DE2345017C2 - Befestigungsvorrichtung - Google Patents

Description

a) der Nietschaft (14,16,26,28) ist an seinem dem Kopf (22,24) entgegengesetzten vorderen Ende (12, 14) gleichzeitig als Lochstempel ausgebildet, 2)

b) das Gegenhalterwerkzeug (32) weist eine öffnung (36) zur Aufnahme der von dem Niet (30) ausgestanzten Blechmaterialscheiben sowie einen ringförmigen Vorsprung (34) auf, der um den Umfang des durch den Niet (30) zu jo stanzenden Loches am unteren Blech angreift und be'm Nietsetzen einen Materialfluß des unteren Bleches in die ringförmige Ausnehmung (16) des Nietschaftes (14, 16, 26, 28) hervorruft, wobei das Volumen des ringförmi- js gen Vorsprunges (34) gleLn dem Volumen der ringförmigen Ausnehmung (16) des Nietschaftes (14,16,26,28) ist.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (18, 20) der ringförmigen Ausnehmung (16) des Nietschaftes (14, 16, 26, 28) symmetrisch zu einer zu der Schaftachse senkrechten Achse verlaufenden Ebene liegen und dabei einen Winkel von 90° einschließen.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des ringförmigen Vorsprunges (34) des Gegenhalterwerkzeuges (32) kleiner ist als die Länge des am vorderen Ende des Nietschaftes (14, 16, 26, 28) liegenden zylindrisehen Teils (14).

4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Vorsprung (34) des Gegenhalterwerkzeuges (32) einen quadratischen Querschnitt besitzt. 5i

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung mi nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der Praxis ist es ganz allgemein bekannt, daß man zwei Bleche oder Blechteile verhältnismäßig schnell durch Punktschweißen miteinander verbinden kann. Dieser Vorgang bedingt aber verhältnismäßig teuere to Einrichtungen, und wenn die zu verbindenden Teile plattiert, gestrichen oder in anderer Weise oberflächenbehandelt werden müssen, dann muß dies in einer verhältnismäßig frühen Herstellungsstufe geschehen, da die beim Punktschweißen erzeugte Wärme die Oberfläche beschädigen würde.

Weiterhin ist es ganz allgemein bekannt, Bleche oder Blechteile durch Nieten miteinander zu verbinden. Bei diesem üblichen Nietvorgang müssen die zu verbindenden Teile durchbohrt und die Löcher fluchtend ausgerichtet werden, worauf ein Niet durch die Löcher hindurchgesteckt und mit Hilfe eines enisprechenden Gerätes festgelegt werden muß, damit der Met innen expandieren oder das freie Nietende gestaucht und eventuell abgeflacht werden kann, um es bündig mit den Teilen zu machen. Dieses Vorgehen ist umständlich und aufwendig.

Bei einer bekannten Ausführungsform der im Oberbegriff des Anspruches 1 erwähnten Art (GB-PS 11 73 898) ist es ebenfalls erforderlich, die beiden miteinander zu verbindenden Bleche zunächst zu durchbohren. Der hier befestigte Niet besitzt einen im Durchmesser verkleinerten vorderen Schaftendteil, der die V-förmig ausgebildete Ausnehmung aufweist und auf den noch ein besonders geformter Hülsentei! sowie ein Ringteil zusätzlich aufgesetzt werden müssen. Dies bedingt nicht allein ein aufwendiges Vorgehen beim Nietvorgang selbst, sondern eine teuere Herstellung und Lagerhaltung der Niete (einschließlich Hülsenteil und Ringteil).

Der Erfindung liügt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art zu schaffen, die im Vergleich zum Stand der Technik billiger und schneller sowie einfacher in der Anwendung ist, wobei trotzdem eine äußerst zuverlässige Befestigung ermöglicht wird und in bestimmten Fällen auch bereits oberflächenbehandelte Bleche fest miteinander verbunden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das kennzeichnende Teümerknal a) ist nun zwar bereits aus der FR-PS 20 26 040 an sich bekannt, jedoch wird hier ein Gegenhalterwerkzeug verwendet, das vorsprungsfrei um den Umfang des durch den Niet zu stanzenden Loches an der Blechunterseite angreift, während ein Materialfluß in eine ringförmige Ausnehmung des Schaftes durch eine auf die Oberseite des Bleches wirkende Ringstufe des Schaftes hervorgerufen wird. In diesem Falle geht es jedoch einzig und allein um das Befestigen eines zapfenartigen Teiles in einer Blechplatte, keineswegs jedoch um das Miteinanderverbinden wenigstens zweier Bleche.

Darüber hinaus ist es beispielsweise aus US-PS 36 48 747 an sich bekannt, ein Gegenhalterwerkzeug mit einem ringförmigen Vorsprung auszubilden, der um den Umfang des durch den Niet zu stanzenden Loches an der Blechunterseite angreift und beim Vernieten einen Materialfluß des Bleches in eine ringförmige Ausnehmung des Niets hervorruft. Hier befindet sich die Ausnehmung an der Unterseite des Niets und ist das Volumen des Vorsprunges geringer als das der Ausnehmung; es handelt sich bei dieser bekannten Ausführungsform um eine Art Schraubenmutter-Blechscheiben-Zusammenordnung, die als Verbindung von wenigstens zwei Blechen ebenfalls nicht geeignet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung wird dagegen die Ausbildung des Niets, insbesondere des Nietschaftes, mit der Ausbildung des Gegenhalterwerkzeuges in besonders vorteilhafter Weise kombi-

niert, um wenigstens zwei Bleche fest miteinander zu verbinden. Hierbei dient zunächst der Nietschaft mit seinem vorderen Ende gleichzeitig als Lochstempel. Das Gegenhalterwerkzeug dient nicht nur zur Herstellung des Nietloches selbst, sondern sorgt mit seinem ringförmigen Vorsprung auch gleichzeitig dafür, daß beim Setzen des Nietes ein MaterialfluQ des unteren Bleches in die ringförmige Ausnehmung des Nietschaftes herbeigeführt wird, wodurch die ringförmige Nietschaft-Ausnehmung mit Material gefüllt und somit der Nietschaft und daher der ganze Niet selbst axial festgelegt wird, indem beide Bleche fest miteinander verbundin werden. Dies bedeutet alsc, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung die miteinander zu verbindenden Bleche in ein°m einzigen Nietsetzvorgang befestigt werden können, d. h. in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen das Herstellen der Löcher in den Blechen, das Einsetzen des Nietes und das Festlegen dieses Nietes. Dies führt nicht nur zu einem relativ einfach herzustellenden Niet, sondern auch zu einer äußerst schnellen und einfachen Befestigung.

Was die Ausführung des Nietes selbst anbelangt, so kann dieser durch Kaltverformung oder auf.i duren spanabhebende Bearbeitung zum Beispiel aus Stahl und mit nachfolgender Einsatzhärtung und Verzinkung (aus ästhetischen oder Korrosionsgründen) hergestellt werden. Das Material de:. Nietes, seine Härte und auch die Länge des zylindrischen vorderen Schaftendes (zwischen ebener Stirnseite und ringförmiger Ausnehmung) hängen von den Konstruktionsparametern, der Dicke und der Härte der Blechmaterialien ab. Im allgemeinen wird dieses zylindrische vordere Schaftende so lang sein wie möglich, um den Rand der ebenen vorderen Stirnseite zu verstärken, die den eigentlichen Lochstempel bildet, ohne daß dabei aber die ringförmige Ausnehmung am Schaft so weit nach hinten verdrängt wird, daß sie außerhalb des unteren Bleches liegt. Die Ausbildung des Niets hängt somit vor allem von der Dicke der zu verbindenden Bleche sowie davon ab, ob das dickere oder das dünnere Blech unten liegt.

Es wird vorzogen, daß die Flanken der ringförmigen Ausnehmung des Nietschaftes symmetrisch zu einer zu der Schaftachse senkrechten Achse verlaufenden Ebene liegen und dabei einen Winkel von 90° einschließen. Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen hat sich nämlich gezeigt, daß bei einem Versuch, die beiden befestigten Bleche durch eine axial zum Niet verlaufende Kraft zu trennen, das in die Ausnehmung verdrängte Material abgeschert wird. Der bevorzugte Winkel von 90° zwischen den beiden Flanken der ringförmiger* Ausnehmung hat sich als besonders günstig im Sinne der zuverlässigen Befestigung erwiesen.

Bei der Ausbildung des Gegenhalterwerkzeuges hat es sich dann ferner als zweckmäßig herausgestellt, daß die Höhe von dessen ringförmigem Vorsprung kleiner ist als die Länge des am vorderen Ende des Nietschaftes liegenden zylindrischen Teiles. Hierbei ist zu beachten, daß der Materialfluß in die ringförmige Ausnehmung während des Befestigungsvorganges umso Desser ist, je näher die Ausnehmung an dem als Lochstempel dienenden vorderen Schaftende des Niets liegt; der Vorsprung des Gegenhalterwerkzeuges muß dann jedoch in der erwähnten Weise abgestimmt, also nicht so hoch sein, daß er über die Ausnehmung hinausgelangt, da er dann nicht nur Material in die Ausnehmung verdrängt, sondern auch dazu neigen würde, das verdrängte Material abzuscheren.

Hierbei haben Versuche gezeigt, daß eine geeignete Konstruktion des Gegenhalterwerkzeuges bis zu einem gewissen Grade von der Materialdicke und der Hartz der zu verbindenden Bleche abhängt und daß härtere Materialien ein größeres Volumenverhältnis zwischen Werkzeugvorsprung und Ausnehmung als weichere Materialien erfordern.

Vorzugsweise besitzt der ringförmige Vorsprung des Gegenhalterwerkzeuges einen rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform wirkt dann das Gegenhalterwerkzeug als Matrize gegenüber dem vorderen Nietschaftende, das — wie erwähnt — als Lochstempel wirkt. Die in der Mitte des Werkzeuges vorgesehene Öffnung zur Aufnahme der von dem Niet ausgestanzten Blechmaterialscheiben verjüngt sich vorzugsweise so, daß sie von dem genannten Vorsprung aus divergiert.

Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform ist es unter der Voraussetzung, daß die ringförmige Ausnehmung des Nietschaftes im Bereich de? unteren Bleches liegt, möglich, sowohl Bleche gleichet Dicke als auch verschiedener Dicke miteinander zu verbinden. Bei der Verwendung besonders dünner Bleche und bei besonderen Nietkonstruktionen kann es dann erforderlich sein, das dickere Blech unten anzuordnen.

Der Niet kann an seinem einen Ende auch mit zusätzlichen Mitteln ausgestattet werden, z. B. mit einem Gewindestift, der von diesem Ende vorsteht.

Der Kopf des Niets kann aus einer vergrößerten ebenen Schulter bestehen, die an der oberen Stirnseite der Blechzusammenordnung anliegt. Diese Ausbildung kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn der Niet mit einem Gewindestift oder dergleichen versehen ist. Der Kopf kann aber auch als Senkkopf ausgebildet sein.

Die Erfindung sei nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles weiter beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines als Senkniet ausgebildeten Nietes gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine z. T. geschnittene Darstellung der ganzen Befestigungsvorrichtung in der ersten Phase beim Nietsetzen zur Verbindung von zwei Blechen:

F i g. 3 eine Schnittansicht des eingesetzten Niets.

Der in F i g. 1 gezeigte Niet ist zur Verwendung von zwei dünnen Blechen (Blechdicke je etwa 0,8 mm) geeignet. Die Ebene, in der die beiden Bleche aufeinanderliegen, ist durch die strichpunktierte Linie 10-10 in F i g. 1 angegeben.

Wie Fig. 1 zeigt, besitzt der Niet eine ebene Stirnseite 12, die als Lochstempel dient und an die sich ein am vorderen Ende des Nietschaftes liegender zylindrischer Teil 14 anschließt, der bei der gezeigten Ausführungsform eine axiale Länge von etwa 0,3 mm besitzt. Eine ringförmige, V-förmig ausgebildete Ausnehmung 16 ist am ganzen Schaftumfang des Nietes vorgesehen und schließt sich an den vorderen Teil 14 an. Diese ringförmige Ausnehmung 16 besitzt zwei Flanken 18, 20, die symmetrisch zu einer Ebene senkrecht zur Achse des Nietes liegen. Die axiale Gesamtbreite der Ausnehmung betrag' bei diesem Ausführungsbeispiel maximal etwa 0,5 mm.

Das Kopfende des Nietes besteht aus einem schmalen zylindrischen Abschnitt 22 mit einer axialer Lange von etwa 0,12 mm und aus einem Senkabschnitt 24 mit einer Länge von etwa 0.38 mm. Der Nietschaft besteht aus dem genannten vordren Teil 14, der ringförmigen Ausnehmung 16. sowie zwei weiteren zylindrischen Teilen 26 und 28. wobei der Teil 26 ebenfalls im unteren

Blech aufgenommen wird, das unter der Linie 10-10 (Fig. 1) liegt, wenn der Niet eingesetzt ist, und wobei der Teil 28 einen Endabschnitt bildet; die axiale l.iingc des Teiles 26 beträgt etwa 0.1 mm und die des Teiles 28 etwa 0.39 mm. Die Teile 14, 26 und 28 haben alle den gleichen Durchmesser und eine gerade zylindrische Form.

Es ist wichtig, daß der Niet genau und ohne Grate hergestellt wird. Wie zuvor erwähnt wurde, kann der Niet aus Stahl hergestellt und danach einsatzgehärtet und zinkplattieri werden.

Das Nietsetzen der Befestigungsvorrichtung sei anhand der F i g. 2 erläutert. Danach wird der Niet 30 an irgendeiner gewünschten Stelle über den beiden Blechen angeordnet und mit dem Gegcnhalterwerkzeug 32 fluchtend genau ausgerichtet. Das Gegenhalterwerkzeug 32 ist mit einem ringförmigen Vorsprung 34 versehen, der einen quadratischen Querschnitt aufweist und auf dem die Blechzusammcnordnung ruht. Der Niet wird dann durch eine mit einem einzigen Druck in Richtung des Pfeiles A (Fig. 2) aufgewendete Kraft eingesetzt, wodurch Materialseheiben aus den Blechen ausgestanzt werden. Diese Blechmaterialscheiben fallen dann durch eine Öffnung 36 des Gegenhalterwerkzeuges S2. Bei diesem Stanzvorgang wird durch den Werkzeugvorsprung 34 im unteren Blech ein Materialfluß in die ringförmige Ausnehmung 16 hervorgerufen, wobei der Niet in den beiden Blechen festgelegt und eine Vertiefung 38 im unteren Blech gebildet wird, wie es in F i g. 3 veranschaulicht ist. Das Volumen des genannten ringförmigen Vorsprunges 34 des Gegenhalterwerkzeuges 32 ist hierbei gleich dem Volumen der ringförmigen Ausnehmung 16 des Nietschaftes.

Hiemi 1 RInIl 7eirhniinpen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Befestigungsvorrichtung zur Verbindung wenigstens zweier Bleche bestehend aus einem Niet sowie einem Gegenhalterwerkzeug zum Einsetzen ή des Niets, wobei die Nietlänge annähernd der Gesamtdicke der zusammengelegten Bleche entspricht und der Niet einen Kopfteil, einen Schaftteil und eine ringförmige. V-förmig ausgebildete Ausnehmung am Schaftumfang aufweist, die im An- u> Schluß an das vordere Ende in dem Teil des Nietschaftes vorgesehen ist, der im unteren Blech angeordnet ist, und die außerdem zwischen zwei unteren zylindrischen Nietschaft-Abschnitten liegt, die im unteren Blech der miteinander zu verbinden- \- den Bleche aufgenommen werden, wobei ferner die vordere Endfläche des Nietschaftes eben ausgebildet ist und senkrecht zur Achse des Nietschaftes verläuft, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: