DE1500864A1

DE1500864A1 - Blind-Niet

Info

Publication number: DE1500864A1
Application number: DE19661500864
Authority: DE
Inventors: George Siebol
Original assignee: Olympic Screw and Rivet Corp
Current assignee: Olympic Screw and Rivet Corp
Priority date: 1965-05-19
Filing date: 1966-09-28
Publication date: 1972-03-02
Also published as: NL6613804A; NL156220B; GB1114888A; US3285121A; BE687552A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Niete und betrifft insbesondere einen verbesserten Blind-Niet, der vorzugsweise zur Vernietung von Werkstücken geeignet ist, die gewöhnlich nur von einer Seite zugänglich sind. Die Werkstückseite. in die der Niet eingetrieben wird, wird meistens als Oberseite bezeichnet, während die andere Seite des Werkstückes im allgemeinen Blindseite genannt wird, wie dies auch im folgenden geschieht·

Die «eisten gegenwärtig gebräuchlichen Blind-Niete bestehen ans zwei Grundteilen, nämlich aus einem rohrförmigen lörper und einem teleskopartig in dem rohr«

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsdi.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSi 31 · Telefon■ Ϊ9Il02 ■ Teleeromm-Adr.ne, lipalli/MOndien

färmigen Körper sitzenden Senkstift. Der rohrförraige Körper wird gewöhnlich Hülse genannt und veist einen Schaft so vie einen radial vergrößerten Kopf auf, der mit dem einen Ende des Schaftes aus einem Stück besteht und auf der Oberseite des Werkstückes aufliegt, sobald der Niet montiert 1st.

Blind-Niete lassen sich im allgemeinen in zwei

der Klassen unterteilen» nämlich eine, bei der Senkstift von der Oberseite in den rohrförmigen Körper hineingetrieben wird und eine zweite, bei der der Senkstift zur Befestigung des Nietes von der Oberseite nach außen herausgezogen wird. Die der Erfindung zugrundeliegenden Befestigungskürper sind herausziehbar, gehören also der zweiten Klasse an.

Beim Gebrauch vird die aus dem Stift und der Hülse bestehende Nietvorrichtung in die in den Werkstücken, die vernietet verden sollen, zueinander ausgerichteten öffnungen eingesetzt, und zvar alt dem Kopfteil des Stiftes voran. Wenn der Niet richtig eingesetzt worden ist, stößt der Kopf der Hülse gegen die Oberseite der Werkstücke, während der Hülsenschaft zusammen mit dem Kopf des Stiftes auf der blinden Seitender Werkstücke nach außen herausragen· Um den Niet festzuseteen, vird auf den Zugteil des Stiftes, der auf der Oberseite des Werkstückes aus der Hülse herausragt, eine Zugkraft ausgeübt, während auf den Hülsenkopf eine Reactions- oder Bremskraft einwirkt.

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Dadurch wird der Kopf des 8tiftes in den Hülsenschaft hineingezogen» wodurch sich der Schaft auf der Blindseite radial erweitert oder gestaucht vird, um dadurch die Werkstücke miteinander zu verklammern.

Von besonderer Bedeutung ist, daß die Nietverbindung eine hohe Zugspannung aushalten bzv. aufrechterhalten kann. Bei den bekannten Nieten stellt diese Forderung ein Problem dar. Bei einigen dieser Niete vird der Stift nach dem Einbau absichtlich aus der Hülse entfernt, vas tür Folge hat, daß diese Niete nur eine relativ geringe Zug» spannung aushalten. Bei anderen bekannten Nieten zeigt der Stift das Bestreben, sich nach dem Einbau aus der Hülse zu lösen, so daß ebenfalls keine ausreichende Zug* spannung aufrechterhalten werden kann«

Ss ist auch erwünscht, bei der Verankerung eines Biind-Nietes die Hülse in den in den Werkstücken befindlichen öffnungen nach außen zu aufzutreiben oder zu erweitern, so daß sie mit den Werkstückwänden in straffe: Anlage kommt und dadurch die Scherfestigkeit erhöht wird.

Häufig sind die Werkstücke, die zusammengenietet werden sollen, ursprünglich voneinander getrennt, s> daß sie gleichzeitig mit der Vernietung zusammengedrückt oder zusammengekfenmert werden müssen. Um dies zu erreichen,

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ohne daß dazu die Werkstücke durch zusätzliche Vorrichtungen zusammengeklammert verden massen, ist es vünscht, daß der auf der Blindseite herausragende Teil des Schaftes ausreichend aufgetrieben wird, so daß er die Werkstücke schon zusammenhält, bevor der Schaftabschnitt in den öffnungen gegen die öffnungsvände gedehnt wird.

tfm die schließlich zustandegekommene Nietverbindung, die mit der sichtbaren Oberseite der Werkstücke relativ bündig abschließt, so belasten zu können, ohne noch den Stift in einem getrennten Arbeitsgang abschneiden zu müssen, sollte der Stift vorteilhafterveise mit einer Schvächungsstelle, genannt Bruchnut, versehen verden« Der Stift vird dabei so angeordnet, daß er, venn die auf ihn ausgeübte Zugkraft einen bestimmten Maximalwert erreicht, an der Bruchnut bricht, wodurch sich der vorstehende Zugteil des Stiftes von dem übrigen Teil, der innerhalb der Hülse angeordnet ist, trennt« Darüber hinaus ist ervUnscht, daß der obige Vorgang ausgeführt verden kann, ohne daß dabei die Nietverbindung unter Zugspannung gesetzt verden muß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen billigen Blind-Niet des Zugtyps zu schaffen, mildem im Vergleich zu den bekannten Blindnieteneine erheblich verbesserte Nietverbindung herstellbar ist, inabesonder· vas

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die Einwirkung und die Aufrechterhaltung hoher Zugspannungen anbelangt,

Der erfindungsgemäße Blind-Niet soll eine Hülse und einen dazugehörigen Verankerungsstift aufweisen, der mit einer Bruchnut versehen ist, durch die der Stift so abbricht, daß er im wesentlichen bundig zu dem in radialer Eichtung vergrößerten HUlsenkopf ist, sobald die ausgeübte Spannung einen bestimmten Maximalwert erreicht. Die beiden Teile sollen so zusammenwirken, daß durch das Brechen des Stiftes an der Bruchnut im Grunde genommen keine Trennung des Stiftes und der Hülse eingleitet wird.

Der neuartige ziehbare Blind-Niet soll sich dadurch kennzeichnen, daß er eine Nietverbindung hoher Festigkeit schaffen kann, bei der der Stift im wesentlichen bündig zu dem Hülsenkopf bricht,und zwar auch dann, wenn sowohl die in den Werkstücken vorhandenen Öffnungen, als auch die Dicke der beiden Werkstücke zusammengenommen bezüglich der Abmessungen nicht einheitlich sind. Der Stift des erfindungs· gemäßen Blind-Niets soll nach der Verankerung des Niets mechanisch mit der Hülse verriegelt sein.

Bezüglich der Herstellungskosten und der Arbeitskosten, die bei seiner Verwendung entstehen, soll sich der die oben genannten Merkmale besitzende Niet durch besondere wirt-

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Schädlichkeit auszeichnen« Mit Hilfe eine3 sehr einfachen und auch preiswerten Zugwerkzeuges soll sich der neuartige Niet montieren lassen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang «it der Zeichnung, in der AusfUhrungsbeispiele schematisch dargestellt sind» In der Zeichnung zeigern

Pig« 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Niets mit der dazugehörigen Hülse und dem Stift, die so angeordnet sind, wie sie bei Beginn der Montage benötigt werden,

Fig.2 eine Ansicht des in Fig. ι dargestellten Niets «it der Hülse im Längsschnitt und d&ro Stift im Aufries,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt des mit eine« Iopf versehenen HUlsenendes,

Fig. 4 einen teilweise im Längsschnitt und in Ansicht gezeichneten Niet von Fig. I, der in zwei mit Abstand nebeneinanderliegenden, su vernietenden Werkstücken angeordnet und bei Beginn des Einbauvorgangs an einem Einbauwerkzeug angebracht ist,

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Pig. 5 eine Ansicht, ähnlich der in Pig. 4, die die gegenseitige Lage der Nietteile und der Werkstücke nach Ausführung der ersten Einbauphase, die auch Auftreibphase genannt vird, gezeigt,

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht, ähnlich der in den Fig, 4 und 5 gezeigten, mit der Lage der zusammenwirkenden Teile bezüglich der Werkstücke nach einer mittleren Einbauphase und

Fig. 7 eine Ansicht, ähnlich der in den Fig. 4,5 und gezeigten, mit dem schließlich in den Werkstücken festsitzenden Niet«

Der neuartige Niet ist in Fig. 1 ganz allgemein mit 10 bezeichnet. In der in Fig. 1 beschriebenen Stellung befindet sich die "blinde¹¹ Seite des Niets links und die Oberseite rechts. Wie ersichtlich, besteht der Niet 10 aus zwei Grundteilen, nämlich einer Hülse 12 und einem Senkstift 14. Mit einer Vielfalt verschiedener Metalle, aus denen diese Teile hergestellt vurden, vurden zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. Jedoch haben sich Aluminiumlegierungen als besonders geeignet erwiesen.

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Die Hülse 12 weist einen Schaft 16 mit einem radial vergrößerten Kopf 18 auf, der sich an dem einen Schaftende befindet« Der Schaft ist rohrförmig und besitat eine konzentrische axiale Bohrung 20.

Bei der dargestellten Ausftthrungsform ist der Hülsenkopf 13 mit einem sogenannten Senile or per versehen, jedoch sind selbstverständlich auch andere Arten ebenso gut geeignet. Falls der Hülsenkopf 18 einen solchen Senkkörper besitzt, ist er mit einem In radialer Sichtung vergrößerten, kegelstumpfförmigen Flansch 22 versehen·

Vie den Fig· 2 und 3 zu entnehmen ist, hat der Kopf 18 eine Verriegelungskrone 24» die in axialer Richtungen der Oberseite destFlansches 22 vorsteht und entgegengesetzt zum Schaft 16 gerichtet ist. Sin Abschnitt 26 der Bohrung 20 mit einem kleineren Durchmesser erstreckt sich sovohl durch den Flansch 22 als auch die Verriegelungskrone 24· Wie im folgenden genau erläutert wird, hat der Bohrungsabschnitt im Iopf 18 einen kleineren Durchmesser als der Hauptabschnitt der Bohrung 20, vodurch eine ringförmige Anschlagschulter 2£ (Fig. 3) an der Verbindungsstelle der beiden Bohrungsabschnitt geschaffen wird, die sum blinden Ende der Hülse hinweist·

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Der Plansch 22 dee topfe3 18 besitzt eine unterschnittene, ringförmige Nut 30, die unmittelbar neben der Verriegelungs -krone 24 liegt und bezüglich dieser mit Abstand radial nach außen versetzt ist« Die Vande der Nut sind im allgemeinen parallel und von der Oberkante zum Boden in Richtung der Achse der Hülse 12 nach innen geneigt, vobei die innere Hutrand 32 den Umfang am FuOe der Verriegelungskrone 24 begrenzt. Aus Beschreibungsgrllnden soll der hervorstehende Teil der Krone 24 derjenige Teil sein, der Über die Ebene hinausragt» die von der Oberseite des Flansches 22 begrenzt vird und in Fig. 3 durch das Bexugsseichen 33 gekennzeichnet ist. Aufgrund der Neigung der Wutwand 32 besitzt die Urone 24 außen eine im allgemeinen kegelstumpfförmige Form, Die zylindrische durch die Krone 24 hindurchflihrende Bohrung veist dadurch in ihrem Wandquerschnitt am inneren Ende ein Minimum und am äußeren Ende ein Maximum an Vanddicke auf,

Per zugehörige Senkstift 14 besitzt, hintereinander betrachtet, einen Zugabschnitt 34, einen Aufdornabschnitt und einen blinden Kopf 38, Die Durchmesser der entsprechenden Abschnitte «erden aufeinanderfolgend immer größer, vobei der Zugabschnitt 34 den kleinsten Durchmesser aufweist. An der Verbindungsstelle »vischen de» Zugabschnitt 34 und dta Aufdornabschnitt 36 ist in den Stift eine erste abgeschrägte, ringförmig« Schulter 40 eingeforat. In ähnlicher Weise befindet sich an dtr Verbindungsstelle von Aufdornabschnitt und blind·» Kopf 38 «Ine weit· abgeschrägte, ringförmig·

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Schulter 42.

Um eine zwangsläufige Verriegelung der Hülse 12 und des Stiftes 14 nach der Montage zu erreichen, ist in dem Stift eine ringförmige Verriegelungsnut 44 vorgesehen, die so geartet ist, daB sie die Verriegelungskrone 24 aufnehmen kann, wenn diese bei der Montage des Niets gestaucht oder nach innen gedrückt wird. Wie aus Pig. 2 hervorgeht, ist die Nut 44 im Zugab3chnitt 34 angeordnet und zwar unmittelbar neben der Verbindungsstelle zwischen dem Zug·* abschnitt und dem Aufdornabschnitt 36. In Fig. 2 gesehen rechts von der Verriegelungsnut 44, besitzt der Tugabschnitt 34 des Stiftes eine Bruchnut 46, die den schwächsten Abschnitt des Stiftes darstellt. Um bei der Montage des Niets das Angreifen am Zugabschnitt 34 zu erleichtern, ist dieser vorzugsweise mit mehreren flachen Ringnuten 48 versehen.

Vergleicht man die Abmessungen des Stiftes 14 mit denen der Hülse 12, so erkannt man» daß der Durchmesser des Zugabschnittes 34 etwas geringer ist als der kleinste Innendurchmesser der Hülse 12. Bei diesem Abmessungsverhältnis läßt sich der Zugabschnitt 34 frei durch die Hülse bewegen. In einigen Fällen mag es erwünscht sein, auf dem Zugabschnitt eine ringförmige Sippe vorzusehen, wie dies im vorliegenden Fall bei 50 angedeutet ist, die in der Hüls« einen Press-Sitz herstellen kann, durch den die beiden Teile

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vor der Verwendung in der in den Fig« 1 und 2 gezeigten Zusammenbaustellung gehalten werden können.

Der Durchmesser des Aufdornabschnittes 36 ist größer als derjenige der Bohrung 20 des Schaftes 16, in die er eingeführt werden soll. Der noch größere Durchmesser des blinden topfes 38 ist vorzugsweise etwa ebenso groß aber keinesfalls größer als der Außendurchmesser des Schaftes 16.

Die relativen Längen der verschiedenen Abschnitte des Stiftes und der Hülse hängen in erster Linie von der Gesamt* dicke der zu vernietenden Werkstücke ab. Im allgemeinen ist die Länge der Hülse 12 vorzugsweise mindestens gleich der Länge des Stiftes 14 und zwar von der Bruchnut 46 aus bis zum hinteren Ende des blinden Kopfes 38. Diese Länge soll eingehalten werden« um «wischen den Oberflächen der beiden Teile eine Reibungsberührung zu schaffen, die sich über eine möglichst große Länge erstreckt. Darüber hinaus soll die Hülse 12 ausreichend lang sein, so daß, wenn sie in mehrere miteinander zu vernietende Werkstücke eingeführt ist, wobei ihr topf auf der Oberseite bündig ist, das blinde Ende des Schaftes 16 mindestens ein kleines Stück aus der blinden Seite des Werkstücks herausragt.

Um eine weitere Verbesserung der Ergebnisse zu erzielen, die mit dem neuartigen Niet erreicht werden können,

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soll die Härte der verschiedenen Abschnitte des Stiftes vorzugsweise gleich sein, mit Ausnahme derjenigen Bereiche, die mit der Verrjfiegelungsnut 44, der Bruchnut 46 und den Zugnuten 48 versehen sind. Diese verschiedenen Härtegrade werden durch eine besondere Behandlungsmethode bei der Herstellung des Stiftes 14 erzeugt. Bei einem derartigen Herstellungsverfahren wird eine bestimmte Drahtlänge zunächst in einem Gesenk zu einem Stift kalt verformt, der die Rohform des Endproduktes außer den Nuten 44,46 und 48 aufweist· Nach der Kaltverformung unterscheidet sich die Härte der einzelnen Abschnitte in dem MaSe, vie sie ausgestoßen oder kalt verformt vurden. Vie in der Technik hinreichend bekannt, wächst die Härte mit zunehmender Kaltverformung. Dementsprechend vird beim nächsten Verfahrensschritt der teilweise geformte Stift geglüht, um dadurch die einzelnen Härtegrade der verschiedenen Abschnitte einander anzugleichen.

Der abschließende Verfahrensschritt bei der Formgebung des Stiftes 14 besteht darin, daß die Nuten 44, 46 und an den oben beschriebenen Stellen des Stiftes eingerollt werden« Das Formen der Ruten hat zur Folge, daß das Metall des Stiftes im Bereich dieser Wüten kalt verformt und dadurch gehärtet wird. Von Bedeutung ist, daß die vordere Kante 52 der Schulter 40 gehärtet wird, weil die Verriegelungsnut unmittelbar neben der Schulter 40 entsteht. Somit ist die

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Einheitshärte des ringförmigen, vorderen tantenabschnittes 52 der Schulter 40 im fertiggestellten Stift größer als diejenige des Aufdornabschnittes 36 und des blinden Kopfes 38.

Bein Zusammensetzen des Niets für die Verpackung und den Versand wird der Stift 14 in das Schaftende der Hülse 12 eingesetzt und zwar zuerst mit dem Zugende 34. Die Stellung der Teile nach dem Zusammenbau ist in den Figuren 1 und 2 beschrieben, woraus ersichtlich ist, daß der Zugabschnitt 34 sich durch die Hülse 12 hindurch erstreckt und mit einem Griffteil aus dem Kopf 18 herausragt, wohingegen der Aufdornabschnitt 36 und der blinde Kopf 38 aus dem Schaft 16 herausragen.

Im vorliegenden Fall wird angenommen, daß zwei flache Werkstücke 54, die mit zueinander ausgerichteten öffnungen 58 versehen sind und ursprünglich einen kleinen Abstand voneinander aufweisen, vie dies aus Pig· 4 zu entnehmen ist, zusammengenietet werden sollen· Da der Kopf 18 der Hülse 12 mit einem Senkkörper versehen ist, ist die offenliegende Oberseite 54a des Werkstückes mit einer entsprechenden Senkbohrung 60 ausgerüstet, die den Kopf 18 aufnehmen kann. Die andere offenliegende Seite 54b des Werkstückes ist die Blindseite,

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Beim Einsetzen des Niets zwecks Verankerung wird zunächst der blinde Kopf 3d des Stiftes 14 von der Oberseite 54a durch die hintereinander liegenden Öffnungen eingeschoben. Daraufhin wird der Hülsenkopf 1 8 fest gegen die Oberseite 54a gedrückt, und der Schaft 16 ragt zusammen mit den überstehenden Abschnitten des Stiftes aus der blinden Seite 54b heraus. Um ein Maximum an Festigkeit zu erreichen, sind die Durchmesser der Öffnungen 58 und des Schaftes 16 so gewählt, dafl sich der Schaft zwar schnell und leicht einschieben läßt, aber nur ein minimales Spiel besitzt.

Zu Beginn des Verriegelungsschrittes wird aaf den Zugabschnitt 34 des Stiftes 14 eine Zugkraft ausgeübt, die eine Reaktionskraft auf die Verriegelungskrone 24 zur Folge hat. Dadurch wird der Aufdornabschnitt 36 in den Schaft 16 hineingezogen und weitet diesen radial aus, bzw. staucht den Schaft« Durch diese Ausdehnung vird auf der äußeren Oberfläche des Schaftes 16 eine ^H Ausdehnungswoge¹¹ hervorgerufen, die in axialer Richtung von dem blinden Ende zum Hülsenkopf wandert. Sobald die Ausdehnungswoge die blinde Seite des Werkstückes erreicht, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, werden die einzelnen Werkstücke 54 zusammengepresst.

Wie den Fig. 2 und 4 su entnehmen ist, ist der Schaft an seinem blindem oder inneren Ende vorzugsweise mit einer

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Senkbohrung 62 versehen· Pie Aufgabe der Senkbohrung 62 besteht darin, sicherzustellen, daß der Schaft nicht aufreißt, wenn die abgeschrägten Schultern 40 und 42 des Stiftes in den Schaft 16 eintreten· Die Wahrscheinlichkeit, daß der Schaft 16 hinter dem blinden Ende reißt, ist geringer als die, daß er am Ende aufreißt.

Sobald die Werkstücke vollständig zusammengedrückt sind, vie dies in Fig· 5 dargestellt ist, wird der Abschnitt 36 hineingezogen und bewirkt die Dehnung der Schaftteile, die sich innerhalb der öffnungen 58 in den Werkstücken befinden. Sobald die Hülse bei der Aufveitung mit den Wänden der öffnungen 58 in Berührung kommt, erhöht sich der Dehnungswiderstand« Aufgrund dieser Widerstandsvergrößerung wird der Aufdornabschnitt 36 vie ein Draht gezogen, wodurch sich sein Durchmesser etvas verringert, und zwar um den Betrag, der zur Weiterbewegung des Aufdornabschnittes erforderlich ist, Fig. 6 zeigt die Nietteile kurz vor der Vollendung einer solchen Aufdornung des umschlossenen Teiles des Schaftes 16 und der damit verbundenen Streckung des Aufdornabschnittes 36 des Stiftes 14.

MaßSchwankungen, insbesondere bezüglich des Durchmessers der öffnungen 58 und auch in den Teilen des Niets, werden auf diese Weise ausgeglichen« Das heißt, dadurch, daß der Durchmesser des Aufdornabschnittes 36 größer gemacht vird

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als der tatsächlich erforderliche Durchmesser, um den Schaft 16 weit genug so zu dehnen, daß er mit den Wänden der öffnungen 58 fest zur Anlage kommt, und daß darauf die überhöhte Dehnung durch Streckung des aufdornenden Abschnittes 36 aufgefangen wird* werden Maßtoleranzen ausgeglichen«

Die Bewegung des Stiftes 14 relativ zur Hülse 12 setzt sich unter dem Einfluß der Zug- und Reaktionskräfte so lange fort, bis der Stift die in Fig. 6 gezeigte Stellung erreicht. An diesem Punkt stößt die ringförmige, gehärtete Kante 52 der Schulter 40 gegen die Anschlagschulter 28 in der Hülse 12« Bei einer Weiterbevegung des Stiftes 14 in die Hülse 12 hinein, erhöht sich an dieser Stelle der Widerstand aus zwei verschiedenen Gründen sehr stark· Einmal macht der einen kleineren Durchmesser aufweisende Abschnitt 26 der Bohrung in dem Kopf 18 eine größere Kraft zur Aufveit ung der Hülse oder für das Ziehen des Stiftes erforderlich ,als sie für die vorhergehende Bewegung benötigt wurde« Zweitens ist jede radiale Ausdehnung der Hülse 12 im Bereich des Bohrungsabschnittes 26 infolge der größeren radialen Dicke des Kopfes 18 im Vergleich zu dem Schaft 16 einem höheren Widerstand ausgesetzt« Deshalb kommt, weil eine Streckung des Stiftes 14 in dem erforderlichen Ausmaß in den Bohrungsabschnitt 26 hinein von dem ringförmigen, gehärteten Kantenabschnitt 52 der Schulter 40 stark eingeschränkt wird,

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die Bewegung des Stiftes zum Stillstand. Man erkennt, daß gerade, wenn die Relativbewegung aufhört, die Verriegelungsnut 44 des Stiftes 14 unmittelbar neben der

fie 24 lie^t.

Sobald die Stiftbewegung zum Stillstand kommt, nehmen aufgrund eines entsprechenden Anstiegs der Zug* und Reaktionskräfte die Spannung in dem Stift 14 und der Druck in der Verriegelungskrone 24 zu. Aus Fig. 7 geht hervor, daß die Verriegelungskrone 24 so gebaut und angeordnet ist, daß die Krone 24, sobald die Kräfte eine bestimmte Höhe erreichen, nach innen in die Verriegelungsnut 44 des Stiftes 14 ausgebeult vird. Nachdem die Mut 44 ausgefüllt ist, vird das Überschüssige Material der Krone in die Kingnut 30 hineingedruckt, um diese abzuflachen. Bs ist ersichtlich, daß durch geeignete Ausbildung der zusammenwirkenden Teile das Verhältnis der Kraft, die zum Ausbeulen der Verriegelungskrone 24 erforderlich ist, zu derjenigen Kraft, die benötigt wird, um den Stift 14 in den Schaft 16 hineinzuziehen, wunschgemäß festgelegt verden kann. Xm Torliegenden Fall ist das Verhältnis 2i 1, wodurch sicher-* gestellt wird, daß der Stift sich um die erforderliche Strecke in die Hülse hineinbewegt_r bevor eine solche Ausbeulung der Krone 24 stattfindet»

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Bin wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Niets besteht darin, daß der Kopf 38 des Stiftes unmittelbar vor dem Auftreffen der gehärteten Kante 52 der Schulter 40 auf die Schulter 28 den herausragenden Schwanzteil des Schaftes 16 so ausdehnt, daß er mit der blinden Seite 54b des Werkstücks in Berührung kommt. Dadurch vii-d die Schulter etwas verformt, vie aus Fig. 6 ersichtlich ist, wird aber nicht wesentlich in den Abschnitt des Schaftes 16 hineingezogen, der innerhalb der öffnungen 58 liegt. Man erkennt, daß zur Bewirkung einer solchen Ausdehnung, ohne daß der Stiftkopf 38 gestreckt wird, die Länge des Dehnungsabschnittes 36 an die Gesamtdicke der zu vernietenden Werkstücke angepasst werden muß«

Darüber hinaus wird der Ilemmbereich des Niets durch die axiale Länge der abgeschrägten Schulter 42 beeinflußt. Bei der Herstellung wird die Vorderkante der abgeschrägten Schulter 42, wenn eine minimale Klemmwirkung erzielt werden soll, so nach oben gezogen, daß sie gerade den hervorstehenden und radial ausgedehnten hinteren Abschnitt des Schaftes 16 gegen die blinde Seite 54b des Werkstückes rund um die Öffnung 58 drückt. Andererseits, wenn eine maximale Hemm·* wirkung erzielt werden soll, wird die Vorderkante der Schulter so verformt, daß sie etwas in die öffnungen 58 eintritt, während ihre Hinterkante relativ nahe bis zur Ebene der blinden Seite 54b des Werkstückes nach oben gesogen wird.

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Der Vorteil der mit Hilfe des blinden Kopfes 38 erzielten zusätzlichen Außenluftexpansion besteht darin, daß diese Expansion die Zugspannung des Niets beträchtlich erhöht. Bekanntlich ist der Druck pro Flächeneinheit umso geringer, je größer die Berührungsfläche ist. Demnach neigt der Niet umso veniger dazu, sich unter den Einfluß Ton Zugspannungen, die die einzelnen Werkstücke 54 voneinander trennen vollen, aus dem Werkstück herausziehen zu lassen, je größer die Fläche des Schaftes 16 ist, die mit der blinden Seite 54b des Werkstückes in fester Berührung steht.

Bezüglich der Festigkeit der Nietverbindung ist weiter festzustellen, daß dadurch, daß die Verriegelungskrone 24 in die mit ihr zusammenwirkende Nut 44 im Stift 14 hineinge-» beult wird, eine zwangsläufige Verriegelung der beiden zusammengebauten Nietteile untereinander erreicht wird. Aufgrund dieser gegenseitigen Verriegelung läßt sich der Stift 14 nicht aus der Hülse 12 herausschieben, wobei diese Verriegelung noch durch den Reibungskontakt zwischen Stift und Hülse verstärkt wird. Andererseits kann der Stift 14 aufgrund derselben Verriegelungswirkung zwischen der ausgebeulten Irone und dem Stift und infolge der Reibungsberührung aber auch nicht veiter durch die Hülse hindurchbewegt werden, und außerdem läßt sich aus den genannten Gründen der Stift auch nicht soveit strecken, daß er in den Abschnitt des Schaftes 16 hiseinbevegt werden kann, der von den öffnungen

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des Werkstückes begrenzt wird.

Sobald die Verriegelungskrone 24 ausgebeult und in die in Fig« 7 gezeigte Form abgeflacht worden ist, steigt als Folge des stark vergrößerten Widerstandes, der der Bewegung des Stiftes entgegensteht, die auf den Stift 14 einwirkende Spannung veiter an· Bei geeigneter Formgebung des Stiftes 14 kann die Bruchnut 46 so gestaltet sein, daß sie zum Bruche führt, sobald die einwirkenden Kräfte jene um einen bestimmten Wert übersteigen, die zur Montage des Stiftes erforderlich sind.

Die für den Abbruch des Stiftes 14 erforderlichen Kräfte sind gerade etwas größer als jene, die zur vollständigen Ausbeulung der Verriegelungskrone 24 notwendig sind, Es muß wenigstens eine geringe Differenz vorhanden sein, um sicherzustellen, daß die Krone 24 in der oben beschriebenen Weise vollständig ausgebeult und abgeflacht wird, bevor der Stift bricht. Andererseits ist erwünscht, daß diese Differenz so klein wie aöglich ist, damit der Niet nach seinem endgültigen Einbau nicht einer zu großen Beanspruchung unterworfen wird und auch um den Kraftaufwand des Werkzeuges so klein wie möglich zu halten.

Sobald die auf den Stift einwirkende Spannung den oben genannten Wert erreicht, bricht der Stift an der Bruchnut ab, wie dies in Fig. 7 «»^stellt ist. Dadurch wird der

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Zugabschnitt 34 von dem übrigen Stift 14 getrennt, der innerhalb der Hülse 12 in der Ebene des Kopfes 1 8 liegt. Die Größe des anfänglich herausragenden Teiles der Krone, d.h. der Teil, der in Fig. 3 rechts von der Bezugslinie liegt, wird annähernd ebenso groß gemacht, wie der Saum, der von der Verriegelungsnut 44 und der Ringnut 30 zusammen eingenommen wird. Bei diesem Leerraum-Körpervolumenverhältnis ist die Stirnfläche der Krone 24 im allgemeinen bündig zum Kopf 18 der Hülse, nachdem die Krone ausgebeult und abgeflacht ist. Darüber hinaus ist der Niet, weil in diesem Fall der Kopf 18 kegelig ausgebildet ist, im allgemeinen bündig zu der sichtbaren Oberseite 54a des Werkstückes.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Niets besteht darin, daß der Stift 14, sobald die Verriegelungskrone 24 ausgebeult ist, an seiner Verriegelungsnut 44 wirkungsvoll eingeklemmt wird und die auf den Niet danach einwirkende Spannung bei allen praktischen Anwendungsfällen auf den Abschnitt des Stiftes beschränkt ist, der zwischen der Verriegelungsnut 44 und dem Zugabschnitt liegt, an dem die Zugkraft angreift. Demzufolge schnellt der Stift 14 beim Abbrechen im wesentlichen nur über die kurze Länge zurück, die zwischen der Bruchnut 46 und der Verriegelungsnut 44 liegt.

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In Fig. 4 ist ein Werkzeug 66 zum Einbau des Niets in der oben beschriebenen Weise dargestellt. Die Hauptbedingung für den Betrieb des Werkzeugs 66 besteht darin, daß es auf den Zugabschnitt 34 eine Zugkraft ausüben kann und daß eine im wesentlichen gleiche und entgegengesetzte Reaktionskraft konstant in axialer Sichtung auf die Verriegelungskrone 24 einwirkt.

Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, besteht das werkzeug aus einem Gehäuse 68, das an seinem'Vorderen Ende mit einem ringförmigen Druckkörper 70 versehen ist. Der Druckkörper kann frei den Zugabschnitt 34 des Stiftes aufnehmen und stößt mit seinem vorderen Ende gegen die Verriegelungskrone, um während des Montagevorgangs auf diese eine Reaktionskraft auszuüben.

Auf dem Druckkörper 70 des Gehäuses 68 ist konzentrisch eine ringförmige Zentrierhülse 72 montiert. Die Aufgabe dieser Hülse 72 besteht darin, beim Anlegen des Werkzeuges 66 sich rund um die Verriegelungskrone 24 zu schieben und den Druckkörper 70 bezüglich der Verriegelungskrone 24 richtig «u aentrieren. Die Zentrierhülse 72 wird mit Hilfe eines Halterungskragens 74, der auf das Gehäuse 68 aufgeschraubt ist, mit dem Gehäuse 68 zusammengehalten.

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Bei dieser Bauveise kann die Zentrierhülse 72 sich frei in Längsrichtung bezüglich des mit dem Gehäuse 68 verbundenen Druckkörpers 70 begrenzt bevegen. Zwischen dem Gehäuse 68 und der Zentrierhülse 72 ist eine relativ leichte Blattfeder 76 angeordnet, die die Zentrierhülse in ihre vorderste Stellung drückt, in der sie aus der vorderen Stirnfläche des Druckkörpers 70 nach vorne herausragt· Wie gezeigt, besitzt die Hülse 72 ausreichendes Spiel für die Längsbewegung, so daß sie sich einwärts in eine rückwärtige Laye verschieben kann, in der sie mit der vorderen Stirnfläche des Druckkörpers 70 bündig abschließt. Diese Konstruktion stellt sicher, daß die Reaktionskraft konstant auf die Verriegelungskrone 24 einwirkt, wenn letztere nach innen gebeult wird·

Zur Verklemmung mit dem Stift 14 und um ihn aus dem Gehäuse 68 herauszuziehen, ist eine konusartige Spannvorrichtung 78 mit Klemmbacken 80 vorgesehen. Die Spannvorrichtung 78 ist in dem Gehäuse 68 verschiebbar angeordnet und kann sich von der anfänglichen Betriebsstellung, die in Fig. 5 razeigt ist, in Richtung nach rechts bewegen. Venn auf die spannvorrichtung 78 eine Betätigungskraft einwirkt, klemmen sich die Spannbacken 80 an dem Zugabschnitt 34 des Stiftes fest und ziehen den Stift in gewünschter Weise, Zur Betätigung der Spannvorrichtung 78 kann irgendein geeigneter Mechanismus

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dienen, der nicht dargestellt ist·

Das oben beschriebene Einbauwerkzeug 66 ist sehr einfach aufgebaut und demsufolge billig herzustellen. Die Verwendung eines solchen Verkseuges sup Erreichung der guten Ergebnisse, die mit dem Srfindungsgegens tand er sielbar sind, wird durch die besonderen Nietteile und die besondere Art und Veise ermöglicht, in der diese Teile bei der Montage zusammenwirken.

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Claims

Patentansprüche

1. Blind-Niet, der von der Oberseite einsetzbar und in in mehreren Werkstücken befindlichen, hintereinander ausgerichteten Öffnungen befestigbar ist, gekennzeichnet durch eine rohrförmige Hülse (12) mit einem Schaft (16), an dem sich an dem einen Ende ein in radialer Richtung vergrößerter Kopf (18) befindet und der mit einer von Ende zu Ende verlaufenden Durchbohrung (20) versehen ist, wobei die Hülse (12) in die gegeneinander ausgerichteten Öffnungen (58) in den Werkstücken (54) so einsetzbar ist, daß der Kopf (18) auf der Oberseite (54a) der Werkstücke aufliegt und der Schaft (16) aus der gegenüberliegenden

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ORIGINAL mz-O

blinden Seite (54b) der Werkstücke herausragt; veiter gekennzeichnet durch einen Stift (14) mit aufeinander folgenden größeren Abschnitten, die aus einem Zugabschnitt (34), der anfänglich mindestens teilweise in der Durchbohrung angeordnet ist und ein von dem Kopfende der Hülse (12) herausragendes Klemmende (48) besitzt, ferner aus einem Aufdornabschnitt (36) mit einem größeren Querschnitt als die Durchbohrung (20), der anfänglich vom Ende des Schaftes (16) der Hülse (12) herausragt und schließlich aus einem blinden Kopf (38) besteht, wobei an der Verbindungsstelle zwischen den Zug- und Aufdornabschnitten eine erste Schulter (40) und an der Verbindungsstelle zwischen dem Aufdornabschnitt (36) und dem blinden Kopf (38) eine zweite Schulter (42) angeordnet sind, wobei die Einheitshärte der Vorderkante (52) der ersten Schulter (40) größer ist als der Abschnitt des Stiftes (14>, der die zweite Schulter (42) enthält, so daß die Kante (42) der Streckung widersteht; ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Aufdornabschnitt (36) in den Schaft (16) zur Dehnung desselben und zur nachfolgenden Streckung auf einen Durchmesser hineinziehbar ist, so daß der blinde Kopf (38) zur weiteren Dehnung des Schaftes (16) in den Schaft hineingezogen werden kann, wobei die zweite Schulter (42) bis zur blinden Seite (54b) der Werkstücke (54) gezogen und so verformt werden kann, daß der sich in axialer Richtung

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Vt

anschließende Abschnitt des Schaftes (16) mit der blinden Seite (54b) der Werkstücke in Berührung kommt; des weiteren gekennzeichnet durch eine im inneren der Hülse (12) befindliche, mit der Vorderkante (52) der ersten Schulter (40) am Stift (14) in Berührung bringbare Anschlagschulter (28), um die Bewegung des Stiftes (14) zum Stillstand zu bringen, sobald die zweite Schulter (42) bis zur blinden Seite (54b) der Werkstücke (54) herangezogen und verformt worden ist; und schließlich gekennzeichnet durch an der Oberseite des radial vergrößerten Kopfes (18) vorhandene Vorrichtungen (24), die als Folge des 4;um-Stillstand*-kommens der Bewegung des Stiftes (14) »it dem Stift (14) in Berührung bringbar sind, um diesen mit der Hülse (12) zusammen zu verriegeln.

2♦ Blind-Niet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagschulter (28) »it der Hülse (12) aus eine» Teil besteht, der neben de» radial vergrößerten Kopf (18) und gegenüber de» Schaftende der Hülse (12) angeordnet ist,

3· Blind-Niet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schulter (42) abgeschrägt ist und das Ausmaß der Verformung der zweiten Schulter bei» Heranziehen gegen die blinde Seite (54b) der Werkstücke (54) dadurch begrenzt ist, daß die Vorderkante (52) der ersten

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Schulter (40) mit der Anschlagschulter (28) in Berührung kommt-,

4« Blind-Niet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbohrung (20) aus einer ersten Bohrung, die sich im wesentlichen in Achsrichtung des Schaftes (16) erstreckt und einer zweiten Bohrung (26) besteht, die einen kleineren Durchmesser besitzt und sich im wesentlichen in Achsrichtung des Kopfes (18) erstreckt, wobei die Anschlagschulter (28) ringförmig und abgeschrägt ist und an der Verbindungsstelle zwischen der ersten und der zweiten Bohrung liegt»

5. Blind-Niet nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur" Verriegelung des Stiftes (14) und der Hülse (12) eine Verriegelungskrone (24) ist, die mit dem radial vergrößerten Kopf (18) aus einem Teil besteht

sich
und/¹ in entgegengesetzter Richtung zum Schaft (16) und einer an dem Stift (14) neben der ersten Schulter (40) befindlichen Verriegelungsnut (44) erstreckt, wobei die Verriegelungskrone (24) so geformt ist, daß sie sich bei Ausübung einer axialen Zugkraft auf den Zugabschnitt (34) und einer entgegengesetzten, auf die Verriegelungskrone (24) einwirkenden Reaktionskraft in die Verriegelungsnut (44) ausbeult, wobei die Größe der zum Ausbeulen der Krone (24) erforderlichen Kraft erheblich über derjenigen liegt,die

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benötigt wird, um den Aufdornabschnitt (36) und den blinden Kopf (38) in den Schaft (16) hineinzuziehen,

6, Blind-Niet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (14) mit einer Bruchnut (46) versehen ist, die neben der ersten Schulter (40) so angeordnet ist, daß sie bei Berührung der Vorderkante (52) der ersten Schulter (40) mit der Anschlagschulter (28) mit der Oberseite des radial vergrößerten Topfes (18) bündig ist und den kleinsten Querschnitt des Stiftes (14) darstellt, wobei durch Einwirkung von Kräften, die größer sind als die zur Ausbeulung der Verriegelungskrone (24) erforderlichen, der Stift (14) in der Bruchnut (46) abbrechbar ist.

7, Blind-Niet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der radial vergrößerte Xopf (18) mit einer eingeschnittenen Ringnut (30) versehen ist, die unmittelbar neben der Verriegelungskrone (24) und radial nach außen zu dieser versetzt angeordnet ist und in axialer Richtung gegen den Schaft (16) hin sich verengt, wobei die Verriegelungskrone (24) im allgemeinen die Form eines legelstumpfes besitzt, dessen Spitzenabschnitt mit dem Topf (18) aus einem Stück besteht und dessen äußere konische Oberfläche im wesentlichen parallel zu der benachbarten inneren Oberfläche der eingeschnittenen Ringnut (30) liegt,

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8, Blind-Niet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der radial vergrößerte Kopf (i8) mit einer eingeschnittenen Ringnut (46) versehen ist, die unmittelbar neben der Verriegelungskrone (24) und in radialer Richtung nach außen zu dieser versetzt angeordnet ist, wobei das Volumen des Teils der Verriegelungskrone (24), der den in radialer Richtung vergrößerten Kopf (i8) nach außen überragt, annähernd gleich den beiden Räumen, die von der Verriegelungsnut (44) an dem Stift (14) und der eingeschnittenen, ringförmigen Nut (30) in dem radial vergrößerten Kopf (18) eingenommen werden, ist.

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