DE1527480C - Verfahren zur spanlosen Kaltherstellung von Ganzhohlnieten - Google Patents

Description

chen in den verschiedenen Ansichten durchwegs ähnliche Teile.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt des Gesenkes für die Kopfvorformung eines Stababschnittes zur Herstellung eines Ganzhohlnietes; man sieht den Ausgangszustand.

Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht und zeigt das Gesenk am Ende der Kopfvorformung.

F i g. 3 ist ein Längsschnitt des Gesenkes zum Fließpressen des Stababschnittes auf seine fertige Länge und zum gleichzeitigen Einformen von Schlitzen; man sieht den Beginn.

F i g. 4 ist eine ähnliche Ansicht und zeigt das Gesenk am Ende des Fließpreß- und Schlitzformvorganges.

Fig. 5 ist ein vergrößerter, an der Linie 5-5 der Fig. 4 genommener Querschnitt.

F i g. 6 ist ein Längsschnitt des Gesenkes mit einem Speziallochdorn und einem Stempel aus Formen des Kopfes.

Fig. 7 ist eine ähnliche Ansicht und zeigt das letztgenannte Gesenk am Ende der Lochung und Formung des Kopfes.

Fig. 8 ist ein Längsschnitt des Gesenkes für das Fertigpressen des Hohlnietes und das Herausstoßen des Lochbutzens; man sieht den Beginn.

F i g. 9 ist eine ähnliche Ansicht und zeigt das letztgenannte Gesenk am Ende der Betriebsstufe.

Fig. 10 ist eine vergrößerte, zu einem Viertel geschnittene Ansicht eines Ganzhohlnietes mit einem Einsatzstift.

Fig. 11 ist ein Grundriß des Hohlnietes, nachdem dieser zum Vernieten von zwei oder mehr Einzelteilen zusammengestaucht worden ist.

Fig. 12 ist ein Längsschnitt des Niets der Fig. 11.

Das vorliegende Verfahren zur spanlosen · Kaltherstellung von Ganzhohlnieten wird als ein Vierschrittverfahren mit einem sogenannten Kopfstaucher ausgeführt. Die vier Schritte sind: 1. Kopfvorformen an einem Stababschnitt, 2. gleichzeitiges Fließpressen auf'Fertiglänge und Schlitzbildung in dem vorgeformten Rohniet, 3. gleichzeitiges Lochen durch Abscheren eines den Durchgang sperrenden Teils und weiteres Umformen des Kopfes des vorgeformten Rohniets und 4. gleichzeitiges Herausstoßen des abgescherten Teils und Fertigpressen des Kopfes des Hohlnietes.

Kopfvorformen:

In den Fig. 1 und 2 ist ein zylindrischer Stababschnitt 15 aus kaltschmiedbarem Metall wie Aluminium oder entsprechender Legierung in die Bohrung 16 einer Matrize 17 eingesetzt; in dieser Bohrung begrenzt ein fester Auflagestift 18 die Lage des Stababschnittes so, daß dessen eines Ende 19 aus der Vorderfläche 20 der Matrize hervorsteht.

Im Betrieb ist ein Stauchstempel 21 gegenüber der Matrize 17 angebracht; er fluchtet mit der Bohrung 16 der Matrize. Durch die Länge der Bohrung 22 hindurch bewegt sich ein Stauchstift 23, der ein kegelstumpfartig verjüngtes Ende 24 aufweist. Die Stirn des Stauchstempels 21 ist mit einem halbkugeligen Sitz 25 versehen.

Nach Gesenkschluß wird der Stauchstift 23 in Richtung des Pfeils 26 bewegt; das verjüngte Ende 24 drängt sich in das Rohnietende 19 hinein und verschiebt dieses aus der Bohrung 22 so, daß es sich in den Sitz 25 in die Form eines knolligen, vorgeformten Kopfes 27 aufweiten kann. Da der Auflagestift fest ist, bleibt im übrigen der Stababschnitt 15 als ein Schaft 28 mit seiner ursprünglichen Durchmessergröße erhalten. Es ist zu bemerken, daß das Ende 24 des Stauchstiftes einen kegelstumpfartigen Sitz 29 in dem vorgeformten Kopf 28 bildet. Der angeknöpfte Rohniet 15a wird nach der Trennung der Gesenke

ίο aus diesem herausgenommen.

Fließpressen und Schlitzbildung

Dieser Verfahrensschritt wird durch die in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigten Gesenke ausgeführt; dabei ist ein Gesenkblock 30, in dessen Bohrung 31 der Schaft 28 des vorgeformten Rohniets 15a Aufnahme, gefunden hat, mit einem festen Auflagestift 32 ausgerüstet, der mit dem Schaftende Berührung hat; eine den Stift umschließende Ausstoßbuchse 33 läßt sich längs in der Bohrung 31 bewegen.

In axialer Fluchtung mit der Gesenkblockbohrung 31 hat ein Gegenhalteblock 34 eine Bohrung 35, in welcher sich während des Betriebes ein als Speziallochdorn ausgeführtes Fließpreß werkzeug 36 bewegen läßt. Jenes Ende des Gegenhalteblocks 34, das zum Block 30 hin zeigt, ist mit einem Sitz 37 zur Aufnahme des vorgeformten Kopfes 27 versehen.

Das Fließpreßwerkzeug 36 hat einen Werkzeugschaft 38, an dem der den kleineren Durchmesser aufweisende eigentliche Werkzeugkörper 39 sich erstreckt; rund um den Mantel des Werkzeugkörpers 39 herum haben mehrere langgestreckte Felder 40 (in diesem Fall drei) vorzugsweise gleichmäßige Bogenabstände. Das Durchmesserabmaß über den Außenumfang der Felder ist im. wesentlichen gleich der Durchmessergröße des Schaftes 28 des vorgeformten Rohniets 15 a. In der praktischen Ausführung hat der Werkzeugschaft 38 gleiche Durchmessergröße.

Nachdem der vorgeformte Rohniet 15a in der Bohrung 31 des Gesenkblocks 30 eingesteckt ist, wird der Gegenhalteblock 34 axial in Berührung mit dem Kopf 27 gebracht; in dieser Lage wird der Block 34 federnd so gehalten, daß er fähig ist, sich unter dem Einfluß der während des Fließpressens erzeugten Kräfte von dem Gesenkblock zurückzuziehen. Die Fig. 3 zeigt diesen Zustand und die auf den Rohniet 15a bezogene Lage des Fließpreßwerkzeugs 36, unmittelbar bevor dieses dem Pfeil 41 entsprechend vorgestoßen wird.

Bei diesem Vorstoß des Fließ preß Werkzeugs 36 dringt dessen Ende 42 zunächst in den Sitz 29 des vorgeformten Kopfes 27 und in den Schaft 28 hinein, während der Werkzeugkörper 39 wegen der KaItschmiedbarkeit des vorgeformten Rohniets einen zylindrischen Durchgang 43 formt und die, Felder 40 im Schaft Schlitze 44 formen, wie man am besten in F i g. 5 sieht; man erkennt dort, daß die Schlitze 44 den nunmehr hohlen Schaft 45 in genau gleiche Segmente teilen.

Zusätzlich zu dem vorgenannten Fließpressen, das durch das Werkzeug 36 in einer stirnseitigen Richtung nach außen hervorgerufen wird, erzeugt der

₆; feste Auflagestift 32 ein Fließpressen des gegenüberliegenden Endes des Schaftes 28 in Richtung nach vorne, um eine Art Kragen 48 rund um diesen Auflagestift herum mit Begrenzung durch die Ausstoßbuchse

33 zu formen. Innerhalb des Rohhohlniets 47 wird also eine unversehrte Brücke 49 gebildet, die von dem dem Kopf 27 abgekehrten Rohnietende nach innen versetzt ist.

Da der Werkzeugkörper 30 kein Metall vom Kopf 27 und da die Felder 40 infolge der Schrägung des Sitzes 29 nur kleine Teile dieses Kopfes verdrängen, wird der Kopf selbst durch den Fließpreßvorgang nur wenig beeinflußt; lediglich der Schaft wird zu der geschlitzten Hohlform der Fig. 4 verlängert. Es ist zu bemerken, daß von dem vorgeformten Rohniet 15a während seiner Umwandlung auf die Form 47 gemäß Fig. 4 kein Metall entfernt wird.

Umformen des Kopfes und Abscheren des Lochbutzens:

Für den nun folgenden Schritt des vorliegenden Verfahrens werden die in den Fig. 6 und 7 gezeigten Gesenke zur Anwendung gebracht. Nach Herausnahme aus dem Gesenkblock 30 erhält der Rohhohlniet 47 mit seinem hohlen Schaft 45 seinen Platz in der Bohrung 50 eines Gesenkblocks 51. Ein Auflagestift 52 paßt in den Kragen 48 des Schaftes 45 und faßt Fuß auf der unversehrten Brücke 49, die dann als Lochbutzen abgeschert wird. Der Stift 52 steht fest, jedoch ist der Gesenkblock 51 in Richtung des Pfeils 53 federvorgespannt. Die Stirnfläche 54 des Blocks ist konzentrisch zur Bohrung 50 mit einer Ringnut 55 versehen.

In axialer Flucht zur Gesenkbohrung 50 hat ein Formblock 56 eine Bohrung 57 und in dem zur Gesenkoberfläche 54 hinzeigenden Ende einen vorformenden Sitz 58. In der Bohrung 57 ist axial ein Stift 59 gelegen, steht aus dem Ende des Blocks 56 heraus und paßt gleitend in den Durchgang 43 des Rohhohlniets 47 im Gesenkblock 51.

Nachdem der Rohhohlniet 47 in den Gesenkblock 51 eingesteckt ist, wird der Formblock 56 zum Block

51 hin bewegt, bis der Nietkopf 27 den Boden des Sitzes 58 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt hat das Ende des Blocks 56 einen gewissen Abstand der Stirnfläche

54 des Gesenkblocks 51. Nun wird der Stift 59 bis zur Berührung mit der Brücke 49 vorgestoßen und hierdurch der Rohhohlniet 47 fest zwischen den Stiften

52 und 59 gemäß Fig. 6 gehalten.

Eine fortgesetzte Bewegung des Blocks 56 veranlaßt den gegen ihn federvorgespannten Block 51, sich in Richtung des Pfeils 64 zu bewegen, während der Rohhohlniet 47 mit den Blöcken relativ zu den beiden festen Stiften 52 und 59 wandert. Als Folge davon wird die Brücke 49 als Lochbutzen von dem hohlen Schaft 45 gemäß Fig. 7 weggeschert, verbleibt jedoch in dem Hohldurchgang 43, nachdem der Block 56 und Stift 59 so zurückgezogen worden sind, daß der erneut umgebildete Rohniet 65 aus der Gesenkbohrüng 50 herausgenommen werden kann.

Jetzt wird, der Block 56 dem Pfeil 60 entsprechend bewegt, um das Blockende dicht gegen die Oberfläche 54 des Gesenkblocks heranzuführen und hierdurch den Kopf 27 auf dessen neue Form gemäß Fig. 7 umzuformen; währenddessen erhält die Nut

55 Anlaß, einen Ringwulst 61 an der Hinterfläche des Kopfes anzuformen, und die einschnürenden Teile 62 des Sitzes 58 erhalten Anlaß, den Kopf an dessen Vorderende auf die Form eines Kragens 63 zusammenzudrücken, der angenähert die gleiche Durchmessergröße wie der hohle Schaft 45 hat. Wie man in F i g. 7 sehen. kann, beseitigt diese Zusammendrückung des Kopfes den kegeligen Sitz 29 und verschließt die Schlitze 40 am Kopfende des Rohhohlniets.

Herausstoßen des Lochbutzens und der Fertigformen:

Die Fig. 8 und 9 zeigen den letzten Verfahrensschritt. Nach Herausnahme aus dem Block 51 wird der Rohniet 65 mit seinem hohlen und geschlitzten Schaft 45 in die Bohrung 66 eines federvorgespannten Gesenkblocks 67 eingesteckt; dabei paßt der Ringwulst 61 des Kopfes 27 in eine hierfür in der Vorderfläche 69 des Gesenkblocks vorgesehene Ringnut 68. In dieser Bohrung 66 läßt sich eine Ausstoßbuchse 70 betreiben, in deren Durchgang ein fester Auflagestift 71 ruht.

Mit der Achse der Bohrung 66 axial fluchtend hat ein Kopfformstempel 72 eine Bohrung 73, die sich bei 74 nach außen auf einen größeren Durchmesser öffnet. Ein Sitz 75 in dem Ende des Stempels 72 hat die endgültige Fertigform, die dem Kopf 27 gegeben werden soll; der Sitz hat eine Ringausdrehung 76, in welche der Kragen 63 des vorgeformten Rohniets 65 hineinragt, wenn letzterer sich in Betriebslage in der Gesenkbohrung 66 befindet.

Das Ende des Stiftes 71 hält den Lochbutzen in Form der abgescherten Brücke 49 unbeweglich, während der hohle Schaft 45 in die Lage der Fig. 9 wandert. Auf diese Weise wird diese Brücke 49 aus dem Durchgang 43 des Hohlniets und in die Bohrung 73 des Stempels verschoben, wo sie verbleibt, bis sie durch weiter nachfolgende Brücken nachfolgender Hohlnieten 79 in die Entladeöffnung 74 des Stempels verschoben werden. Bei Bewegung des Stempels 72 in Richtung des Pfeils 77 trifft er zuerst auf den Hohlnietkopf 27 wie in Fig. 8, formt diesen dann aus der dort gezeigten in seine endgültige, in Fig. 9 gezeigte Form und drückt dann durch Anschlag gegen die Vorderfläche 69 des Gesenkblocks diesen in Richtung des Pfeils 78, wobei der fertig geformte Hohlniet 79 in der Bohrung dieses Blocks mit ihm zusammen relativ zu dem festen Auflagestift 71 wandert.

Wie man am besten in Fig. 10 sehen kann, umgrenzt der Ringwulst 61 eine Nut 80 für eine Druckscheibe 81, die über den hohlen Schaft 45 gestreift wird, nachdem dieser mit Hilfe der Ausstoßbuchse 70 aus dem Gesenkblock 67 herausgestoßen worden ist.

Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen die Art und Weise,' wie der nach obigem gefertigte Hohlniet 79 mit einem durchzuziehenden Stift 82 versehen wird, um ihn zu 5 stauchen und die Verbindung von Einzelteilen 83 oder dgl. zu bewirken.

Der Schaft 84 des Stiftes 82 wird, wie man in Fig. 10 sieht, durch den Niet so hindurchgesteckt, daß sein Griffende 85 über den Kragen 63 des Hohlnietkopfes 27 heraussteht.· Ein Kopf 86 am Ende des Schaftes 84 gegenüber dem Ende 85 stößt in den Eingriff mit dem Ende des hohlen Schaftes 45; Ring-^V Stege 87 im Schaft 84 in der Nähe des Kopfes 86 haben Preßpassung im Durchgang 43, um eine dichte Passung zwischen dem Hohlniet 79 und dem Stift 82 noch über die Stelle hinaus zu bewirken, an der die Schlitze 44 in dem hohlen Schaft 45 enden. Bruchoder Schernuten 88 sind in dem Stiftschaft 84 an

einem Zwischenstück vorgesehen, wo die Nuten bündig mit dem Kragen 63 liegen, wenn der Hohlniet gestaucht ist.

Der Ganzhohlniet arbeitet als sogenannter Schloßniet und findet Anwendung, um Einzelteile 83 in üblicher Weise dadurch zu vernieten, daß der Kopf 86 durch Nietlöcher 89 in diesen Teilen hindurchgesteckt, der Kopf 27 mit seiner Druckscheibe 81 fest gegen diese Teile gedrückt und an dem Griffende 85 des Stiftes 82 mit einem geeigneten Werkzeug gezogen wird. Ein solcher Zug veranlaßt die bogenförmigen Abschnitte des geschlitzten Schafts, durch Faltung nach außen zu knicken und die ausgeknickten

Teile 45c zu bilden, die sich fest gegen jene Seite der Einzelteile 83 legen, die der vom Kopf 27 ergriffenen Seite gegenüberliegt.

Im gestauchten Zustand des Niets liegt eine der Nuten 88 bündig mit dem Graben 63, der durch das Nietstauchwerkzeug in diese oder weitere Nuten eingedrückt wird. Damit erreicht die zur Stirnfläche gerichtete Stauchbewegung des Stifts ihren Abschluß. Der Zug am Stiftende 85 jedoch wird auf stetige oder unstetige Weise fortgesetzt, bis die Bruchschwächung an einer der Nuten 88 eintritt. Dieser Zustand ist in Fig. 12 gezeigt und ist der gestauchte oder geschlossene Zustand des Niets.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 537/102

Claims (1)

1. l 2

   Patentanspruch: vorgepreßt und dann vollständig durchlocht wird. Die

   beiden Gesenke für den Schaftteil des ungelochten

   Verfahren zur spanlosen Kaltherstellung von. Rohniets haben auf ihrer Oberfläche vorstehende Rip-Ganzhohlnieten mit Schlitzen nur im mittleren pen, die in den Schaft des Hohlniets Kerben einpres-Schaftbereich, ausgehend von einem Stababschnitt, 5 sen. Am Boden des Gesenkes befindet sich ein kleider in einem Schritt eine Kopfvorformung mit ner Vorsprung zum Einpressen der schaftseitigen Zenkopfseitiger Vorlochung, sowie eine schaftseitige triervertiefung. Die in den Schaft eingepreßten Ker-Zentriervertiefung erhält, dessen Schlitze einge- ben erstrecken sich in Längsrichtung des Schaftes bis preßt, dessen Kopf fertiggepreßt und der gelocht an dessen Ende und. hören ein Stück unterhalb des wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach 10 Kopfes des Rohnietes auf. Für viele Anwendungsder Vorformung das kopfseitige Teil mit einem am zwecke sind aber am Ende offene Kerben uner-Umfang mit Längsrippen (40) versehenen Spezial- wünscht.

   lochdorn (39), wie an sich bekannt, rückwärts Zum Stande der Technik sei auch noch erwähnt,

   fließgepreßt wird, während gleichzeitig schaftseitig daß im Rahmen der Herstellung von Ganzhohlnieten

   über Dorn vorwärts fließtgepreßt wird, und daß _i5 auch bereits die Anwendung des Rückwärtsfließpres-

   unter Fertigpressen des Kopfes, mit Schließen der sens mit Speziallochdorn zur gleichzeitigen Erzeu-

   Schlitze in diesen Bereich, der Schaft durchlocht gung im Schaft auf der Innenseite befindlicher Ker-

   wird. ben bekannt geworden ist (USA.-Patent 3,065,661).

   Dabei wird in den das Ausgangsmaterial bildenden 20 Stababschnitt zunächst kopfseitig ein Loch einge-

   ■- preßt, während schaftseitig eine Zentriervertiefung angebracht wird. Alsdann wird der hohle Schaftteil durch Rückwärtsfließpressen entlang eines Stempels hergestellt. Anschließend wird dann ein Kopfwulst

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanlosen 25 vorgestaucht, und in einem weiteren Verfahrensschritt Kaltherstellung von Ganzhohlnieten mit Schlitzen nur wird der Kopf dann fertiggeformt und gleichzeitig im mittleren Schachtbereich, ausgehend von einem das Durchgangsloch des' Ganzhohlnietes durch Aus-Stababschnitt, der in einem Schritt eine Kopfvorfor- stanzen des Lochbutzens vervollständigt. Am Schaftmung mit kopfseitiger Vorlochung, sowie eine schaft- ende dieses Ganzhohlnietes sind^: Einkerbungen vorgeseitige Zentriervertiefung erhält^ dessen Schlitze ein- 30 sehen, die das Aufreißen des Schaftes beim Anbringepreßt, dessen Kopf fertiggepreßt und der gelocht gen des Ganzhohlnietes ermöglichen,
   wird. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe Vorstehendes Grundverfahren ist aus einer einzi- zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gatgen Druckschrift nicht zu entnehmen, leitet sich aber tung zu schaffen, mit dem auf einfache Weise und als Grundlage des Erfindungsverfahrens im einzelnen 35 ohne zusätzliche Arbeitsgänge spanlos die sich nur aus dem nachstehend erläuterten Stand der Technik im mittleren Schaftbereich erstreckenden Schlitze anher: gebracht werden können, wobei auch eine Schwä-Bekannt sind Ganzhohlnieten (USA.-Patent chung des beim Anbringen der Ganzhohlnieten beson-3,055,255), bei denen im Schaftteil durch die ganze ders beanspruchten Materials am Schaftende vermie-Wandstärke hindurchgehende Schlitze vorgesehen ₄₀ den werden soll.

   sind, die sich aber nicht bis zum Ende des Schaftes Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß erstrecken, sondern nur über einen Teil des mittleren vorgesehen, daß nach der Vorformung das kopfsei-Bereiches des Schaftes verlaufen. Das Schaftende tige Teil mit einem am Umfang mit Längsrippen verselbst ist mit einer ringförmigen Verdickung ausgerü- sehenen Speziallochdorn wie an sich bekannt, rückstet. Solche Ganzhohlnieten werden mittels eines 45 wärts fließgepreßt wird, während gleichzeitig schaftseidurchzuziehenden Stiftes angebracht, der am Ende tig über Dorn vorwärts fließgepreßt. wird, und daß eine Verdickung aufweist und bei Zuganwendung die unter Fertigpressen des Kopfes, mit Schließen der zwischen den Schlitzen befindlichen Stegteile des Schlitze in diesen Bereich, der Schaft durchlocht Schaftes ausknicken läßt. Derartige Ganzhohlnieten wird.

   haben den Vorteil einer erhöhten Festigkeit der Niet- 50 Die vorliegende Erfindung nutzt also die Vorteile

   verbindung, lassen sich aber schwerer als Ganzhohl- der Herstellung der Schlitze durch Pressen, und das

   nieten mit bis zum Schaftende auslaufenden Schlitzen in solcher Weise, daß das Material am Schaftende un-

   herstellen. Bei dem bekannten Ganzhohlniet sollten zerstört bleibt. Das Durchlaufen der Schlitze durch die sich nur über einen Teil der Schaftlänge erstrek- das Kopfende, wo sie überdies wieder geschlossen

   kenden Schlitze als Einschnitte hergestellt werden. 55 werden, kann .ohne weiteres hingenommen werden,

   Dabei ist vorgesehen, diesen Einschnitten eine solche da die Materialstärke hier wesentlich größer ist und

   Länge und Anordnung zu geben, daß sie in dem das Kopfende des Nietes bei der Anbringung ja auch

   Loch eine bestimmte Stellung einnehmen. Wie die bereits durch das Einsteckloch und den zur Anbrin-

   Einschnitte bei dem bekannten Ganzhohlniet tatsäch- gung verwendeten Dorn abgestützt ist. Ein wesentli-

   lich gefertigt werden sollten, ist nicht bekannt,. Bei ₆₀ eher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt

   Herstellung der Schlitze als Einschnitte muß man auch darin, daß mit ein und demselben Werkzeug die

   aber für verschiedene Schlitzlängen unterschiedliche Herstellung von Schlitzen verschiedener Länge mög-

   Werkzeuge verwenden. Hch ist. Die Schlitzlänge hängt lediglich von dem

   Für bis zum Schaftende hin offenen Kerben von Ausmaß des Rückwärtsfließpreßvorganges ab, bedarf

   Ganzhohlnieten ist auch schon die Herstellung im ₆₅ aber keiner Werkzeugänderungen.

   Preßverfahren bekannt geworden (USA.-Patent Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispie-

   3,114,921). Dort erfolgt die Herstellung des Ganz- les der Erfindung anhand von Zeichnungen,

   hohlnietes, indem dieser zunächst in zwei Gesenken In den Zeichnungen bedeuten gleiche Bezugszei-