Blindnietverfahren und Blindniete zur Durchführung dieses Verfahrens Gegenstand- vorliegender Erfindung sind ein Blindnietverfahren und ein Blindniet zur Durchfüh rung dieses Verfahrens. Zum Blindnieten wird ein Hohlniet, bestehend aus einem hohlzylindrischen Schaft und einem Kopf verwendet.
Dieser Hohlniet ist oder wird mit seinem Schliessende voraus auf einen Ziehdorn aufgeschoben, derart, dass sein Schliessende an einem Konusübergang des Schliess- dornschaftes zu einem etwa um die Nietschaft-Wand- stärke verdickten Dornende ansteht.
Dieses verdickte Dornende wird nun von der Arbeitsseite her durch sich deckende Nietlöcher der miteinander zu verbin denden Werkstücke gesteckt und es wird anschlies- send auf der Arbeitsseite der Ziehdorn unter gleich zeitigem Anpressen des Nietkopfes an die Werk stücke einer Zugkraft ausgesetzt, unter deren Wir kung der auf der andern Seite vorstehende Konus übergang des Nietdornes das daran anstehende Schliessende des Nietschaftes zur Bildung eines Schliesskopfes aufweitet.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Ver besserung dieses bekannten Blindnietverfahrens bzw. der dabei zu verwendenden Blindniete im Hinblick auf eine Vermeidung des Aufreissens oder Aufsplit- terns des Rohrnietschaftes beim Bilden des Schliess- kopfes,
und ein besseres Anpressen des Rohrniet schaftes an die Innenwandung der Werkstücklöcher unter dichter Aneinanderpressung der Werkstücke sowie ein sattes Ausfüllen des Rohrnietschaftes durch den Schliessdorn im Sinne einer Verhinderung des späteren Lockerwerdens der Blindnietverbindung. Ausserdem wird angestrebt, dass mit ein und demsel ben Typ von Blindnieten Nietverbindungen in Werk stücken hergestellt werden können, die sich bezüglich der totalen Dicke in weiten Grenzen unterscheiden.
Das erfindungsgemässe Blindnietverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Blindniet verwen det wird, bei dem die Konuswinkel des Übergangs zum verdickten Zieh-Dornende und der Dornende- Durchmesser sowie die Duktibilität dieser Dornteile derart gewählt sind, dass beim Einziehen des Dornes nicht nur der Schliesskopf am Nietschaftende gebil det wird,
sondern der Übergangskonus des Schliess- dornes und anschliessende Teile des verdickten Dorn endes unter Durchmesserverengung in den hohlzy lindrischen Nietschaft bzw. in den Bereich der Werk stücklöcher eindringen und dabei den hohlen Niet schaft ausweiten und dadurch satt an die Innenwan dung der Werkstücklöcher anpressen und dass ferner der Ziehdorn so weit durchgezogen wird, bis Teile des früheren Übergangskonus mindestens in den Niet kopf eintreten.
Mit Vorteil wird vorgesehen, dass beim Austreten der aus der Verengung des Übergangskonus zum Ziehdornende erzeugten Verdickung am Ziehdorn schaft aus dem Nietkopf von dieser Verdickung Späne abgeschert und in den Ringspalt zwischen dem Ziehdornschaft und der Innenwandung der Dornaus trittsöffnung im Nietkopf hineingedrängt werden, um ein vollständiges Verschliessen dieses Ringspaltes bzw. eine gegenseitige Verriegelung des Nietkopfes und des Ziehdornes zu bewirken.
Das kann beispiels weise dadurch erreicht werden, dass eine Ziehvor richtung verwendet wird, deren sich am Nietkopf ab stützender Teil einen knapp bemessenen Führungs durchgang für den Ziehdornschaft enthält, wobei die ser Führungsdurchgang auf der Nietkopfseite scharf begrenzt ist.
Die angestrebte Ausfüllung des Ringspaltes im Nietkopf um den Ziehdornschaft kann auch dadurch erreicht werden, dass der Ziehdorn vor dem über gangskonus zum verdickten Dornende eine als Ver- riegelungsnut dienende Umfangsnut aufweist und auf den Ziehdornsehaft vor dem Nietkopf ein loser Ver- riegelungsring aufgeschoben ist, der nach erfolgtem Vortreten der genannten Verriegelungsnut über den Nietkopf in den dadurch gebildeten weiteren Ring spalt hineingetrieben wird.
Ein Blindniet zur Durchführung des erfindungs- gemässen Blindnietverfahrens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlniet mit Kopf und hohlzylindrischem geraden Schaft, mit dessen den Schliesskopf zu bilden bestimmten freiem Ende voraus auf den zylindrischen Schaft eines Ziehdornes bis zum Anliegen dieses Schliesskopfendes an einem konischen Übergangsteil des Ziehdornes zu einem ebenfalls geraden und zylindrischen, etwa um die Wandstärke des Hohlnietschaftes verdickten Ende des Ziehdornes aufgeschoben ist,
wobei dieser über gangskonus und das verdickte Ende des Ziehdornes hinsichtlich Konuswinkel, Durchmesser und Duktibi- lität so gestaltet sind, dass diese Teile beim Herstellen einer Nietverbindung unter plastischer Verengung in den in den Werkstück-Nietlöchem sitzenden Hohl nietschaft hinein und durch denselben hindurch zieh bar sind.
Ausführungsbeispiele derartiger Blindnieten und Verfahrensstufen für die Herstellung entsprechender Blind-Nietverbindungen sind in der Zeichnung dar gestellt. Es zeigen: Fig. 1 vier Verfahrensstufen eine einer Blindver nietung zweier Werkstücke entsprechend dem erfin- dungsgemässen Verfahren, Fig.2 eine Mehrzahl von Blindvernietungen an Werkstücken unterschiedlicher Gesamtdicke, die je mit Blindnieten derselben Ausgangsgrösse hergestellt worden sind, Fig.3 und 4 Ansichten von zwei verwendbaren Ziehdornen,
Fig.5 die Schliessphase bei Herstellung einer Nietverbindung, wobei das Abscheren von Spänen vom Ziehdornschaft und das Hineintreiben derselben in den Ringspalt im Nietkopf und das Abstützstüek der Ziehvorrichtung dargestellt sind, Fig. 6, 8, 10 das Halten des Ziehdornkopfes, die Ziehvorrichtung und eine Draufsicht auf den Niet kopf der fertigen Nietverbindung nach erfolgter Ab trennung des vorstehenden Ziehdomschaftes, Fig. 7, 9, 11 Varianten zu den Fig. 6 bzw. 8 bzw.
10, Fig. 12, 12a-12e eine Reihe von Phasen eines bevorzugten Blindnietverfahrens unter Verwendung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des Blind- nietes.
In Fig. 1 der Zeichnung sind vier aufeinanderfol gende Arbeitsphasen<B>A -D</B> bei der Herstellung einer Nietverbindung zwischen zwei Blechplatten 4a; 4b dargestellt. Diese Blechplatten sind zur Aufnahme des Niets mit aufeinander ausgerichteten Löchern 6 versehen. Zur Nietung werden Hohlnieten 2, 3 ver wendet, die auf je einem Dorn 1 aufgeschoben sind. Die Hohlnieten umfassen je einen geraden, hohlzy- lindrischen Schaft 2, der sich mit etwas Spiel durch die Löcher 6 schieben lässt und einen gerundeten Flachkopf 3. Der Nietschaft 2 ist auf den zylindri schen Teil 1 des Ziehdornes mit Gleitsitz aufgescho ben.
Am Ende des zylindrischen Dornteiles 1 auf der Seite des Nietkopfes 3 ist - beispielsweise nach er folgtem Aufschieben des Hohlnietes 2, 3 - ein Kopf 9 ausgebildet, der das Ansetzen eines Ziehwerkzeu- ges an den Dorn 1 ermöglicht. Auf der andern Seite des Hohlnietes geht der Dorn 1 über eine konische Übergangsschulter 8 in einen zylindrischen Endteil 7 von etwa um die Wandstärke des hohlen Nietschaftes grösserem Querschnitt über.
Der Durchmesser dieses Endteiles 7 entspricht etwa dem Aussendurchmesser des hülsenförmigen Teiles 2 des Hohlnietes, so dass der Dorn 1, 7, 8, 9 samt aufgeschobenem Hohlniet 2, 3 in bezug auf die Zeichnung von oben her, d. h. von der Arbeitsseite her in die Löcher 6 eingeschoben werden kann, bis gemäss Teil A der Fig. 1 die flache Unterseite des Nietkopfes 3 an der Aussenseite der Blechplatte 4a anliegt. Unter Verwendung von an sich prinzipiell bekannten Zieh-Vorrichtungen wird nun auf den Kopf 9 des Dornes 1 eine Zugkraft in Richtung des Pfeiles z ausgeübt,
deren Reaktions kraft im Sinne der Pfeile d auf den Nietkopf 3 ein wirkt, um diesen Nietkopf entsprechend stark an die Oberseite der Blechplatte 4a anzupressen. Dabei wird die konische Übergangsstelle 8 zwischen den beiden Dornteilen 1 und 7 in die Rohrniethülse 2 hineinge zogen, bis vorläufig die Arbeitsphase gemäss Teil B der Fig. 1 erreicht wird, wo bereits durch die Auswei tung des über die Unterseite der unteren Blechplatte 4b vorstehenden Hülsenteiles 2 des Rohrnietes ein Schliesskopf gebildet und die untere Platte 4b satt an die obere Platte 4a angepresst worden ist.
Im Verlauf des weiteren Ziehens des Dornes in Richtung der Pfeile z dringt der Übergangskonus 8 und der Vor derteil des verdickten Dornendes 7 unter Ausweitung der Niethülse 2 bis zum vollständigen Ausfüllen der Löcher 6 und Bildung eines zylindrischen Zwischen stückes 12 zwischen den Dornteilen 1 und dem dik- ker bleibenden Ende 7 durch Streckung weiter in die Niethülse 2 ein. Im Teil CvonFig.1 ist diese Arbeits phase im Gang.
Sie wird weitergeführt, bis gemäss Teil D der Fig. 1 der gebildete Zwischenteil 12, der den Hohlnietschaft voll ausfüllt, über den Nietkopf 3 vorsteht, wonach unter Zuhilfenahme eines geeigne ten Trennwerkzeuges der über den Kopf 3 vorste hende Dornteil in Richtung des Pfeiles t abgetrennt wird. Das Hineinziehen und Verformen des Dornes 1, 8, 7 könnte gegebenenfalls durch Durckeinwirkung auf das untere Ende des Dornteiles 7 begünstigt wer den.
In Fig.2 sind fertige Nietverbindungen durch zwei, drei und mehr Blechplatten 4 je unter Verwen dung desselben Blindniettypes, d. h. desselben Hohl- nietes 2, 3 und derselben Ziehdorne 1-7 nach dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren hergestellt worden, in dem einfach je nach der Gesamtdicke der zu ver bindenden Blechplatten 4 die Phase der Streckung und Verjüngung des dickeren Dornendes 7 unter ent sprechender Verkürzung dieses Teiles 7 zeitlich ver längert wird, bis jeweils der gebildete Zwischenteil 12 den Rohrniet im Innern der Blechplatten ganz ausge füllt hat, aus dem Nietkopf 3 vorsteht.
In der Variante nach Fig.3 geht der dünnere Dornteil in zwei Konusstufen 8', 8" die voneinander durch ein zylindrisches Zwischenstück 31 getrennt sind in das Ende 7 mit grösserem Querschnitt über.
In der Variante nach Fig.4 ist am Ende des Dornteiles 1, vor dem übergang zu den dickeren Dornteilen 31-8-7 eine Umfangsrile 32 eingeschnit ten, so dass nach deren Austritt aus dem Nietkopf der Dornteile 1 gegebenenfalls ohne Zuhilfenahme be sonderer Trennwerkzeuge an dieser Schwächungs stelle 32 abgebrochen werden kann.
Gemäss der Variante, die in Fig. 5 dargestellt ist, wird zum Übertragen des Gegendruckes d auf den Kopf 3 des Rohrnietes 2, 3 ein Werkzeug 13 verwen det, das eine Führungsausnehmung 14 zum Einlegen des Dornes 1 enthält. Die lichte Weite dieser Aus- nehrnung 14 ist so gewählt, dass der Dornteil 1 noch knapp, aber ohne Hinderung durchziehbar ist, aber das am Ende der Nietung aus dem Kopf 3 vortre tende Zwischenstück 12 nicht mehr Platz darin fin det.
Auf der Seite gegen den Nietkopf 3 ist der Rand der genannten Ausnehmung des Werkzeuges 3 scharfkantig ausgebildet, so dass am Ende der Ver nietung, d. h. in bezug auf die Fig. 1 kurz vor Errei chung der Phase D, vom Umfang des Zwischenstük- kes 12 Späne 22 abgeschert und in den konusförmi- gen Ringspalt 21 im Bereich des Nietkopfes 3 hinein getrieben werden,
um diesen Ringspalt zu verschlies- sen und den im Innern des Hohlnietes verbleibenden Dornteil 12 auch am Ende mit dem Kopf 3 satt zu verbinden bzw. zu verriegeln.
Fig. 6 zeigt ein Ziehwerkzeug 17 mit einer Boh rung 18 und einer Innenschulter 19 zur Hintergrei- fung des Kopfes 9 am Dorn 1, d. h. zum Übertragen einer Zugkraft z auf den Dorn 1.
Nach der Variante gemäss Fig. 7 trägt der Dorn 1 am freien Ende keinen Kopf, sondern ist dort mit Umfangsrillen 11 versehen, welche das sichere Erfas sen und Halten durch Spannbacken-Körper 23 in einem Konusteil 24 einer Spannzange 26 an sich be kannter Art erleichtern.
Die Fig.8 und 9 zeigen schaubildlich je eine Ziehvorrichtung, welche zum Erfassen des Dornes 1 und zum Niederpressen des Nietkopfes 3 geeignet sein kann, wobei jeweils auch das Abscheren von Spänen vom Dornteil 12 und Hineintreiben derselben in den Ringspalt im Nietkopf, wie anhand von Fig. 5 erläutert, ermöglicht wird. Die Vorrichtung nach Fig. 8 dient für einen Dorn 1 mit Kopf 9, wie in Fig. 6 dargestellt.
Der Boden 13 und der Mantel 16 eines Zylinders 16 sowie der im Zylinder 16 verschiebbare Halter 17, der gemäss Fig.6 ausgebildet ist, enthalten je einen Radialschlitz 14 bzw. 18 zum Einlegen des Dornes 1, wobei der Kopf 9 dieses Dornes durch die Innen schulter 19 im Halter 17 hintergriffen wird.
Die Aussenkanten der Ausnehmung 14 scheren beim eindringen des Zwischenteiles 12 des Dornes Späne 22 davon ab, die gemäss Fig. 10 in den Ring spalt zwischen der Bohrung des Nietkopfes 3 und dem Umfang des Zwischenstückes 12 hineingetrieben werden.
In analoger Weise wirkt die Vorrichtung nach Fig. 9. Sie umfasst einen Zylinder 27 mit Boden 28, der auf den Nietkopf 3 gedrückt wird und eine Boh rung 29 für den Dorn 1 enthält. Der Dorn 1 ist ge- mäss Fig. 7 ausgebildet und wird von einem Zylinder 27 verschiebbaren Spannbackenfutter 26 gemäss Fig.7 gefasst. Durch den scharfkantigen Ringrand des Loches 29 werden gemäss Fig. 11 vom Umfang des Dornteiles 12 Späne 22 abgeschnitten und in den Ringspalt im Kopf 3 getrieben.
Eine der Fig. 1 entsprechende Folge von Verfah rensschritten bei der Vernietung von zwei Blechplat ten<I>4a,</I> 4g- ist in den Fig. 12 und 12a-12e dargestellt.
Der Dorn besteht aus einem zylindrischen Endteil 41, der über eine Konusschulter 42 nach in nen abgesetzt ist, um eine Verriegelungs-Ringnut 44 zu bilden, die von einer Schwächungsringnut 45 durch ein zylindrisches Zwischenstück 46 getrennt ist. Anschliessend an die Schwächungsringnut 45 setzt sich der Ziehdorn in einen zylindrischen Schaft 37 fort, der am Kopfende mit Umfangsrillen 43 zum besseren Erfassen durch eine Ziehvorrichtung verse hen ist.
,über einen Zwischenbereich ist der Zylinder schaftteil 37 des Dornes durch in Richtung der Man tellinien verlaufende Rillen- bzw. Rippen 47 gerän- delt und auf diese Rändelung ist ein Verriegelungs- ring 47 aufgeschoben.
Der aussen gerade zylindrisch geformte hohlzy- lindrische Schaftteil 34 des Hohlnietes 33 trägt einen aussen gerundeten Kopf 39, dessen Unterseite 39a etwas konkav ausgebildet ist, um auf alle Fälle, auch beim Vorhandensein von Gräten am Rand der Boh rungen in den Platten<I>4a, 4g-</I> auf der oberen Blech platte 4a satt anliegen zu können.
Die Bohrung 35 des Hülsenteiles 34 des Rohrnie tes 33 ist am Schliessende bei 40 erweitert um dort einen Kragen 40a von geringerer Wandstärke zu bil den.
Nahe unter dem Kopf 39 ist die Hohhnietbohrung 35 nach innen verengt, um dort als Führungsfläche am Umfang des geradzylindrischen Ziehdornteiles 37 anzuliegen. Anschliessend daran erweitert sich die Hohlnietbohrung konisch zur Aussenfläche des Kopfes 39, um dort einen konischen Ringspalt 38 freizulassen.
Fig. 12d zeigt die Lage der Teile nach dem Ein setzen des Hohlnietes 34 in die Lücke der Platten 4a, 4g-. Nach einer gewissen Zugverschiebung des Zieh- dornes 37 in Richtung der angesetzten Zugkraft z unter dauerndem Reaktionsdruck in Richtung der Pfeile d auf den Nietkopf 39 hat sich aus dem un teren Ende des Hohlnietes gemäss Fig.12a der Schliesskopf 38a gebildet.
Beim Fortschreiten der Durchziehverschiebung des Ziehdorns 37 wird, wie in den Fig. 12b, 12c, 12d dargestellt, der Übergang<I>42a, 42b,</I> 42c vom verdick ten Endteil 41 zur Verriegelungs-Ringnut 44, unter fortwährender Verkürzung des verbleibenden End- teiles 41 verlängert und umgeformt, bis die Situation nach Fig. 12d erreicht wird.
Nach Erreichung dieser Situation wird die Reaktionskraft zur Ziehkraft vom Schliesskopf 39 auf den Verriegelungsring 48 in Richtung der Pfeile e umgelegt, so dass dieser Ring 48 in den vorher genannten Ringspalt 38 am Kop fende der Hohlnietbohrung eingetrieben wird und nachher wird der Ziehdorn 37 an der Schwächungs nut 45 abgebrochen.
Der Schaft 34 des Hohlnietes kann innerhalb sei ner gesamten Länge von gleichbleibender Dicke sein, wenn der Niet aus Material besteht, welches am zu bildenden Schliesskopf nicht splittert.
Um eine widerstandsfähige und starke Nietver bindung zwischen Blechen, Platten oder dergl. zu er zielen, wird empfohlen, die Aussenfläche des Hohl- nietes in der Weise zu schmieren, dass ein Überzug in Form eines dünnen Filmes entsteht, der bei normalen und hohen Drücken einen niedrigen Reibungswert erzeugt.
Als Schmiermittel, welches gegen ein Ab reissen des Films ausserordentlich widerstandsfähig ist, ist ein in einer geeigneten Flüssigkeit dispersierter kolloidaler Graphit, der zusammen mit einem Kunst harzbindemittel, das lediglich auf die äussere Ober fläche der Niet aufgetragen wird, verwendet wird, wobei der Flüssigkeitsgehalt einen widerstandsfähi gen Überzug hinterlässt, der im wesentlichen aus kol loidalem Graphit auf der Oberfläche des Nietschaftes besteht.
Die Anwesenheit eines Kunstharzbindemit- tels gibt dem Film sowohl mechanische Festigkeit wie auch gute physikalische Anhaftung an der Oberfläche des Materials der Niet.
Die geschmierten Hohlniete werden bei der Lage rung nicht beeinträchtigt und bleiben vor Korrosion verschont. Es ist darauf zu achten, dass das Schmier mittel nicht in die Nietbohrung eindringt und dazu führt, dass sich der als Stopfen wirkende Dorn in der erweiterten Nietbohrung lockert. Ebenfalls darf kein Schmiermittel an die Nietköpfe gelangen, damit die eingesetzten Niete ein natürliches metallisches Aus sehen beibehalten.
Die Schmierung kann entweder nach dem Be- sprühungsverfahren oder mit Hilfe von mit kolloida len Graphit überzogenen Walzen erfolgen. Es ist auch möglich, die Niete in eine die oben erwähnten Bestandteile enthaltende Flüssigkeit einzutauchen. Hierbei werden die Niete mit der zuvor verschlosse nen Öffnung am Spreizkopfende eingetaucht. Es ist auch möglich, Luftdruck dazu zu verwenden, um das Eindringen von Schmiermittel in die Bohrung zu ver hüten.
Die beschriebenen Nietmittel- und Verfahren haben den Vorteil, dass sie eine überwachbare Aus weitung des Schliesskopfes ermöglichen und die Fähigkeit besitzen, sehr feste Verbindungen zu erzeu gen, wobei es zudem möglich ist, eine bestimmte Nietgrösse für Werkstücke verschiedener Dicke zu benutzen. Gleichzeitig wird die Nietbohrung wirksam verschlossen, ohne dass genau bemessene Löcher in den Werkstücken vorhanden zu sein brauchen. Fer ner wird der Dorn, bzw. der in der Niet verbleibende Rest des Dornes sicher festgelegt. Schliesslich kann die fertige Nietverbindung leicht von der zugängli chen Seite aus kontrolliert werden.