DE384861C - Elektrisches Nietverfahren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. NOVEMBER 1923

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVl 384861 -KLASSE 21 h GRUPPE 12

(M 75024 Vllll2ih^z)

Thomas E. Murray in Brooklyn-New York, V. St. A.

Elektrisches Nietverfahren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. September 1921 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 26. August 1919 beansprucht.

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Nietverfahren, bei dem in bekannter Weise der elektrische Strom durch die ganze Länge der mit einem Ende frei aus dem Werkstück herausstehenden Nieten geschickt und durch einen achsialen Druck das Metall des vorstehenden Nietendes gestaucht wird.

Das Verfahren ist in erster Linie zum Verbinden von Metallplatten mit Nichtmetallplatten u. dgl. — Porzellan, Glas, Holz, Gummi u. dgl. — bestimmt. Beim Annieten solcher brüchig-spröden oder nachgiebigen Stoffe muß mit besonderer Sorgfalt verfahren werden, und dennoch läßt sich bei der gewöhn-

lichen Nietmethode nicht vermeiden, daß das Porzellan oder Glas springt oder der Nietkopf in das Holz o. dgl unerwünscht tief eingetrieben wird.

Die Neuerung besteht darin, daß hier Niete verwendet werden, die an der zu stauchenden Stelle, d.h. am vorstehenden Nietende, einen geringeren Querschnitt als im übrigen Teile des Nietschaftes besitzen. Das Nietende wird ίο dabei weich genug, um sich leicht stauchen zu lassen, während der nicht vorspringende Nietschaftteil hart bleibt und seine Form behält. Die Vorteile dieses Verfahrens sind erheblicher Art. Das übermäßige Erhitzen der Platten wird vermieden, der eigentliche Nietschaft behält seine Gestalt, was z. B. bei der Herstellung elektrischer Verbindungen sehr erwünscht ist, während das vorstehende bleiweiche Nietende schon bei mäßigem Druck sich zusammenstauchen läßt. Dies ist besonders von Vorteil, wenn der Stauchkopf auf Porzellan o. dgl. von unebener Oberfläche und mit verschiedener Druckstärke erzeugt werden soll, denn der Stauchkopf bettet sich ohne Gefahr des Sprengens des Porzellans dicht und fest ein.

Handelt es sich um das Vernieten von aus Porzellan oder ähnlichen Stoffen bestehenden Körpern, so kann daher der vorspringende Nietteil gegen die Porzellanfläche derart zu- , sammengedrückt werden, daß er einen Kopf oder Stauchkragen in unmittelbarer Berührung mit dem Porzellan bildet, und bei Vernietung ! von Metall mit Porzellan läßt sich demnach auch der Schaftkopf auf dem Porzellan stauchen.

Auf der Zeichnung ist
Abb. ι ein Schnitt zweier Platten aus Metall und Glas oder Porzellan mit einer Hohlniete ; zwischen zwei Elektroden vor der Stauchung, Abb. 2 der gleiche Schnitt mit gestauchter Niete,

Abb. 3 eine Ansicht der Glas- oder Porzellanplatte mit dem erzeugten Nietkopf, Abb. 4 ein Schnitt wie Abb. 2 bei einer anderen Ausführungsweise des Verfahrens.

A ist die Nichtmetallplatte (Glas, Porzellan usw.), die mit der Metallplatte β vernietet werden soll. Der durch die vorher in den Platten erzeugten Nietlöcher gesteckte Hohlniet C steht um den Teil D über der Glasplatte Λ vor, während der gegen die Metallplatte B anliegende Nietkopf E auf der ortsfesten Elektrode F ruht, die zur Aufnahme des Nietkopfes mit einer Vertiefung oder Kopfschale versehen sein kann. Die bewegliche Gegenelektrode G besitzt einen Zentrierzapfen H, der in den hohlen Nietschaft greift.

Die Platten mit dem Niet C ruhen auf der feststehenden Elektrode F unter der beweglichen Elektrode G, deren Zapfen H im hohlen ; Schaft des Nietes liegt, während ihre Endfläche mit dem Schaftende in Berührung ist. Wird Strom durch die Elektroden und die Nieten geschickt, so wird der vorstehende Schaftteil D von geringerem Querschnitt stark erhitzt und weich, der übrige Nietkörper bleibt dagegen verhältnismäßig kalt und hart. Wird : nun die Elektrode G niedergetrieben, so findet ein Zusammenpressen des Hohlteiles D des ί Nietschaftes zu einem ringförmigen Kopf / (Abb. 2) statt, der sich dicht und fest an die Oberfläche der Platte A anschmiegt, so daß die beiden Platten A und B an der Stelle fest miteinander zwischen den Nietköpfen E und I verbunden sind.

! Ein Vorzug des neuen Verfahrens liegt auch darin, daß es dabei auf geringe Verschiedenheiten in der Stärke der Platte, wie dies bei Glas und Porzellan gewöhnlich der Fall ist, nicht ankommt, da sich das erweichte Metall des Schaftendes jeder Plattendicke und Unebenheit bei der Kopfbildung leicht anpaßt. Hinzu kommt, daß die Abkühlung der Nieten ein Zusammenziehen zur Folge hat und daher zum festen Verbände beiträgt.

Aus Abb. ι läßt sich erkennen, daß und weshalb nur ein bestimmter Teil des Nietschaftes erweicht wird. Einmal liegt dies an dem schwachen Querschnitt, durch den der ; elektrische Widerstand an dieser Stelle erhöht und eine größere Erwärmung verursacht wird, und dann an der Fortleitung von Wärme aus dem Niet in die Metallelektrode F und die Metallplatte B sowie in gewissem Grade auch in die Porzellanplatte A. Da aber auch eine nicht unbeträchtliche Wärmemenge aus dem Hohlteil D des Nietschaftes in die obere Elektrode und deren Zapfen H übertritt, so wird das untere Stück des vorstehenden Schaftteiles D am meisten Wärme konzentrieren, daher am frühesten erweichen und unter dem Druck der Elektrode G nachgeben, während der in den Platten befindliche Schaftteil seine Form behält und auch das Schaftende auf dem Zapfen H hart genug bleibt, um bei richtig geleitetem Verfahren seine ursprüngliche Form auch unter dem Druck der Elektrode beizubehalten. Man hat es demnach in der Hand, das ganze vorstehende Schaftende D in einen Nietkopf nach Abb. 2 und 3 umzuwandeln, oder auch nur eine Art Stauchung im Nietschaft dicht über der Platte A herbeizuführen. Dementsprechend liegt es auch im Bereich des neuen Verfahrens, die Stauchung an einer besonders geeigneten Stelle des hohlen Nietschaftes und in beliebiger Länge herbeizuführen, in allen geeigneten Fällen nutzbar zu machen, und zwar nicht nur bei Plattenverbindungen, sondern auch zum Vereinigen andersartiger Gegenstände und unter Verwendung von Nieten beliebiger, geeigneter Form.

Das Erhitzen der Nieten auf einen hohen Grad an einem bestimmten oder begrenzten Teil ihrer Schäfte hat andere Vorteile. In manchen Fällen ist es erwünscht, jede übermäßige Erwärmung des einen oder anderen der zu vernietenden Teile, beispielsweise der Platte B, oder des einen Endes oder beider Enden der Niete zu vermeiden. Besteht die Platte z. B. aus Stahl mit einem Kupferüberzug, der durch zu starke Hitze zerstört werden würde, so kann gleichwohl die Nietung nach dem neuen Verfahren erfolgen, indem hier die schädliche Temperaturhöhe auf einen mittleren Teil des Nietschaftes begrenzt wird; oder wenn das Nietende eine besondere Form für einen elektrischen Kontakt o. dgl. behalten soll, so kann man nach dem neuen Verfahren dies erreichen.

Die Hitze wird während des wirklichen Erhitzungsvorganges geregelt und ein nachgiebiger Druck wird von den Elektroden ausgeübt, bis der Niet an seinem Ort hart geworden ist, worauf seine Abkühlung und sein Schwund die Federung des Metalles aufnimmt

as und einen dichten Verband herbeiführt. Das Verfahren ist auch nicht nur für neue Nieten anwendbar, man kann vielmehr auch alte, lose gewordene Nieten damit nachziehen.

Bei der Ausführung des Verfahrens nach Abb. 4 soll beispielsweise das Ende des Hohlschaftes des Nietes seine Form unverändert beibehalten. Die Elektrode G wird daher hier nur so weit gesenkt, daß der mittlere Teil des Nietschaftes gestaucht und zu einem Nietkragen / geformt wird, während das Schaftende Γ unter dieser beschränkten Stauchung seine Form behält, indem es zufolge der Berührung mit der Elektrode G und deren Zapfen H Wärme schneller abgibt als der mittlere, daher weich werdende Teil /. Der vorspringende Teil /' kann dann später beispielsweise zur Vermittlung einer elektrischen oder mechanischen Verbindung mit dem Niet C, E benutzt, auch mit Innengewinde versehen werden, und bei entsprechender Bemessung der Nietlänge sowie der Bewegungsweite der Elektrode G jede gewünschte Länge erhalten.

Zur Verkleinerung der Querschnittsfläche des Nietschaftes für den Zweck des Weichwerdens unter der elektrischen Erhitzung braucht nur der vorspringende Teil D hohl zu sein. In der Zeichnung geht der Hohlraum tiefer, lediglich der Kupferersparnis wegen. Der in den beiden Platten A und B liegende Teil des Nietschaftes wird ohne weiteres schon durch die schnelle und reichliche Wärmeabgabe an die Platten hinreichend kühl und hart erhalten.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrisches Nietverfahren, bei dem ein elektrischer Strom durch die ganze Länge der mit einem Ende frei aus dem Werkstück herausstehenden Nieten geschickt und durch einen achsial gerichteten Druck das Metall des vorstehenden Nietendes gestaucht wird, gekennzeichnet durch die Verwendung von Nieten, die an der zu stauchenden Stelle des hervorstehenden Nietendes einen verringerten Querschnitt besitzen.

2. Elektrisches Nietverfahren nach Anspruch ι zum Vernieten von aus Porzellan oder ähnlichen Stoffen bestehenden Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß der vorspringende Nietteil gegen die Porzellanfläche derart zusammengedrückt wird, daß er einen Kopf- oder Stauchkragen in unmittelbarer Berührung mit dem Porzellan bildet.

3. Elektrisches Nietverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vernietung von Metall mit Porzellan der Niet in die beiden Teile so eingelegt wird, daß sein Kopf auf dem Metall liegt und sein Schaftende gegen das Porzellan aufgestaucht wird.

4. Nietverfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet mit einem hohlen Schaft aus dem Werkstück herausragt und der Hohlschaft eine Wärmekonzentrierung beim Durchgang des Stromes herbeiführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.