Verfahren zum Verbinden von Blechteilen, insbesondere bei der Herstellung
von sich konisch verjüngenden Rohrstücken für Rohrmaste Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Verbinden von Blechteilen, insbesondere bei der Herstellung von sich
konisch verjüngenden Rohrstücken für Rohrmaste, die zum Tragen von elektrischen
Leitungen, Antennen, Beleuchtungskörpern, Fahnen od. dgl. und allgemein als Stütze
oder sonstiges rohrföriniges Tragelement geeignet sind. Die Rohrmaste bestehen aus
durch Längsnähte verbundenen Metallblechen, wobei die Verbindung durch eine Reihe
von aus dem Metallblech gestanzten Nietschäften gebildet wird.Method for joining sheet metal parts, in particular during manufacture
of conically tapering pipe sections for pipe masts The invention relates to a
Method for joining sheet metal parts, especially in the manufacture of themselves
conically tapered pipe sections for pipe masts that are used to carry electrical
Lines, antennas, lighting fixtures, flags or the like and generally as a support
or other tubular support element are suitable. The tubular masts consist of
metal sheets connected by longitudinal seams, the connection being made by a row
is formed by rivet stems stamped from the sheet metal.
Die bekannten Verfahren eignen sich nur für Stahlbleche niedriger
Festigkeit, die demzufolge schwere Masten ergeben und außerdem einen Korrosionsschutz
benötigen. Feuerverzinkung hat sich als unerläßlich erwiesen. Schweißen von korrosionsbeständigen
Aluminiumblechen ist äußerst schwierig, kostspielig und außerdem ökonomisch nur
in Blechdicken von etwa 3 bis 6 mm möglich, ganz abgesehen davon,
daß für lange Rohrstücke kleinen Durchmessers erst noch komplizierte Spezialhaltevorrichtungen
für die Nahtkanten erforderlich wären. Weiterhin wird bei den vom konstruktiven
Standpunkt aus besonders geeigneten Blechen aus nicht vergütbarer, hartgewalzter
AI-Mg-Legierung durch das Schweißen in den Randzonen nicht nur die Festigkeit um
etwa 50 30'
herabgesetzt, sondern auch die Korrosionsbeständigkeit
wesentlich vermindert. Dies begrenzt die Mastendimensionen und bedeutet auch dann
meist eine Materialvergeudung in einer bestimmten Mastpartie.The known methods are only suitable for steel sheets of low strength, which consequently result in heavy masts and also require corrosion protection. Hot-dip galvanizing has proven to be essential. Welding of corrosion-resistant aluminum sheets is extremely difficult, costly and also economically only possible in sheet thicknesses of about 3 to 6 mm, quite apart from the fact that complicated special holding devices for the seam edges would be required for long pipe sections of small diameter. Furthermore, in the case of sheets made of non-heat treatable, hard-rolled Al-Mg alloy, which are particularly suitable from a structural point of view, welding in the edge zones not only reduces the strength by about 50-30 ' , but also significantly reduces the corrosion resistance. This limits the mast dimensions and even then usually means a waste of material in a certain mast section.
Ein anderes bekanntes Verfahren vermeidet die Schweißung, verwendet
aber aus beiden zu verbindenden Teilen herausgestanzte kongruente Zungen, wobei
die beiden gegenüberliegenden Zungen miteinander verschränkt werden. Diese Verbindung
hat den Nachteil, relativ schwach zu sein und an den Einsteckenden leicht herauszuspringen,
insbesondere aber ist das Einfädeln von zwei gegenüberliegenden Zungen bei den vorkommenden
Rohrsegmentlängen von 2 bis 4 m eine schwierige, die Zungen häufig beschädigende
mit unökonomischen Arbeitsaufwand verbundene Operation. Die vor einiger Zeit versuchte
praktische Anwendung ist dann auch wegen dieser Schwierigkeiten und den zu hohen
Kosten wieder eingestellt worden. Auch die gewöhnliche Nietung kann angewendet werden,
aber bei den Einsteckenden muß beidseitig versenkt genietet werden, und in der dazwischen
liegenden Partie sind wegen ihrer Unzugänglichkeit die im Flugzeugbau angewendeten
Spezial-Blindnietverfahren erforderlich, wodurch wiederum die Kosten auf eine für
den Verwendungszweck nicht tragbare Höhe steigen.Another known method avoids welding, used
but congruent tongues punched out of both parts to be connected, whereby
the two opposite tongues are interlaced. This connection
has the disadvantage of being relatively weak and easily jumping out at the spigot ends,
In particular, however, the threading of two opposite tongues is the case with the ones that occur
Pipe segment lengths of 2 to 4 m are difficult and often damage the tongues
Operation associated with uneconomical labor. That tried some time ago
practical application is then also because of these difficulties and the too high
Costs have been set again. Ordinary riveting can also be used,
but the insertion ends must be riveted countersunk on both sides, and in the one in between
lying parts are used in aircraft construction because of their inaccessibility
Special blind riveting process is required, which in turn reduces the cost to one for
the intended use will rise to an unsustainable level.
Abgesehen von den Schwierigkeiten der Verbindungsnaht werden die (aus
Materialersparnisgründen) möglichst kurz gewählten Einsteckpartien bei Biegungsbelastung
des Mastes in tangentialer Richtung sehr stark belastet und führen leicht zu Knickungen
und Nahtbrüchen.Apart from the difficulties of the connection seam, the (from
Material saving reasons) as short as possible chosen plug-in parts with bending load
of the mast are very heavily loaded in the tangential direction and easily lead to buckling
and seam breaks.
Sämtliche oben angeführten Nachteile sollen durch das erfindungsgemäße
Verfahren vermieden werden. Das Verfahren besteht darin, daß die Nietschäfte ausschließlich
aus dem einen Metallblech gestanzt, hochgehoben und in die ausschließlich aus dem
anderen Metallblech gestanzten Löcher eingeführt und vernietet werden. Unter den
ausgestanzten Nietköpfen werden in dem betreffenden Metallband Ausschnitte belassen,
in die beim Nieten Blechmaterial durch plastische Verformung versenkt wird, so daß
derNietkopf mit der Blechoberfläche eben abschließt. Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen Fig. 1, 2, 3 und 4
die Elemente der Nahtverbindung, einzeln, im Schnitt und in der Ansicht, dann zusammengesteckt
und zum Schluß vernietet, Fig. 5 Beispiele der verschiedenen Anordnungsmöglichkeiten
der Nietschäfte entlang der überlappungsnaht,
Fig. 6 und
7 im Querschnitt die T-Riegelnaht, zusammengesteckt und vernietet, Fig.
8 und 9 eine Spezialausführung der Nietverbindung mit versenktem Nietkopf,
Fig. 10 und 11 den Querschnitt der Nietverbindung el mittels separatem
Nahtstreifen.All of the disadvantages listed above are intended to be avoided by the method according to the invention. The method consists in that the rivet shafts are punched exclusively from one metal sheet, lifted up and inserted into the holes punched exclusively from the other metal sheet and riveted. Cutouts are left under the punched out rivet heads in the metal strip in question, into which sheet metal material is sunk by plastic deformation during riveting, so that the rivet head is flush with the sheet metal surface. Embodiments of the invention are shown in the drawings. In the drawings Fig. 1, 2, 3 and 4, the elements of the seam bond, individually, riveted in section and in the view, then put together and finally, Fig. 5 shows examples of different possible arrangements of the shanks along the overlapping seam, Fig. 6 and 7 the cross-section of the T-bar seam, plugged together and riveted, FIGS. 8 and 9 a special version of the rivet connection with a countersunk rivet head, FIGS. 10 and 11 the cross-section of the rivet connection el by means of separate seam strips.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß (Fig.
1 -bis 4) in den einen Blechrand 16 Löcher 17
eingestanzt werden,
während aus dem zweiten Blechrand 15 der Naht Nietschäfte 18 ausgeschert
und hochgestellt werden. Die Nietschäfte 18 werden dann in die Löcher
17 eingeführt (Fig. 3) und daraufhin vernietet, wobei die Nietköpfe
19 (Fig. 4) die Verbindung herstellen. Je nach der Art des verwendeten Materials,
meist Aluminiumlegierungen, aber auch Stahl, werden die Nietschäfte entweder ungefähr
quadratisch oder länglich ausgeführt. Ähnlich wie bei den gewöhnlichen Nietungen
kann die Anordnung der Nietung ein-, zwei- oder mehrreihig, parallel oder gestaffelt
durchgeführt werden. Fig. 4 zeigt einige der Möglichkeiten in bezug auf die Anordnung
der Nieten- und Nietschäfte, die je nach Erfordernis gewählt werden.The method according to the invention consists in that (Fig. 1 to 4) 16 holes 17 are punched into one sheet metal edge, while rivet shafts 18 are sheared out of the second sheet metal edge 15 of the seam and raised. The rivet shafts 18 are then inserted into the holes 17 (FIG. 3) and then riveted, the rivet heads 19 (FIG. 4) making the connection. Depending on the type of material used, mostly aluminum alloys, but also steel, the rivet shafts are either roughly square or elongated. Similar to the usual rivets, the arrangement of the rivets can be carried out in one, two or more rows, parallel or staggered. Fig. 4 shows some of the possibilities with regard to the arrangement of the rivet shanks and which are selected as required.
Obige Art der Vernietung läßt sich, wie praktische Versuche erwiesen
haben, leicht bei Blechstärken von 2 bis 6 mm in Aluminiumlegierung durchführen,
wobei sowohl die beschriebene Art, als auch die in Fig. 8, 9 dargestellte
versenkte Ausführung angewendet werden kann, wo der Nietkopf flach mit der Blechoberfläche
verläuft.As practical tests have shown, the above type of riveting can easily be carried out with sheet metal thicknesses of 2 to 6 mm in aluminum alloy, whereby both the type described and the countersunk design shown in FIGS. 8, 9 can be used where the rivet head runs flat with the sheet metal surface.
Bei dünneren Blechen, beispielsweise 1 mm, ist diese Art Vernietung
praktisch nicht mehr durchführbar. In diesem Falle kommt eine abgeänderte Ausführungsart
in Frage. In den einen Blechrand 22 wird weiterhin nur ein Loch gestanzt ', aber
der Nietschaft 23
aus Blechrand 21 (Fig. 6, 7) wird nicht nur hochgestellt,
sondern gleichzeitig auch zurückgefalzt. Beim Vernieten wird dieser dann T-fönnig
zusammengequetscht und ergibt eine flachköpfige Niete 24, welche die Verbindung
herstellt. Bei besonders hochfesten Materialien bereitet diese Integralnietung Schwierigkeiten,
weil die zur Nietung erforderliche Materialverformung entweder nicht stattfinden
kann oder Risse erzeugt. In diesem Fall kann das Prinzip weiterhin verwendet werden,
indem in die beiden Enden der Schalen des Bleches 25, 26 (Fig.
10) nur Löcher gestanzt werden, was auch bei härterem Material leicht möglich
ist. Die Nietschäfte 28 werden aus einem besonderen Deckstreifen
7 herausgearbeitet, der aus einem weicheren und für die Nietung geeigneten
Material besteht (Fig 10, 11). Dieser wird zufolge der geringeren Festigkeit
des weichen Materials aus entsprechend dickerem Blech hergestellt. Da der Deckstreifen
nur einen kleinen Prozentsatz des Gesamtgewichtes ausmacht, erlaubt dieses System
die Verwendung hochfester Bleche, was bei den bekannten Verfahren nicht möglich
ist.In the case of thinner sheets, for example 1 mm, this type of riveting is practically no longer feasible. In this case, a modified version is possible. In one sheet metal edge 22 only one hole is still punched, but the rivet shank 23 made of sheet metal edge 21 (FIGS. 6, 7) is not only raised but also folded back at the same time. When riveting, this is then squeezed together in a T-shaped manner and results in a flat-headed rivet 24, which establishes the connection. In the case of particularly high-strength materials, this integral riveting causes difficulties because the material deformation required for riveting either cannot take place or it creates cracks. In this case, the principle can still be used by only punching holes in the two ends of the shells of the metal sheet 25, 26 (FIG. 10) , which is easily possible even with harder material. The rivet shafts 28 are machined from a special cover strip 7 , which consists of a softer material suitable for riveting (FIGS . 10, 11). Due to the lower strength of the soft material, this is made from correspondingly thicker sheet metal. Since the cover strip only makes up a small percentage of the total weight, this system allows the use of high-strength metal sheets, which is not possible with the known methods.