohlniet und einem Setzdorn bestehen, auf welchem der Hohlniet angeordnet ist, dessen verdickter Kopf beim Einziehen des Doms den Schließkopf aus dem freien Ende des hülsenförmigen Teiles des Hohlnietes bildet und an dessen Schaft eine Sollbruchstelle vorgesehen ist, in welcher der Schaft nach Bildung des Schließkopfes abreißt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine derartige Blindnietverbindung zu schaffen, bei deren Herstellung die zu verbindenden Werkstücke vor der vollständigen Bildung des Schließkopfes fest zusammengepreßt werden, so daß eine Nietverbindung hohen Widerstandes geschaffen wird, die gleichzeitig eine gute Dichtheit, beispielsweise gegen Wassereintritt, gewährleistet und eine sichere Verriegelung des Dornkopfes in dem gebildeten Schließkopf gewährleistet sowie schließlich alle diese Vorteile auch dann erreichen läßt, wenn Werkstücke verschiedener Gesamtstärke durch ein und denselben Hohlniet miteinander verbunden werden sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer bekannten Blindnietverbindung für vorgelochte Werkstücke, bestehend aus einem mit Setzkopf versehenen Hohlniet und einem Setzdorn, aus, bei welcher der Hohlniet auf einem Setzdorn angeordnet ist, dessen verdickter Kopf beim Einziehen des Dorns den Schließkopf aus dem freien Ende des hülsenförmigen Teiles des Hohlniets bildet und an dessen Schaft eine Sollbruchstelle vorgesehen ist, in welcher der Schaft nach Bildung des Schließkopfes abreißt, und besteht im wesentlichen darin, daß der Hohlniet an seinem Hülsenteil mindestens im Bereich der zu verbindenden Werkstücke einen Abschnitt geringeren Außendurchmessers und geringerer Wandstärke aufweist.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9.

Durch die Erfindung wird der wichtige Vorteil erreicht, daß die zu verbindenden Bleche oder sonstigen Werkstücke vor dem Bilden des eigentlichen Schließkopfes mit besonderer Zuverlässigkeit und verhältnismäßig geringem Kraftaufwand fest zusammengezogen werden, wobei es wichtig ist, daß die Wände der Nietbohrung hierbei die Außenwand der Hülse des Niets nicht berühren und daher das Zusammenpressen nicht durch Reibung behindert wird.

Vorzugsweise werden die Niete und Schäfte zum Verkauf so angeboten, daß die Niete bereits auf die entsprechenden Dorne aufgepreßt sind. Wenn dies getan wird, wird vorzugsweise der Schaft des Niets Blindnietverbindung für vorgelochte Werkstücke

Anmelder:

Aerpat A. G., Zug (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. K. A. Brose, Patentanwalt,

8023 Pullach, Wiener Str. 2

Als Erfinder benannt:

Harvey Philip Jeal,

Stevenage, Hertfordshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 19. Juni 1961 (22 026)

axial über eine etwas größere Länge als die kombinierte Gesamtstärke der Bauteile, wie etwa Bleche, die zusammengenietet werden sollen, etwas zusammengedrückt, wodurch der äußere und der innere Durchmesser des Nietschaftes in diesem Bereich verringert werden.

Dieses Zusammenpressen kann so geschehen, daß der Nietdurchmesser gleichmäßig und kontinuierlich verringert wird oder nur unterbrochen und in Intervallen um den Umfang des Niets herum. Im letzteren Fall kann das Zusammenpressen auch so geschehen, daß eine Anzahl von Längsrippen stehenbleibt, die in einem Abstand voneinander um den Umfang des Niets liegen. Die Stärke der Rippen, um den Umfang des Niets gemessen, ist im allgemeinen gering, und in einem typischen Fall werden vier derartige Rippen vorgesehen.

Eine erfindungsgemäß in dieser Weise ausgestaltete Hohlnietverbindung hat insbesondere den Vorteil, daß die zu verbindenden Werkstücke fest zusammengepreßt werden, bevor der endgültige Schließkopf vollständig gebildet wird, so daß durch den erzielten guten Reibungsschluß der Werkstücke eine Nietverbindung hohen Widerstandes geschaffen wird. Der Nietschaft wird bei dieser Nietverbindung anschließend durch Verformung auch an die Innenwandungen des Nietloches gedrückt und auch der Schließkopf an seiner Unterseite fest gegen das Nietloch gepreßt, so daß eine gut abgedichtete Nietverbindung geschaffen wird. Hierbei werden Toleranzen innerhalb des Nietloches sehr gut ausgeglichen, und es ist auch möglich, in einem großen Bereich ver-

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schiedene Werkstückdicken mit ein und derselben 16 gemäß Fig. Id ist von konischer Form und Art von Hohlnieten und Setzdornen miteinander zu wächst von der Unterseite 20 des Kopfes 17 auf die verbinden, wobei in allen Fällen der Dornkopf auch Schulter 23 zu in seinem Querschnitt an, in die der sicher im Schließkopf verriegelt wird. verjüngte Teil 29 übergeht.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise 5 Der in Fig. Ie veranschaulichte Dorn hat unmit-

veranschaulicht. Es zeigt telbar unter dem Kopf 17 einen kurzen, glatten Teil

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Doms, 30, dessen Durchmesser gleich dem des Schaftes 19

Fig. la, Ib, lc, Id und Ie Seitenansichten, die ist und an den längsgerichtete Keilnuten37 folgen,

abgewandelte Ausführungsformen von für die Blind- die dadurch gebildet sind, daß das Material unter

nietverbindung nach der Erfindung geeigneten Dor- ίο Erzeugung von Rippen nach außen gepreßt ist.

nenzeigen, Wie aus Fig. 4 ersichtlich, besitzt der Hülsenteil

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie ΙΙΙ-ΙΠ der 12 des Hohlniets zwischen dem Setzkopf 11 und sei-

F i g. 1, nem den Schließkopf bildenden freien Ende einen

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV der Abschnitt 36 geringeren Durchmessers und auch ge-

F i g. 1, 15 ringerer Wandstärke, der durch radiales Aufpressen

F i g. 4 eine Ansicht eines in die zu verbindenden des Hohlniets auf den Dorn gebildet sein kann.
Werkstücke eingesetzten Niets mit Dom, die das Wenn ein Zug auf den Dom 16 ausgeübt wird und

Ausmaß der Verringerung des Außendurchmessers gleichzeitig eine Gegenkraft gegen den Nietkopf 11 des Hohlniets veranschaulicht, zur Anwendung gebracht wird, wobei die Vorder-

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Doms ähnlich zo backen oder ein Anschlag einen Teil des (nicht ge-F i g. 1, aber mit einer abgewandelten Brechnut, zeigten) Nietwerkzeuges bilden, wird der Dornkopf 17

Fig. 6 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII der in die Nietbohrung 14 in der Nähe des Schließkopf-F i g. 5, endes hineingezogen und staucht das Nietkopfende 15

F i g. 7 eine Seitenansicht einer Niet-Dorn-Gruppe des Niets zu einem Schließkopf 35 an der nicht zunach der Erfindung, wobei der Hohlniet mit dem 25 gänglichen Seite des Werkstückes.
Dom radial verpreßt ist, Nachdem die Bleche 32 und 33 voll geschlossen

F i g. 8 einen Schnitt gemäß der Linie DC-IX der oder eng gegeneinandergezogen sind, wird der Niet-F i g. 7, schaft 12 einem hohen Kompressionsdruck unterwor-

Fig. 9 eine Schnittdarstellung, welche die zusam- fen, wodurch das überschüssige Material am oder in mengenietete Verbindung unter Anwendung der 30 der Nähe des Schließkopfes 15 des Nietschaftes 12 Niet-Dom-Gruppe nach F i g. 8 zeigt. in den Hals 22 des Doms 16 fließt. Gleichzeitig wird

Nach den Fig. 1, 2 und 3 weist der Dom 16 in der Rest des Schaftes 12 verdickt, so daß das Nietder Nähe seines Kopfes 17 einen Halsteil 22 von ver- loch 31 in den Blechen 32 und 33 vollständig dicht ringerter Querabmessung auf, wobei der Querschnitt ausgefüllt ist. Mit anderen Worten befindet sich keine elliptisch ist. Die Hauptachse 22 a der Ellipse ent- 35 Lücke zwischen der Außenoberfläche des Nietschaftes spricht dem vollen Durchmesser des Hauptteiles des 12 und der Innenwandung des Loches 31 in den Dornschaftes 19, während die kleinere Achse 22 b Blechen 32 und 33. Wenn die vorherbestimmte Zugwesentlich verringert ist. Der Hals 22 erstreckt sich belastung im Dom erreicht ist, gibt die Brechnut 24 über eine kurze Strecke vom Kopf 17 auf den Zieh- nach, und der Dorn bricht ab. Der gebrochene Teil teil 18 des Doms 16 zu und geht in eine Schulter 23 40 des Doms fällt ab, während der Kopf 17, der HaIsüber, die einen Durchmesser aufweist, der gleich dem teil 22 und die Schulter 23 des Doms 18 axial gehalvollen Durchmesser des Schaftes 19 ist. Jenseits der ten und in dem Niet 10 verriegelt werden,
ringförmigen Schulter 23 ist der Schaft des Doms 16 Insbesondere wird durch die Erfindung neben einer

ebenfalls in seinem Querschnitt verringert, der gleich- dichten Nietverbindung auch ein großer Zusammenfalls wieder von elliptischer Form ist, aber die klei- 45 preßbereich ermöglicht. Beispielsweise wurden bei nere Achse der Ellipse ist wesentlich kleiner als die Anwendung eines Niets von 5/32" (4 mm) Durchkleinere Achse des Halsteiles 22 b, um eine Brech- messer die Längen der Abschnitte verringerten nut 24 zu schaffen, die den schwächsten Teil des Durchmessers bei gegebener Blechstärke durch VerDoms 16 darstellt und bricht, wenn eine vorher- suche wie folgt ermittelt:
bestimmte Beanspruchung des Doms erreicht ist. 50

Wahlweise Ausführungsformen des Doms nach der Erfindung sind in Fig. la bis Ie dargestellt, worin die Brechnut von der gleichen Gestalt ist wie bei dem in F i g. 1 gezeigten Dorn.

Der in F i g. 1 a veranschaulichte Dorn weicht von 55
dem bisher beschriebenen insofern ab, als der Hals
25 des Doms 16 von zylindrischer Form ist und sein
Durchmesser geringer ist als der Durchmesser der
Schulter 23. Der in Fig. Ib dargestellte Dom ist mit
einer Vielzahl ringförmiger Nuten 26 versehen mit 60 Das erwähnte radiale Verpressen des Hohlniets auf dazwischenliegenden ringartigen Teilen 27. Der dem Dom bewirkt, daß der Querschnitt des Niets Durchmesser der Schulter 27 ist gleich dem Durch- gleichmäßig um den Umfang des Niets verringert messer des Hauptteiles 19 des Schaftes 16. Der Dorn wird. Im Fall der F i g. 7 und 8 wird das Zusammennach Fig. Ic ist ähnlich dem gemäß Fig. Ib mit pressen auf vier gleichen Segmenten38 um den Umder Ausnahme, daß die im Abstand voneinander lie- 65 fang hemm durchgeführt, wodurch vier dazwischengenden ringförmigen Teile 28 verjüngte, um den Um- liegende Längsrippen 39 stehenbleiben,
fang verlaufende Oberflächen 28 a aufweisen und so- Es ist darauf hinzuweisen, daß, wenn der Niet nach

mit scharfe Kanten bilden. Der Halsteil 29 des Doms F i g. 7 und 8 bei der Herstellung der Blindnietverbin-

Abschnittslänge 36	Blechstärken des zusammenzunietenden Materials
0,103"(2,7mm) ... 0,165" (4 mm) 0,228"(5,7mm) ... 0,290"(7,5mm) ...	bis Vw" (1,6 mm) Vio bis Vs" (1,6 bis 3,2 mm) Vs bis ³Ae" (3,2 bis 4,8 mm) ³Ae bis Vi" (4,8 bis 6,4 mm)

dung axial zusammengedrückt wird, das Schließkopfende des Nietschaftes 12 in Ziehharmonikaform unter Bildung einer zusätzlichen Wulst 40 beim Stauchen zusammengepreßt wird, wie es in F i g. 9 gezeigt ist.

Das Zusammenpressen der Niet-Dorn-Gruppe, wie in F i g. 7 und 8 dargestellt, verbessert die Funktion der Gruppe insofern noch weiter, als die Rippen 39 am Nietschaft 12 zur besseren Führung des Niets 10 in den Löchern 31 der Bleche 32 und 33 beitragen, die zusammengenietet werden sollen, wenn der Niet ίο in diese Bleche zum Vernieten eingebracht wird. Weiterhin kann mit der Niet-Dorn-Gruppe nach F i g. 7 ein weiterer Bereich von Blechstärken wirksam mit einem Niet der gleichen Größe zusammengenietet werden.

Die Brechnut des Dorns weist gegenüberliegende flache Teile über ihre Länge auf, wie in F i g. 5 und 6 der Zeichnung gezeigt.

Versuche wurden durchgeführt, um die Flüssigkeitsdichte der erfindungsgemäßen Nietverbindung festzustellen, und bei allen diesen Tests wurde ein Niet gleicher Größe verwendet, nämlich Vs" (3,2 mm) Durchmesser.

In drei Fällen war die Blechstärke das Maximum, und in drei weiteren Fällen war die Blechstärke das Minimum für den betreffenden Niet. Alle diese Musterstücke wurden Wasserlecktests unter schwankendem Druck von 0 bis 20 Pfund je Quadratzoll (0 bis 1,4 kp/cm²) unterworfen, während gleichzeitig Temperaturänderungen durchgeführt wurden. Dabei wurde die Temperatur viermal von Raumtemperatur auf 100° C erhöht und zweimal von -15 auf 100° C. Während dieses zyklischen Vorgangs wurde der Prüfdruck mit einer Frequenz von ungefähr 25 Zyklen je Minute zur Anwendung gebracht, und zusammen wurden 70 000 Zyklen durchgeführt ohne jegliche Spur eines Leckens unter irgendwelchen Bedingungen für irgendwelche der Prüfmuster.

Claims

Patentansprüche:

1. Blindnietverbindung für vorgelochte Werkstücke, bestehend aus einem mit Setzkopf versehenen Hohlniet und einem Setzdorn, bei welcher der Hohlniet auf einem Setzdorn angeordnet ist, dessen verdickter Kopf beim Einziehen des Dorns den Schließkopf aus dem freien Ende des hülsenförmigen Teiles des Hohlniets bildet und an dessen Schaft eine Sollbruchstelle vorgesehen ist, in welcher der Schaft nach Bildung des Schließkopfes abreißt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlniet (10) an seinem Hülsenteil (12) mindestens im Bereich der zu verbindenden Werkstücke einen Abschnitt (36) geringeren Außendurchmessers und geringerer Wandstärke aufweist (F i g. 4 und 7).

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Abschnittes geringeren Außendurchmessers (36) des Hülsenteiles (12) zwischen dem Setzkopf (11) und dem den Schließkopf (35) bildenden freien Ende seines Hülsenteiles größer ist als die Stärke der zu verbindenden Werkstücke (F i g. 7).

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser des Hülsenteiles (12) des Hohlniets über die Längenausdehnung des Hohlniets gleichbleibend ist, wenn der Hohlniet auf dem Setzdorn (18) aufgezogen ist (Fig. 4).

4. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlniet (10) vor dem Einziehen mit dem Setzdorn (18) radial verpreßt ist (Fig. 4 und 7).

5. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Setzdorn aufgepreßte Hohlniet (10) nach außen vorstehende Rippen (39) aufweist (F i g. 7 und 8).

6. Verbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der fertige Schließkopf (35) bei entsprechender Länge des Abschnittes (38) geringeren Außendurchmessers und geringerer Wandstärke unterhalb des Dornkopfes (17) harmonikaartig unter Bildung einer zusätzlichen Wulst (40) zusammengedrückt ist (F i g. 9).

7. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Einwölbung (21) an der Unterseite des Setzdornkopfes (17) ein Abschnitt (22) des Setzdorns liegt, der, wie an sich bekannt, im Querschnitt verringert ist (F i g. 1 bis 6).

8. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt verringerte Schaftabschnitt (22) elliptisch oder teilweise elliptisch ausgebildet ist, wobei die große Achse der Ellipse gleich dem vollen Durchmesser des Dornschaftes ist.

9. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (17) des Setzdorns (16) an seiner Unterseite eine an sich bekannte, um den Schaft (19) ringförmig verlaufende Einwölbung (21) aufweist, die mit einer Abrundung in den Außenrand des Kopfes (17) übergeht, und am Ende des Dorneinziehens die Bohrung (31) in den zu verbindenden Werkstücken (32, 33) sowie der Schaftabschnitt (22) von verringertem Querschnitt durch radialen und axialen Materialfluß ausgefüllt ist und das freie Ende des Niets (10) den Dornkopf (17) entlang seinem Außenrand umgibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1099 276;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1785 472;
französische Patentschrift Nr. 1241123.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen