DE3440519A1

DE3440519A1 - Selbstdichtender blindniet

Info

Publication number: DE3440519A1
Application number: DE19843440519
Authority: DE
Inventors: Stephen Welwyn Hertfordshire Archer; Keith Digswell Welwyn Hertfordshire Denham
Original assignee: Avdel Ltd Welwyn Garden City Hertfordshire; Avdel Ltd
Current assignee: Avdel UK Ltd
Priority date: 1983-11-17
Filing date: 1984-11-06
Publication date: 1985-05-30
Anticipated expiration: 2004-11-07
Also published as: GB8330688D0; AU3537884A; CA1251663A; DE3440519C2; FR2555261A1; IT8449174A0; GB2151738B; GB2151738A; IT1178240B; FR2555261B1; US4639174A; AU569449B2; JPS60125406A; IT8449174A1; JPH061083B2

Description

AVDEL LIMITED₉ Mundells, WeIwyn Garden City, Hertfordshire, Großbritannien

Selbstdichtender Blindniet.

Die Erfindung betrifft selbstdichtende Blindnieten und insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, Blindnieten dieser Art mit hoher Festigkeit vom Typ des Abreißstiels.

Selbstdichtende Blindnieten sind allgemein bekannt und weisen im Ib

wesentlichen einen rohrförmigen Nietkörper mit einem im wesentlichen zylindrischen langgestreckten Schaft und einen radial vergrösserten vorgeformten Nietkopf an einem Ende des Schaftes auf, wobei sich eine Bohrung axial durch Kopf und Schaft erstreckt und ein "langgestreckter Stiel sich durch die Bohrung des Körpers erstreckt.

Der Stiel weist ein Stielende auf, das aus dem Kopfende des Körpers vorsteht, einen Stopfenabschnitt, welcher in der Bohrung des Körpers angeordnet ist und einen radial vergrößerten Endkopf im Bereich des anderen Hinterendes des Schafts.

Um den Niet zu setzen, wird das vorstehende Stielende gegriffen und

gezogen, während der Kopf des Körpers abgestützt ist, so daß der Endkopf in Richtung des Kopfes des Körpers gezogen wird, wodurch das Hinterende des Schaftes unter Ausbildung eines Blindkopfes aufgeweitet wird.
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Nach Setzen des Nietes wird der Stopfenabschnitt des Schaftes durch den Körper gehalten und verstopft die Bohrung, so daß hierdurch die Scherfestigkeit des gesetzten Niets erheblich vergrößert wird. Es ist üblich, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, daß das Stiel-

ende von dem verbleibenden Stopfenabschnitt entfernt wird, nachdem der Niet gesetzt wurde und dies geschieht gewöhnlich dadurch, daß Vorkehrung getroffen wird, daß das Stielende von dem Stopfenab-

schnitt abgebrochen wird, wenn der Stiel einer vorbestimmten Zugspannung ausgesetzt wird, nachdem der Niet den vollständig gesetzten Zustand erreicht hat. Derartige Nieten sind als "Abreißstiel"-Nieten bekannt.

Bei einigen Arten von selbstdichtenden Blindnieten ist der Endkopf in Richtung des Hinterendes des Körpers konisch ausgebildet, wodurch der Endkopf in das Hinterende des Körpers eindringen kann und dieses aufweiten kann, so daß der Blindkopf gebildet wird, wobei jedoch bei Blindnieten derjenigen Art, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, der Endkopf am Hinterende des Körpers anliegen kann und beim Nachvorneziehen des Kopfes des Körpers zu einer Verkürzung des Schaftes führt, so daß dieser nach außen gewölbt wird und einen Blindkopf bildet.

In vielen Situationen, in welchen selbstdichtende Blindnieten verwendet werden, ist es von besonderer Bedeutung, daß der Stopfenabschnitt sich nicht aus der Bohrung des Körpers des gesetzten Niets lösen kann und zwar nicht nur, da hierdurch die Scherfestigkeit des Niets abnimmt, sondern auch deswegen, weil der verloren gegangene Stopfen selbst ein gefährliches Stück darstellen kann. Um diese Gefahr zu vermeiden, ist es anzustreben, daß der Stopfenabschnitt mit dem Endkopf in der Bohrung des Körpers des gesetzten Niets verriegelt wird und es sind bereits verschiedene Vorschläge hierzu bekannt geworden, wobei einige hiervon vergleichsweise kompliziert sind. Erfindungsgemäß wird nunmehr ein selbstdichtender Blindniet vorgeschlagen, dessen Konstruktion nicht kompliziert ist und welcher beim Setzen des Nietes sicherstellt, daß der Stopfenabschnitt wirksam in dem Körper verriegelt wird.

Erfindungsgemäß wird hierzu ein selbstdichtender Blindniet vorgeschlagen, welcher einen langgestreckten Stiel und einen rohrförmigen Nietkörper aufweist, wobei der Körper einen langgestreckten Schaft, eine radiale Vergrößerung, die einen Nietkopf bildet, an einem Ende des Schafts, ein Hinterende am anderen Ende des Schafts und eine Bohrung aufweist, die sich axial durch den Nietkopf und den Schaft zum Hinterende erstreckt, wobei der Stiel durch die Boh-

rung des Körpers verläuft und ein Stielende aufweist, das aus dem Kopfende des Körpers vorsteht, und wobei ein Stopfen mit dem Stielende verbunden ist, welcher einen im wesentlichen zylindrischen ersten Teil im Bereich des Stielendes, einen zweiten Teil, der durch den ersten Teil im Abstand vom Stielende gehalten ist und einen radial vergrößerten Endkopf an dem von dem Stielende entfernt liegenden Ende des Stiels aufweist, wobei der Endkopf eine Unterfläche hat, die in Richtung des Stielendes zeigt, um in Anlage an dem Hinterende des Schaftes zu gelangen, wobei ferner der Durchmesser des Stopfens im zweiten Teil plötzlich in einer von dem ersten Teil wegweisenden Richtung im Durchmesser an einer Stelle reduziert ist, die im Abstand von der Unterfläche des Endkopfes liegt, um dadurch einen Anschlag zu bilden, der in Richtung des Endkopfes weist, und um eine Ringnut zwischen dem Anschlag und der Unterfläche zu erzeugen, wobei ferner der Schaft des Körpers einen Hauptabschnitt im Bereich des Nietkopfes und einen Endabschnitt in einem durch den Hauptabschnitt gebildeten Abstand von dem Nietkopf aufweist, bei welchem erfindungsgemäß der Endabschnitt des Schaftes einen Außendurchmesser hat, welcher fortschreitend in Richtung des Hinterendes über einen Längenabschnitt in axialer Richtung reduziert ist, der größer ist als die Breite der Ringnut und bei dem der Endabschnitt einen radial nach innen verlaufenden Teil im Bereich des Hinterendes des Schaftes aufweist, wobei sich der Teil in die Ringnut erstreckt.

Die Durchmesserverringerung des Stopfens, welche den Anschlag bildet, kann so plötzlich sein, daß, wenn im gesetzten Niet auf den Stopfen eine zunehmende Kraft ausgeübt wird, welche die Neigung zeigt, den Stopfen axial durch das Hinterende des Körpers nach aussen zu schieben, das Material des Körpers, welches sich in die Ringnut erstreckt, dem Ausschieben des Stopfens widersteht, bis das Material des Körpers bricht.

Bevorzugt ist es, daß der Außendurchmesser des Endabschnittes des Schaftes sich fortschreitend durch eine im wesentlichen durchgehende glatte Konizität verringert.

Der Außendurchmesser des Endabschnittes des Schaftes kann sich alternativ fortschreitend über eine Vielzahl stufenweiser Reduktionen verringern.
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Bei einer Weiterbildung nach der Erfindung ist der Innendurchmesser des Endabschnittes des Schaftes fortschreitend in Richtung des Hinterendes des Schaftes reduziert.

Der Durchmesser des zweiten Teiles des Stopfens kann fortschreitend in Richtung des Endkopfes reduziert sein.

Im einzelnen ist es möglich, daß die fortschreitende Reduktion des Durchmessers des zweiten Teiles des Stopfens durch die Ringnut und eine anfängliche Reduktion des Durchmessers zwischen der Ringnut und dem Hauptteil des Stopfens gebildet ist.

Die Anfangsreduktion kann eine stufenweise Reduktion sein.

Alternativ kann die Anfangsreduktion mittels einer einzigen plötzlichen Reduktion gebildet werden.

Alternativ ist es ferner möglich, die anfängliche Reduktion über eine Konizität zu erzeugen.

Der Teil des Schaftes, welcher sich in die Ringnut erstreckt, kann den Stiel zwischen der Anschlagsfläche und der Unterfläche des Endkopfes umfassen.

Die Anschlagsfläche, welche bei der plötzlichen Reduktion dargeboten wird, kann sich im wesentlichen im rechten Winkel zur Längsachse des Stieles radial erstrecken.

Die Bohrung des Körpers kann bevorzugt einen Riegelbereich in Nähe des Nietkopfes aufweisen, wobei in diesem Bereich der Durchmesser der Bohrung im Vergleich mit dem Durchmesser der Bohrung zwischen dem Riegel bereich und dem Endabschnitt reduziert ist und der erste Teil des Stopfens kann eine Vielzahl von im Abstand um den Umfang

angeordneten, vorstehenden Zähnen aufweisen, welche beim Ziehen des Stopfens längs der Bohrung in Richtung des Nietkopfes in Längsrichtung verlaufende Nuten in dem Körper um den Umfang des Riegelbereiches der Bohrung bilden.

Die vorstehenden Zähne können bevorzugt in einer Zone dto ersten
Teiles des Stopfens ausgebildet werden, wobei diese gezahnte Zone im Bereich des Stielendes liegt und der erste Teil des Stopfens
kann eine weitere Zone im Abstand von dem Stielende aufweisen, wobei der Abstand der gezahnten Zone entspricht und wobei die weitere Zone einen Durchmesser aufweist, welcher im wesentlichen gleich dem Maximal durchmesser der gezahnten Zone ist.

Das Hinterende des Schaftes weist vorzugsweise einen Durchmesser

auf, welcher nicht größer ist als der Durchmesser der Unterfläche · des Endkopfes.

Der Endkopf kann eine hinterschnittene Unterfläche aufweisen..
20

Der Niet kann ein Abreißstielniet sein, bei welchem eine Sollbruchstelle das Stielende mit dem Stopfen verbindet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten AusfUhrungsformen näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, welche einen

Stiel und einen Nietkörper für einen selbstdichtenden
Blindniet nach vorliegender Erfindung in einem unvollständigen Bauzustand zeigt;

Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Blindniets nach der Erfindung und eines Werkstücks, bestehend aus drei
Bauteilen mit Öffnungen, welche mittels des Nietes miteinander verbunden werden sollen, wobei ferner ein Teil des
Setzwerkzeuges für den Niet veranschaulicht ist;

Figur 3 eine Schnittansicht läng der Linie ΙΠ-ΙΪΙ von Figur 2;

Figur 4 eine teilweise geschnittene Ansicht ähnlich Figur 2, welche jedoch einen frühen Zustand beim Setzen des Nietes zeigt;

Figur 5 eine Ansicht ähnlich Figur 4, welche eine spätere Stufe beim Setzen des Nietes zeigt;

Figur 6 eine Ansicht ähnlich Figur 5, welche jedoch den Niet im vollständig gesetzten Zustand im Werkstück zeigt und

Figuren 7a, 7b, 7c und 7d Teil Schnittansichten von alternativen Formen des Stiels.

In Figur 1 der Zeichnungen ist ein selbstdichtender Blindniet gezeigt, welcher einen langgestreckten Stiel 10 und einen rohrförmigen Nietkörper 12 aufweist, welche vor dem Setzen des Niets zu einem zusammenhängenden Bauteil zusammengefügt werden.

Der Körper 12 weist einen langgestreckten Schaft 14 von kreisförmigem Querschnitt auf, welcher vor dem Zusammensetzen einen konstanten Durchmesser über seine Länge aufweist, wobei ein radial vergrößerter Nietkopf 16 an einem Ende des Schaftes vorgesehen ist. Eine Bohrung 18 erstreckt sich axial durch den Nietkopf 16 und den Schaft 14 zu dem von dem Nietkopf 16 entfernt liegenden Ende des Schaftes, wobei dieses Ende durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet und im folgenden als "Hinterende" genannt wird.

Der Stiel 10 weist ein langgestrecktes Stielende 22, einen Stopfen 24, der mit dem Stielende durch eine schmale Sollbruchstelle 26 verbunden ist und einen radial vergrößerten Endkopf 28 an dem Ende des Stopfens (und folglich auch dem Ende des Stiels) auf, welches entfernt von dem Stielende 20 liegt. Der Stopfen weist eine Ringnut 29 unmittelbar neben dem Endkopf 28 auf. Der Endkopf 28 weist eine hinterschnittene Unterfläche 30 auf, die allgemein in Richtung des Stielendes 22 über die Nut 29 hinwegzeigend weist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der Endkopf hinterschnitten, d.h.

die Unterfläche 3Q ist mit einer Ausnehmung versehen, um dadurch eine Oberfläche darzubieten, welche am Umfang des Kopfes dem Stielende 22 geringfügig näherliegt, als der radial weiter innen liegende Teil der Unterfläche.

Vor der Verwendung des Niets werden der Stiel 10 und der Nietkörper 12 zusammengebaut, wobei das Stielende in die Bohrung 18 am Hinterende 20 des Gehäuses eingeführt und durch die Bohrung hindurchgeführt wird, bis die Unterfläche 30 des Endkopfes 28 am Hinterende 20 des Körpers anliegt und das Stielende 22 steht dann aus dem Ende des Körpers vor, welches den vorgeformten Nietkopf-16 aufweist,wobei ein Endabschnitt 32 des Schaftes 14 im Bereich des Hinterendes 20 gekrimpft wird, um den Endabschnitt 32 zu verformen, so daß ein innerer Teil 34 des Endabschnittes 32 unmittelbar neben dem Hinterende 20 in die Nut 29 eindringt, so daß der Körper den Stiel in der Bohrung festhält, wodurch ermöglicht wird, daß der so zusammengebaute Niet gehandhabt werden kann, ohne daß sich die Teile vor der Verwendung voneinander trennen können. .

Ein Blindniet nach vorliegender Erfindung ist in Figur 2 in diesem zusammengebauten Zustand gezeigt.

Der selbstdichtende Blindniet dieser Ausführungsform ist von der bekannten Art eines Abreißstielniets. Aus Figur 2 ist folglich ersichtlich, daß die schmale Sollbruchstelle, die den Stopfen 24 mit dem Stielende 22 verbindet, den schwächsten Teil des Stiels 10 darstellt, so daß, wenn der Stiel einer Zugspannung ausgesetzt wird, dieser an der Sollbruchstelle abreißt.
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Der Stopfen 24 weist einen allgemein zylindrischen ersten Teil 36 unmittelbar neben der Sollbruchstelle und einen zweiten Teil 38 auf, welcher durch den ersten Teil 36 im Abstand von dem Stielende und der Sollbruchstelle gehalten ist. Der erste Teil 36 weist zwei benachbarte Zonen auf, nämlich eine gezahnte Zone 40 unmittelbar neben der Sollbruchstelle 26 und eine weitere Zone 42, welche von der Sollbruchstelle durch die gezahnte Zone im Abstand gehalten ist, wobei die weitere Zone 42 eine glatte zylindrische Oberfläche

aufweist. Die gezahnte Zone 40 weist eine Vielzahl von um den Umfang im Abstand angeordneten Zähnen 44 auf, die sich in Längsrichtung des Stiels erstrecken und radial nach außen weisen. Es ist offensichtlieh, daß der Durchmesser der gezahnten Zone zwischen einem Maximum und einem Minimum variiert, was davon abhängt, ob der Durchmesser über oder zwischen den Zähnen gemessen wird. Am Maximum jedoch, d.h. auf einem Kreis, welcher die radial äußersten Teile der Zähne einschließt, ist der Durchmesser der gezahnten Zone im wesentlichen der gleiche wie der der weiteren Zone 42, so daß gesamt gesehen der erste Teil 36 des Stopfens allgemein als zylindrisch zu betrachten ist.

An dem zweiten Teil 38 des Stopfens reduziert sich der Durchmesser des Stopfens gegenüber dem des ersten Teiles 36 in einer Richtung, welche von dem ersten Teil weg auf den Endkopf 28 zuweist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist die Durchmesserverringerung in zwei Stufen durchgeführt, so daß die Reduktion fortschreitend ist. Hierzu ist eine anfängliche Reduktion 46 unmittelbar neben dem ersten Teil des Stopfens und eine plötzliche weitere Reduktion 48 an einer Stelle vorgesehen, welche im Abstand von dem Endkopf und von dem Ende des zweiten Teiles, welcher sich an den ersten Teil des Stopfens anschließt, liegt.

Ein besonderer Zweck für die Herstellung der weiteren Reduktion in der dargestellten plötzlichen Gestalt liegt darin, daß ein ringförmiger Anschlag 50 gebildet wird, welcher axial in Richtung des Endkopfes weist, und aus diesem Grund ist es bevorzugt, daß die weitere Reduktion 48 so plötzlich als möglich ausgeführt ist. Es wird angenommen, daß ideal der Anschlag 50 sich radial im rechten Winkel zur Achse des Schaftes erstrecken soll, wobei jedoch bezüglich der praktischen Schwierigkeiten bei der Herstellung der Stiele eine gewisse Abweichung von diesem Idealfall zugelassen werden kann, ohne daß es zu großen Nachteilen kommt. Die anfängliche Reduktion 46 soll keinen Anschlag bilden und wirkt auch nicht als Anschlag. Sie ist jedoch vorgesehen, um zu der fortschreitenden Durchmesserverringerung des zweiten Teiles des Stopfens beizutragen, so daß das Verhältnis der Reduktion geringer ist als wenn es durch

die plötzliche weitere Reduktion 48 alleine gebildet wäre. Während die anfängliche Reduktion als Konus ausgebildet sein könnte, wird es als zweckdienlich empfunden, die anfängliche Reduktion stufenweise auszubilden.

Die Ringnut 29 weist eine zylindrische Wurzel auf und eme Breite zwischen der Anschlagsfläche 50 und der Unterfläche 30, die im wesentlichen gleich oder größer als die Wandungsdicke am Hinterende des Schaftes 14 ist.

Die Tatsache, daß der Durchmesser des Stopfens an einer Stelle anfänglich röduziert ist, die im Abstand von dem Endkopf liegt, welcher größer als die Breite der Nut 29 ist, ermöglicht eine fortschreitende Verringerung von Innendurchmesser und Außendurchmesser des Endabschnittes des Schaftes, welcher darüber hinaus über eine axiale Länge erzielt wird, die erheblich größer ist als die Breite der Nut.

Aus Figur 2 ist insbesondere ersichtlich, daß nach dem Krimpfen, welches während des Zusammenbaus von Stiel und Körper erfolgt, der Schaft 14 des Körpers des zusammengebauten Niets zwei unterscheidbare Abschnitte aufweist, nämlich einen Hauptabschnitt 54 im Bereich des Nietkopfes 16 und den obenerwähnten Endabschnitt, welcher aufgrund des Krimpfvorganges sich auf einen Kleineren Durchmesser am Hinterende 20 des Schaftes verringert, so daß Innen- und Außenfläche des Endabschnittes einen sichtbaren Winkel zu der Innen- bzw. Außenfläche des Hauptabschnittes 54 bilden. Der Verjüngungswinkel des gekrimpften, sich verjüngenden Endabschnittes 32 ist derart, daß die fortschreitende Durchmesserverringerung sowohl außen als auch innen des Endabschnittes im wesentlichen der fortschreitenden Durchmesserverringerung des zweiten Teiles 38 des Stopfens 24 entspricht.

Der sich nach innen erstreckende Teil 34 des Endabschnittes 32 dieser Ausführungsform dringt so weit in die Ringnut 29 zwischen der Anschlagsfläche 50 und der Unterfläche 30 des Endkopfes ein, daß der den kleinen Durchmesser aufweisende Teil des Stopfens am Boden

der Ringnut 29 dicht umgriffen wird und etwas fester gekrimpft als der Rest des Endabschnittes wurde.

Die Bohrung des Nietkörpers 12 weist einen Riegelbereich 56 in Nachbarschaft zum Nietkopf 16 auf, wobei in diesem Bereich der Durchmesser der Bohrung auf einen Durchmesser reduziert ist, welcher den kleinsten Durchmesser der gezahnten Zone des Stopfens entspricht oder geringfügig größer ist. Die Axiallänge des Riegelbereiches ist geringfügig größer als die der gezahnten Zone 40 des Stopfens. Der Körper weist eine kurze Gegenbohrung 58 am Kopfende der Bohrung auf, wobei die Gegenbohrung im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Hauptteil der Bohrung 18 hat, die sich vom Riegelbereich 56 zum sich verjüngenden Endbereich 32 erstreckt.

Bei dem nichtgesetzten Niet erstreckt sich das Stielende 22 mit Spiel durch den Riegelbereich 56. Der erste Teil 36 des Stopfens ist in dem Hauptteil der Bohrung 18 angeordnet, welcher sich zwischen dem Riegelbereich 56 und dem Endabschnitt 32 erstreckt, und der erste Teil 36 weist einen derartigen Maximal durchmesser auf, daß er in Spielpassung in dem Hauptteil der Bohrung und in Klemmpassung in dem Riegelbereich 56 sitzt. Wenn der Stiel zum Setzen des Nietes gezogen wird und die gezahnte Zone 40 des Stopfens in den Riegel bereich eingezogen wird, schneiden folglich die Zähne 44 ihren Weg in das Material des Körpers im Umfang der Riegelzone und formen in dem Material des Körpers Längsnuten und entsprechende Vorsprünge oder Zähne, welche in der Riegelzone miteinander in Eingriff stehen, in dem diese zwischen den Zahnen 44 des Stopfens vorstehen. Anschließend kann die glatte zylindrische weitere Zone 42 in die Riegelzone eindringen und verformt die vorstehenden Bereiche oder Zähne des Körpers zurück in die Längsnuten, so daß die Nuten hinter den Zähnen 44 geschlo-sen werden. Der gegenseitige Eingriff zwischen der gezahnten Zone des Stopfens und den Längsnuten und den entsprechenden Zähnen im Riegelbereich 56 des Körpers dient beim gesetzten Niet dazu, eine Drehung des Stopfens bezüglich des Körpers zu verhindern und das Schließen der Längsnuten hinter den Zähnen zeigt die Neigung, den Stopfen in dem Körper zu verriegeln und ein Herausziehen des Stopfens aus dem Hinterende des Kör-

«ν *

pers zu verhindern.

Der selbstdichtende Niet nach der Erfindung weist jedoch ferner Mittel auf, die beim gesetzten Niet dazu dienen, das Zurückhalten des Stopfens in dem Körper weiterhin zu unterstützen, was sich aus der folgenden Erklärung ergibt.

Hierzu wird zunächst auf Figur 2 bezug genommen, wobei hier der Blindniet nach vorliegender Erfindung verwendet wird, um drei mit öffnungen versehene Bauteile, die mit zueinander ausgerichteten öffnungen zusammengefügt sind und ein Werkstück 60 bilden, zu befestigen. Das Werkstück 60 weist eine Vorderseite 62 auf, die durch den Arbeiter zugänglich ist und eine Hinterseite oder Blindseite 64, welche nicht zugänglich sein muß. Die zueinander ausgerichteten öffnungen erstrecken sich von der Vorderseite zur Blindseite und der zusammengefügte Niet wird in die zueinander ausgerichteten öffnungen eingeführt, so daß der Nietkopf 16 an der Vorderseite des Werkstücks anliegt und der Schaft 14 sich durch das Werkstück erstreckt, wobei der Endkopf des Stiels, der sich verjüngende Endabschnitt und Teil des Hauptabschnittes 54 des Schaftes über die Blindseite hinaus vorstehen. Das Stielende 22, welches eine Vielzahl von ringförmigen Zugnuten 68 aufweist, wird dann mittels eines Werkzeuges gegriffen und gezogen, welches (nicht dargestellte) Mittel zum Greifen des mit Nuten versehenen Stielendes 22 und einen ringförmigen Gegenhalter 70 aufweist, der an dem Nietkopf 22 anliegt und durch welchen hindurch das Stielende in Eingriff mit den Greifeinrichtungen geführt wird.

Das Werkzeug wird dann betätigt, um den Stiel axial bezüglich des Körpers in einer Richtung zu ziehen, in welche der Endkopf 28 des Stiels in Richtung des Nietkopfes 16 gezogen wird, während der Körper durch den Gegenhalter abgestützt ist, wie dies durch die Pfeile in Figur 2 angedeutet ist. An diesem Punkt soll erwähnt werden, daß der Stiel aus einem harten Material besteht, welches einer Verformung widersteht und welches an der Sollbruchstelle abreißt, wenn eine vorbestimmte hohe Zugspannung erreicht wird, wobei der Stiel bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel aus einem sehr harten

zähen Stahl besteht und der Körper aus einem relativ weichen verformbaren Material hergestellt ist, beispielsweise einer Aluminiumlegierung oder, wie beim Ausführungsbeispiel, einer Stahl legierung. 5

Durch die Abstützung des Hinterendes 20 des Schaftes durch die Unterfläche 30 des Endkopfes setzt die Betätigung des Werkzeuges den Schaft 14 einer Druckspannung aus und infolgedessen beginnt sich der vorstehende Teil des Schaftes zu verformen, indem eine nach außen gerichtete, um den Umfang verlaufende Beule 22 zwischen der Blindfläche des Werkstücks und dem Endkopf geformt wird, wobei gleichzeitig der Teil des Schaftes in dem Werkstück sich .radial weitet und die öffnungen füllt, wie dies am besten aus Figur 4 ersichtlich ist. Insbesondere wird die Beule 72 in einer Position zentriert, welche zwischen den Enden des sich verjüngenden Endabschnitts 32 und im Abstand vom Hinterende 20 des Schaftes liegt, so daß der sich nach innen erstreckende Teil 34 in der Ringnut 29 verbleibt. Beim fortschreitenden Ziehen des Stiels dringt die gezahnte Zone des Stopfens in den Riegelbereich 56 in der zuvor beschriebenen Weise ein und wird in dieser vorbewegt, die Beule 22 beginnt in Eingriff mit der Blindseite des Werkstücks um die öffnungen herum zu gelangen und bildet somit den Blindkopf. Zur gleichen Zeit beginnt der Endabschnitt 32 in eine Falte verformt zu werden. Die Wirkung dieser Faltung besteht darin, daß ein Teil des Endabschnittes, weleher zwischen der Falte und dem Hinterende 20 liegt, weiter in die Ringnut 29 hineingetrieben wird, wobei es zu einem plastischen Fließen des Materials in der Nut kommt, so daß dieses die Nut zwischen der Anschlagsfläche 50 und der Unterfläche 30 des Endkopfes füllt, wie dies in Figur 5 veranschaulicht ist. Bei einem fortschreitenden Ziehen des Stiels wird das Falten des Schaftmaterials zwische dem Endkopf und dem Werkstück spitzer, so daß der resultierende Blindkopf über eine erhebliche Fläche an der Blindseite des Werkstücks um die öffnung herum anliegt und die gefalteten Teile des Schaftes sich schließen, so daß hierdurch im wesentlichen Zwischenräume am Umfang der Ringnut geschlossen und gefüllt werden, die beim anfänglichen Ausbeulen des Endabschnittes vergrößert wurden.

Schließlich beginnt die glatte zylindrische weitere Zone 42 in den Riegel bereich der Bohrung einzudringen und dies führt zusammen mit dem zunehmenden Widerstand gegen eine weitere Verformung des Körpers im Bereich des Blindkopfes zu der Tatsache, daß die zum weiteren Ziehen des Stiels erforderliche Zugkraft die Zugspannung übersteigt, welcher die Sollbruchstelle widerstehen kann. Folglich reißt der Stiel an der Sollbruchstelle ab, so daß das Werkzeug und das Stielende zum Wegwerfen entfernt werden können und der Niet in dem voll gesetzten Zustand in dem Werkstück verbleibt, wobei die Bauteile des Werkstücks dicht zwischen dem Nietkopf und dem Blindkopf geklemmt sind, wie dies in Figur 6 gezeigt ist.

Aufgrund des fortschreitend verringerten Außendurchmessers des Endabschnitts des Schaftes des Gehäuses wird die Druckkraft, welche auf das Hinterende des Schaftes durch den Endkopf beim Ziehen des Stiels durch den sich verjüngenden Endabschnitt in einer Richtung des Nietkopfes übertragen wird, nach außen in einem Winkel zur Längsachse des Schaftes geneigt. Dies führt zur Erzeugung von Kräften, die die Ausbildung einer birnenförmigen, um den Umfang verlaufenden Beule in dem Schaft bei einer Axialkraft unterstützen, welche geringer ist als die Kraft, die erforderlich wäre, um ein ähnliches Ausbeulen eines vergleichbaren Schaftes zu erzeugen, der keine derartige fortschreitende Verringerung des Außendurchmessers in Richtung des Hinterendes aufweist.

Es wird angenommen, daß, um zu gewährleisten, daß der vollständig gesetzte Niet einen ausreichenden Widerstand gegen das Ausschieben des Stopfens axial aus dem Körper durch das Hinterende durch eine zunehmende, auf den Stopfen ausgeübte Kraft aufweist, es notwendig ist, daß die plötzliche Durchmesserverringerung, welche den Anschlag bildet, derartig plötzlich ist, daß die Fläche des Anschlages ausreichend gegenüber der Längsachse des Stopfens geneigt ist, so daß sie herangezogen werden kann, um das Material des Gehäuses, welches sich in die Ringnut erstreckt, ausreichend zu verformen, so daß der Stopfen den Körper verlassen kann, ehe das Material des Körpers reißt. Indem die Fläche des Anschlags im wesentlichen im rechten Winkel zur Achse des Stopfens ausgeführt wird, besteht kaum

eine Neigung, daß, wenn versucht wird, den Stopfen aus dem Hinterende des Körpers auszuschieben, der Anschlag das Material des Körpers, welches in die Ringnut eingedrungen ist, in radialer Richtung nach außen verformt wie ein sich verjüngender Keil. Folglich zeigt der sich nach innen erstreckende Teil 34 die Neigung, in der Ringnut in Anlage an dem Anschlag zu verbleiben. Die auf den Stopfen ausgeübte Kraft erzeugt in dem Schaft des Körpers eine Zugspannung und es wurde gefunden, daß das Material des Körpers reißt und es lediglieh ermöglicht, daß der Stopfen den Körper verläßt, indem er einen Teil des Materials des Körpers, welches in Eingriff mit der Ringnut 29 steht, mitnimmt.

Es ist offensichtlich, daß auch andere Ausführungsformen nach der Erfindung möglich sind. So kann beispielsweise anstelle der fortschreitenden Verringerung des Durchmessers des zweiten Teiles des Stopfens vorgesehen sein, daß zwei stufenweise Reduktionen geformt werden, von denen jede den Durchmesser des Stopfens auf einen kleineren Durchmesser eines zylindrischen Teiles verringert und eine klar definierte Anschlagsfläche im wesentlichen im rechten Winkel zur Achse des Stiels bildet, wobei die fortschreitende Durchmesserverringerung in einer sanfteren fortschreitenden Weise ebenfalls erzielbar ist, obwohl dies beim Halten des Stopfens im Körper des gesetzten Nietes wohl weniger effektiv sein dürfte.

Folglich sollte die anfängliche Verringerung des Durchmessers durch eine Konizität erfolgen, die sich bis zu der Stelle der plötzlichen weiteren Durchmesserverringerung erstreckt. Die weitere Verringerung selbst könnte ebenfalls durch eine Konizität erfolgen, wobei jedoch eine derartige Konizität sehr steil sein müßte, um als Anschlag zu dienen, der wirksam wäre, an dem Innenteil des Endabschnittes anzulegen, um dadurch dem Ausschieben des Stopfens zu widerstehen. Alternativ könnte der Anschlag hinterschnitten sein, um dadurch die Ringnut zu überdecken und zwar in einer ähnlichen Weise, wie die hinterschnittene Unterfläche des Endkopfes.

Obwohl der Endabschnitt 32 des Schaftes als kegel stumpfförmig gezeigt wurde und eine im wesentlichen durchgehende, sich verjüngen-

de Außenfläche aufweist, ist es gleichermaßen möglich, hier eine Anzahl stufenweiser Reduktionen des Außendurchmessers vorzusehen, obwohl dies nicht unbedingt von Vorteil sein muß. Verschiedene Alter-5 nativen sind jedoch in den Figuren 7a bis 7d gezeigt.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl IO für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

10	Stiel
12	Nietkörper
14	Schaft
16	Nietkopf
18	Bohrung
20	Hinterende
22	Stielende
24	Stopfen
26	Sollbruchstelle
28	Endkopf
29	Ringnut
30	Unterfläche des Kopfes
32	Endabschnitt
34	sich radial nach innen erstreckender Teil
36	erster Teil des Stopfens
38	zweiter Teil des Stopfens
40	gezahnte Zone
42	weitere Zone
44	Zähne
46	anfängliche Reduktion
48	weitere Reduktion
50	Anschlag
54	Hauptabschnitt des Schafts
56	Riegel abschnitt
58	Gegenbohrung
60	Werkstück
62	Vorderseite
64	Blindseite
68	Zugkerben
70	Gegenhalter
72	Beule oder Blindkopf.

ΖΛ - Leerseite

Claims

Β4ΤΕΝΤΛΝΙΑΤΕ: BRQSE + PARTNER European Patent Attorneys - Manda*aires en Brevets Eufopeeps - sugelaseeiw.Vfertreter beim Europäischen Patentamt D-8023 München-Pullach, WienerStrae«2;%tefon(08ö£7.933S?1;TeiexS212i37brosd; Cables: «Patentibus» München IC4RLABROSEtT981 DipHng. D.K/4RLBROSE Dipl.-lng., Dipl.-Wirtsch.-Ing. MIChWELRESCH Dipl.-PhyS. - AVDEL LIMITED, Mündel!s, Welwyn Garden City, Hertfordshire, Großbritannien p.294 J** 6. November 1984 Yourref: Date: DBr-au PATENTANSPRÜCHE

1. Selbstdichtender Blindniet mit einem langgestreckten Stiel und einem rohrförmigen Nietkörper, wobei der Nietkörper einen langgestreckten Schaft, eine radiale Vergrößerung, welche einen Nietkopf an einem Ende des Schafts bildet, ein Hinterende am anderen Ende des Schafts und eine Bohrung aufweist, welche sich axial durch den Nietkopf und den Schaft zum Hinterende erstreckt, wobei sich der Stiel durch die Bohrung des Nietkörpers erstreckt und ein Stielende aufweist, welches aus dem Kopfende des Körpers vorsteht, wobei ferner ein Stopfen mit dem Stielende verbunden ist, welcher einen allgemein zylindrischen ersten Teil im Bereich des Stielendes, einen zweiten Teil im Abstand von dem Stielende, welcher dem ersten Teil entspricht, und einen radial vergrößerten Endkopf aufweist, der eine Unterfläche des Kopfes hat, die in Richtung des Stielendes weist, um in Anschlag mit dem Hinterende des Schaftes zu gelangen, und wobei der Durchmesser des Stopfens im zweiten Teil von dem ersten Teil wegweisend an einer im Abstand von der Unterfläche des Endkopfes liegenden Stelle plötzlich im Durchmesser verringert ist, um dadurch einen Anschlag zu bilden, welcher in Richtung des Endkopfes weist, und um eine Ring-

Femmündliche Vereinbarungen werden erst durch schriftliche Bestätlauna verbindlich.

nut zwischen dem Anschlag und der Unterfläche des Endkopfes zu bilden, wobei ferner der Schaft des Nietkörpers einen Hauptabschnitt im Bereich des Nietkopfes und einen Endabschnitt aufweist, welcher durch den Hauptabschnitt im Abstand von dem Nietkopf gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (32) des Schaftes (14) einen Außendurchmesser aufweist, welcher fortschreitend in Richtung des Hinterendes (20) über eine Länge in axialer Richtung im Durchmesser verringert ist, welche größer ist als die Breite der Ringnut (29), und daß der Endabschnitt (32) einen sich radial nach innen erstreckenden Teil (34) im Bereich des Hinterendes (20) des Schaftes aufweist, welcher sich in die Ringnut (29) erstreckt.

2. Blindniet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Endabschnittes (32) des Schaftes (14) fortschreitend durch eine im wesentlichen durchgehende Konizität verringert ist.

3. Blindniet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -der Außendurchmesser des Endabschnittes (32) des Schaftes (14) fortschreitend über eine Vielzahl stufenförmiger Reduktionen verringert ist.

4. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Endabschnittes (32) des Schaftes (14) fortschreitend in Richtung des Hinterendes (20) des Schaftes verringert ist, und daß der Durchmesser des Stopfens (24) fortschreitend in Richtung des Endkopfes (28) über einen axialen Längenabschnitt verringert ist, welcher größer ist als die Breite der Ringnut (29).

5. Blindniet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Schaftes (14) und der Durchmesser des Stopfens (24) in im wesentlichen gleichen Verhältnis verringert sind.

6. Blindniet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fortschreitende Verringerung des Durchmessers des Stopfens (24) durch die Ringnut (29) und eine anfängliche Verringerung (34) des Durchmessers zwischen der Ringnut (29) und dem ersten Teil (36) des Stop-

fens (24) gebildet ist.

7. Blindniet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an-

fängliche Verringerung (34) eine stufenweise Durchmesserverringerung ist.

8. Blindniet nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche Verringerung (34) -mittels einer einzigen Stufe der Durchmesserverringerung gebildet ist.

9. Blindniet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche Verringerung (34) durch eine Konizität gebildet ist.

10. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (50), welcher durch die plötzliche Verringerung gebildet ist, sich radial und im wesentlichen im rechten Winkel zur Längsachse des Stiels (10) erstreckt.

11· Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (34) des Schaftes (14), welcher sich in die Ringnut (29) erstreckt, den Stiel zwischen dem Anschlag (50) und der Unterfläche (30) des Kopfes umfaßt.

12. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (18) des Körpers (12) einen Riegelabschnitt (56) im Bereich des Nietkopfes (16) aufweist, wobei in diesem Bereich der Durchmesser der Bohrung (18) im Vergleich zum Durchmesser der Bohrung zwischen dem Riegelbereich (56) und dem Endabschnitt (32) verringert ist, und daß der erste Teil (36) des Stopfens (24) eine Vielzahl von im Abstand und im Umfang angeordneten vorstehenden Zähnen (44) aufweist, welche beim Ziehen des Stopfens (24) längs der Bohrung (18) in Richtung des Nietkopfes (16) längsgerichtete Nuten in dem Gehäuse (12) um den Umfang des Riegelbereiches (56) der Bohrung (18) bilden.

13. Blindniet nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden Zähne (44) in einer Zone (40) des ersten Teiles (36) des

Stopfens (24) gebildet sind, wobei die gezahnte Zone (40) im Bereich des Stielendes (22) liegt, und daß der erste Teil (36) des Stopfens (24) eine weitere Zone (42) im Abstand von dem Stielende (22) aufweist, wobei der Abstand der gezahnten Zone (40) entspricht, und wobei die weitere Zone (42) einen Durchmesser aufweist, welcher im wesentlichen dem Maximal durchmesser der gezahnten Zone (40) entspricht.

η. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endkopf (28) eine Hinterschnittene Unt.erfläche (30) aufweist.

15. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge-

IB kennzeichnet, daß das Hinterende (20) des Schaftes (14) einen Durchmesser aufweist, welcher größer ist als der der Unterfläche (30) des Endkopfes (28).

16. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiel (10) eine Sollbruchstelle (26) zwischen dem Stielende und dem Stopfen (24) aufweist.

17. Blindniet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesserverringerung des Stopfens (24), welche den Anschlag (50) bildet, plötzlich genug ist, um zu gewährleisten, daß in dem gesetzten Niet auf den Stopfen (24) eine zunehmende Kraft ausgeübt wird, die die Neigung zeigt, den Stopfen axial nach außen durch das Hinterende (20) des Körpers (12) zu schieben, wobei das Material des Körpers, welches sich in die Ringnut (29) erstreckt, dem Herausschieben des Stopfens (24) widersteht, bis das Material des Körpers (12) bricht.