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Ein allgemeiner Typ einer Blindnietanordnung umfaßt einen Dorn und einen
Nietkörper. Der Dorn besteht aus einem Kopf und einem Schaft. Der
Nietkörper umfaßt einen Kopfflansch und einen allgemein zylindrischen
Schaft. Eine Bohrung erstreckt sich durch den Schaft und den Flansch, und
der Dornschaft ist in der Bohrung positioniert, wobei sich eine Unterseite
des Dornkopfes an eine ringförmige Schwanzendfläche des Schaftes des
Nietkörpers anlegt.
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Ein solcher Niet wird in ein Werkstück unter Benutzung eines Werkzeugs
eingesetzt, das mit dem Kopfflansch des Nietkörpers in Kontakt kommt und
den Dorn herauszieht, was den Schaft des Niets an der Blindseite des
Werkstückes veranlaßt, zu expandieren und auf der betreffenden Seite einen
Kopf zu bilden.
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Es ist vorgeschlagen worden, beispielsweise in der Druckschrift EP 536957,
Umfangsnuten im Schaft des Nietkörpers einer solchen Blindnietanordnung
vorzusehen. Solche Nuten unterstützen die kontrollierte Expansion des Niets
beim Setzen, was zu einem besseren Arbeitsergebnis führt. Allerdings
waren die vorgeschlagenen Nuten im Querschnitt allgemein halbkreisförmig.
Das hat zur Folge, daß, wenn ein Nietkörper in eine Bohrung in einem
Werkstück eingefügt wird, die Nut an einem vorderen Rand des Loches
anstoßen kann. Wenngleich dies leicht korrigiert werden kann, so daß sich
der Niet frei in das Loch bewegt, unterbricht eine solche Korrektur die
Vernietungsoperation und verschwendet Zeit. Wenn weiter eine solche
Korrektur nicht ordentlich durchgeführt wird, kann der Nietkörper vor dem
Setzen unter Umständen nicht voll in die Bohrung im Werkstück
eingeschoben werden, was zu einem nicht ordnungsgemäßen Setzen bzw. Fixieren des
Niets führt.
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Wenngleich das Setzen eines solchen genuteten Niets, insbesondere in einem
Werkstück mit einer Dicke, die der Position der Nuten im Niet angemessen
ist, gewöhnlich besser ist als das Setzen eines vergleichbaren nichtgenuteten
Niets, ist der Sitz manchmal weniger als optimal, indem nämlich die
Verformung des Nietkörpers dazu neigt, durch einen Ausbauchvorgang über den
Boden der Nut hervorgerufen zu werden, und nicht, was besonders
wünschenswert ist, durch das Ziehen einer Verbreiterung der Nietkörperwand in
Richtung auf das Werkstück.
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Es ist daher eines der verschiedenen Ziele der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Blindnietanordnung zu schaffen.
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Die vorliegende Erfindung sieht als eines ihrer Merkmale eine
Blindnietanordnung vor, die einen Dorn und einen Nietkörper umfaßt, wobei der
Nietkörper einen Kopfflansch und einen allgemein zylindrischen Schaft
aufweist, wobei sich eine allgemein gleichförmige Bohrung durch den Schaft
und den Kopfflansch erstreckt, und wobei der Schaft mit mindestens einer
Umfangsnut versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut einen
Querschnitt aufweist, der einen allgemein kreisförmigen Abschnitt, welcher vom
Kopfflansch weiter abgelegen ist, und einen geraden Abschnitt aufweist, der
näher zum Kopfflansch liegt und zur Achse des Nietkörpers hin geneigt ist.
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Vorzugsweise mißt bei einer Nietanordnung gemäß der Erfindung der
kreisförmige Abschnitt des Querschnittes annähernd ein Viertel eines Kreises und
erreicht die Oberfläche des Schaftes unter einem Winkel von 90º.
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Vorzugsweise erreicht auch der gerade Abschnitt des Querschnittes die
Oberfläche des Schaftes unter einem Winkel zwischen 15º und 30º.
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Ein Niet gemäß der Erfindung kann zwei oder mehr der genannten Nuten
aufweisen.
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Nunmehr folgt eine Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen gelesen werden soll, einer Nietanordnung, welche die Erfindung
verkörpert.
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In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine Blindnietanordnung, welche die Erfindung verkörpert, teilweise
geschnitten;
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Fig. 2 ein vergrößertes Detail der Fig. 1;
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Fig. 3 eine Nut gemäß dem Stande der Technik in einem Niet;
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Fig. 4 das Verhalten der Nut des Standes der Technik bei der
Setzoperation;
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Fig. 5 ein vergrößertes Detail der Fig. 1, das eine Nut im Niet
veranschaulicht; und
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Fig. 6 das Verhalten der Nut der Fig. 5 beim Fixieren.
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Eine Blindnietanordnung 1 (Fig. 1 und 2) umfaßt einen Dorn 2 und einen
Nietkörper 4. Der Dorn 2 besitzt einen Kopf 6 und einen Stiel 8. Der
Nietkörper 4 weist einen Kopfflansch 10 und einen allgemein zylindrischen
Schaft 12 auf. Eine allgemein gleichförmige Bohrung 14 erstreckt sich
durch den Flansch 10 und den Schaft 12, und der Domstiel 8 ist in der
Bohrung plaziert, wobei eine flache Unterseite 16 des Dornkopfes 6 an einer
flachen, ringförmigen Schwanzendfläche 18 des Schaftes 12 des Nietkörpers
4 anliegt, und wobei die Fläche 18 und die Unterseite 16 im wesentlichen
den gleichen Durchmesser besitzen.
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Der Stiel 8 ist im Durchmesser etwas kleiner als die Bohrung 14.
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Der Schaft 12 des Nietkörpers ist mit mindestens einer Nut versehen, und
in der dargestellten Ausführungsform ist er mit zwei Umfangsnuten 20, 22
versehen. Diese Nuten 20, 22 werden durch eine Walzoperation gebildet,
und jede besitzt einen Querschnitt (vgl. Fig. 2), der einen allgemein
kreisförmigen Abschnitt 24 entfernt vom Kopfflansch 10 aufweist, sowie einen
geraden Abschnitt 26, der näher zum Kopfflansch 10 liegt und zur Achse
des Nietkopfes 4 hin geneigt ist. Der kreisförmige Abschnitt 24 erreicht
die Oberfläche des Schaftes 12 unter einem Winkel, der 90º beträgt, und
er umfaßt annähernd ein Viertel eines Kreises. Der gerade Abschnitt 26
is erreicht die Oberfläche des Schaftes 12 unter einem Winkel x, der bei der
beschriebenen Ausführungsform etwa 18º beträgt, aber zwischen 15º und
30º liegen könnte. Der kreisförmige Abschnitt kann etwas kleiner sein als
ein Viertelkreis und er kann die Oberfläche des Schaftes 12 unter einem
Winkel erreichen, der leicht größer als 90º ist.
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Das Ausbilden der Nuten 22 und 24 durch Walzen führt zur Bildung von
Wülsten 28, 30 an der der Nut entgegengesetzten Seite, wobei die Wülste
am Stiel des Dorns 2 angreifen. Eine geringfügige Verdünnung der Wand
des Nutkörpers tritt am Boden der Nut 22, 24. auf.
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Das Material, aus welchem der Nietkörper hergestellt ist, ist vorzugsweise
ein Material mit der Eigenschaft einer relativ günstigen
Umformungsverfestigung, beispielsweise Aluminium, kohlenstoffarmer Stahl oder Kupfer.
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Die folgenden Abmessungen einer typischen Nietanordnung haben sich als
befriedigen herausgestellt:
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1. Durchmesser des Dornstiels 2,29 mm
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2. Durchmesser der Bohrung 14 2,33 mm
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3. Länge eines Nietschaftes (A) 9,00 mm
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4. Dicke der Nietkörperwand (B) 0,83 mm
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5. Tiefe der Nut (C) 0,125 mm - 0,25 mm
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6. Breite der Nut (D) 1 mm - 1,75 mm.
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Wenn die Nietanordnung benutzt wird, wird sie in eine Bohrung in einem
Werkstück eingeschoben, das nicht ganz so dick wie der Abstand zwischen
dem Kopfflansch 10 und dem Anfang der Nut 22 ist, aber etwas größer als
der Abstand zwischen dem Kopfllansch 10 und dem Ende der Nut 20, d.h.,
die Nut 20 befindet sich vollständig innerhalb des Werkstückes. Wenn ein
Werkstück mit geringerer Dicke genietet werden soll, wird eine
Nietanordnung mit kleinerer Länge und möglicherweise nur einer einzigen Nut
benutzt, wobei sich die Nut in der Nähe und außerhalb der entfernten Seite
des Werkstückes befindet, wenn die Nietanordnung eingefügt ist.
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Beim Einfügen der Blindnietanordnung in ein Werkstück ergibt sich durch
die Nuten 20 und 22 hinsichtlich des Anstoßens an den Rand der Bohrung
im Werkstück keine Schwierigkeit, da dieser Rand frei entlang des geraden
Abschnittes 26 der betreffenden Nut gleitet.
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Die Blindnietanordnung 1 zeigt auch wünschenswerte Setz- bzw.
Fixierungseigenschaften. So zeigt sich, daß die Nutanordnung durch Benutzen eines
Werkzeuges gesetzt wird, das die Bewegung des Kopfflansches 10 beim
Ineingriffbringen des Domes 2 und dem Herausziehen des Domes 2 relativ
zum Nietkörper 4 beschränkt. Bei einem Werkstück mit der passenden
Dicke, wie oben erwähnt, erfolgt die Expansion des Nietkopfes an der Nut
20 so, daß die Bohrung im Werkstück gefüllt wird. An der Nut 22, die
so expandiert, daß sie einen Kopf auf der Blindseite des Werkstückes bildet,
verformt sich der Nietkörper in der in den Fig. 5 und 6 dargestellten
Weise. Der Nietkörper faltet sich an der Nut 22, und zwar ungefähr am
Punkte x, wo der gekrümmte Abschnitt 24 auf den geraden Abschnitt 26
trifft; der Abschnitt der Nut unter dem Punkte x wölbt sich bis zu einem
gewissen Grade nach außen hin, und das Material der Wand des Nutkörpers
wird komprimiert: der Abschnitt der Nut oberhalb des Punktes x geht in
eine Schürze über, wie in Fig. 6 gezeigt, welche sich nach unten hin
bewegt, um den Abschnitt der Wand unter ihr zu umgeben. Die Punkte A
und B am Ende der Nut (vgl. Fig. 5) bewegen sich ungefähr in die in Fig.
6 dargestellten Positionen. Dies ergibt einen fixierenden Kopf mit einem
sehr wünschenswerten Außendurchmesser, wobei der Kopfleicht nach unten
gezogen werden kann, um sich gegen die Oberfläche des Werkstückes auf
seiner Blindseite zu legen.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen, wie das Setzen und Fixieren in einer ähnlichen
Situation mit einer bekannten Nut 40 verläuft, die einen halbkreisförmigen
Querschnitt aufweist. Wie man sieht, liefert eine solche Nut 40 eine
allgemeine Aufbauchung des Nietkörpers im Bereich der Nut, was zu einem
Fixieren führt, das zwar befriedigend sein kann, aber nicht so wirksam ist
wie das Fixieren bei der Anordnung 1.