Größere Konstruktionen werden aus einer Vielzahl von Metallblechen, Kunststoffplatten oder Verbundwerkstoffplatten zusammengesetzt, wobei die Verbindungen zwischen den einzelnen Konstruktionselementen in herkömmlicher Weise durch Verschweißen, Verlöten, Vernieten oder Verschrauben hergestellt werden. Als Verbindungsmittel werden dabei neben Schweiß-und Lötmaterial zum Beispiel Hohlnieten, Vollnieten, Hohlnieten mit Stiften, Schraubnieten, Gewinde furchende oder Gewinde schneidende Schrauben oder ähnliches eingesetzt.

Es ist bekannt, dass die Länge und die Breite von Konstruktionselementen, zum Beispiel von Metallblechen, bei einer Temperaturänderung sich entsprechend verändern, so dass an den Verbindungsstellen zwischen den einzelnen fest verschweißten, verlöteten, vernieteten oder verschraubten Elementen einer größeren Blechkonstruktion

große Zug-bzw. Schubkräfte auftreten. Dadurch können die als Verbindungsmittel dienenden Schweiß-oder Lötnähte, Nieten bzw. Schrauben zerstört werden, wenn die Konstruktionselemente eine hierfür ausreichende Biegesteifigkeit besitzen. Bei der Verwendung von dünnen Metallblechen, die nur einen geringen Biegewiderstand besitzen, nehmen die fest verschweißten oder verlöteten Metallbleche eine Wellenförmige Gestalt an, bzw. die Nieten und Schrauben werden durch die Zug-bzw.

Schubkräfte schräg gestellt und die Metallbleche im Lochbereich stark verformt. Dabei werden beim Einsatz genügend starker Nieten oder Schrauben diese oftmals aus den Metallblechen herausgezogen, was als Ausknöpfen bezeichnet wird. Das hat neben ästhetischen Mängeln zur Folge, dass wegen der entstehenden Undichtigkeiten weitere Folgeschäden, insbesondere durch eindringende Feuchtigkeit, zu erwarten sind.

Aus der DE 27 04 492 Al ist eine Niet-oder Schraubverbindung zweier Metallbleche bekannt, bei der zum Vermeiden eines Abscherens oder Ausknöpfens der Nieten diese durch einen in Zugrichtung gelegenen und an einem der Bleche anliegenden Metallstreifen gleicher Steifigkeit und größerer Dicke als eines der zu verbindenden Bleche verbunden sind, wobei die Nieten eine Schertragkraft besitzen, die größer ist als die Lochleibungskraft der Bleche.

Dadurch wird erreicht, dass die Nieten durch den zusätzlichen Metallstreifen in ihrer rechtwinkligen Lage zur Mittelebene der zu verbindenden Bleche gehalten

werden, wobei bei einem Verschieben der Bleche gegeneinander durch eine Zugbeanspruchung die Nietlöcher in diesen Blechen durch den Druck der Nietenschäfte auf die Lochleibungen zu sogenannten Langlöchern von der Breite der Nietenschäfte erweitert werden. Hierfür ist es jedoch erforderlich, dass die Schertragkraft der Nieten tatsächlich größer ist als die Lochleibungskraft der Bleche, was in der Praxis nur schwierig eingehalten werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Niet-oder Schraubverbindungssystem der eingangs erwähnten Art anzugeben, das einen Ausgleich der bei Temperaturschwankungen eintretenden Änderungen der Länge und Breite der zu verbindenden Konstruktionselemente ermöglicht, ohne dafür zusätzliche Metallstreifen einzusetzen und ohne darauf achten zu müssen, dass die Schertragkraft der Nieten tatsächlich größer ist als die Lochleibungskraft der Bleche. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Niete, eine Schraube und einen Bohrer so zu gestalten, dass sie zur Verwendung für das Niet- oder Schraubverbindungssystem geeignet sind.

Die erste Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, dass die Konstruktionselemente innerhalb ihres Überlappungsbereichs wenigstens eine Reihe paarweise konzentrisch zueinander angeordneter Durchtrittslöcher für die Nieten bzw. Schrauben aufweisen, dass der Durchmesser der Löcher des ersten Konstruktionselements gleich dem Schaftdurchmesser der Nieten bzw. Schrauben ist, während der Durchmesser der

Löcher des zweiten Konstruktionselements mindestens um den Betrag der durch die Zug-oder Schubbeanspruchung maximal zu erwartenden gegenläufigen Verschiebungen größer ist als der Schaftdurchmesser der Nieten bzw.

Schrauben und dass der Kopf der Nieten bzw. Schrauben eine auf der freien Oberfläche des zweiten Konstruktionselements liegende ebene Unterseite aufweist, wobei der Durchmesser des Kopfes der Nieten bzw.

Schrauben erheblich größer ist als der Durchmesser der Löcher des zweiten Konstruktionselements.

Um die Gleitfähigkeit der Konstruktionselemente gegeneinander zu verbessern, ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Schaft der Nieten bzw. Schrauben in einem der Materialstärke des zweiten Konstruktionselements entsprechenden Bereich unterhalb des Kopfes einen vergrößerten Durchmesser aufweist.

Um die aus den Konstruktionselementen zusammengesetzten Konstruktionen für Flüssigkeiten undurchlässig zu machen, sind zwischen den sich berührenden Flächen der Konstruktionselemente und/oder zwischen der Oberseite des zweiten Konstruktionselements und der Unterseite der Nieten-bzw. Schraubenköpfe die Gleitfähigkeit dieser Flächen nicht verringernde Dichtungsmassen oder Dichtungsbänder bzw. Dichtungsringe (0-Ringe) eingefügt.

Um die paarweise übereinander angeordneten Durchtrittslöcher für die Nieten bzw. Schrauben genau konzentrisch herstellen zu können, ist nach einer

vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass diese Löcher mit einem Stufenbohrer mit angeformtem Tiefenanschlag gebohrt sind.

Für den Fall, dass die eine Seite der Konstruktionselemente nicht zugänglich ist, um dort eine Nietzange anzusetzen, sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Nieten als Blindnieten ausgebildet. Dabei ist der Schaft der Blindnieten als Blindnietenhülse ausgebildet, die von einem Blindnietenzapfen durchsetzt ist, der einen am offenen Ende der Blindnietenhülse anliegenden Zapfenkopf, eine Sollbruchstelle sowie Kerben zum Eingreifen einer Blindnietzange aufweist. Dabei ist die Bruchkraft der Sollbruchstelle so dimensioniert und/oder die einstellbare Hubweg-bzw. Druckbegrenzung der Blindnietzange so eingestellt, dass die Gleitfähigkeit der Konstruktionselemente gegeneinander erhalten bleibt.

Im Falle einer Schraubverbindung tragen die Schrauben zum Zusammenhalten der Konstruktionselemente jeweils eine Mutter, die mit einem einstellbaren Drehmoment- Schraubenschlüssel festgeschraubt ist, der so eingestellt ist, dass die Gleitfähigkeit der Konstruktionselemente gegeneinander erhalten bleibt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Verbinden übereinander liegender Konstruktionselemente über konzentrische Löcher mit unterschiedlichen Durchmessern der Schaft 6,25 der Niete 5 bzw. der Schraube 21 in einem Bereich 11 unterhalb des

Niet-bzw. Schraubenkopfes 7,22 einen vergrößerten Durchmesser aufweist, wobei die Länge b des Bereichs 11 der Materialstärke des an dem Nieten-bzw. Schraubenkopf 7, 22 anliegenden, das Loch 4 mit dem größeren Durchmesser aufweisenden Konstruktionselements 2 entspricht.

Um die paarweise übereinander angeordneten Löcher für die Schäfte der Niete genau konzentrisch herstellen zu können, ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Bohrer als Stufenbohrer ausgebildet ist, dessen erste Stufe an seiner Spitze einen Durchmesser von der Größe des Durchmessers des Loches des ersten Konstruktionselements und eine Länge hat, die größer ist als die Summe der Materialstärken der beiden Konstruktionselemente, dass die zweite Stufe einen Durchmesser von der Größe des Durchmessers des Loches des zweiten Konstruktionselements und eine Länge hat, die gleich der Materialstärke des zweiten Konstruktionselements ist oder geringfügig größer als diese und dass die dritte Stufe mit ihrer in Richtung zur Spitze zeigenden Fläche als Tiefenanschlag dient und einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser der zweiten Stufe.

Die weitere Aufgabe bezüglich der Niete wird mit den im Anspruch 9 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, dass der Schaftdurchmesser der Niete gleich dem Durchmesser eines Loches des ersten, die Löcher mit dem kleineren Durchmesser aufweisenden Konstruktionselements ist und dass der Kopf der Niete eine auf der freien Oberfläche

des zweiten Konstruktionselements liegende ebene Unterseite aufweist, wobei der Durchmesser des Kopfes der Niete erheblich größer ist als der Durchmesser eines Loches des zweiten, die Löcher mit dem größeren Durchmesser aufweisenden Konstruktionselements.

Bezüglich der Schraube wird die weitere Aufgabe mit den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, dass die Schrauben zum Zusammenhalten der Konstruktionselemente jeweils eine Mutter tragen, die mit einem einstellbaren Drehmoment-Schraubenschlüssel festgeschraubt ist, der so eingestellt ist, dass die Gleitfähigkeit der Konstruktionselemente gegeneinander erhalten bleibt.

Die weitere Aufgabe bezüglich des Bohrers wird mit den im Anspruch 15 angegebenen Merkmalen schließlich dadurch gelöst, dass der Bohrer als Stufenbohrer ausgebildet ist, dessen erste Stufe an seiner Spitze einen Durchmesser von der Größe des Durchmessers des Loches des ersten Konstruktionselements und eine Länge hat, die größer ist als die Summe der Materialstärken der beiden Konstruktionselemente, dass die zweite Stufe einen Durchmesser von der Größe des Durchmessers des Loches des zweiten Konstruktionselements und eine Länge hat, die gleich der Materialstärke des zweiten Konstruktionselements ist oder geringfügig größer als diese und dass die dritte Stufe mit ihrer in Richtung zur Spitze zeigenden Fläche als Tiefenanschlag dient und einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser der zweiten Stufe.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bezüglich der Niete und der Schraube sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die bewegliche Niet-oder Schraubverbindung leicht von einem Monteur ohne Hilfe eines weiteren Mitarbeiters montiert werden kann.

Außerdem wird für die Montage weniger Arbeitszeit benötigt als für die Montage der herkömmlichen Niet-oder Schraubverbindungen. Das Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Niet-oder Schraubverbindungssystems erstreckt sich auf alle Metallverbindungen und Nichtmetallverbindungen mit Längsdehnung, wie sie insbesondere bei jedem Dachdecker, Klempner, Fassadenbauer, Haussanierer, Lüftungsbauer und Karosseriebauer vorkommen, ferner auf Konstruktionen mit großen Maschinenelementen und auf große Konstruktionen, wie Brückenbau, Waggonbau und Flugzeugbau.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 die Draufsicht auf den Überlappungsbereich zweier zu verbindender Metallbleche im Ausschnitt mit den für die Nietverbindung benötigten, gemäß der Erfindung angeordneten Löchern, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Blindniete mit einem eingesetzten Blindnietenzapfen,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Nietverbindung mit einer Blindniete, Fig. 4 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Stufenbohrers mit angeformtem Tiefenanschlag zum Bohren der erfindungsgemäß angeordneten Löcher, Fig. 5 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Nietverbindung mit einer weiterentwickelten Blindniete, Fig. 6 einen Längsschnitt durch die weiterentwickelte Blindniete nach Fig. 5 mit einem eingesetzten Blindnietenzapfen, Fig. 7 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schraubverbindung mit einer Maschinen schraube und einer Mutter und Fig. 8 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Schraube für die Schraubverbindung nach Fig. 7.

Die Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht den Überlappungsbereich zweier zu verbindender Metallbleche l, 2 im Ausschnitt mit den für die Niet-oder Schraubverbindung benötigten Löchern 3,4, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, deren Durchmesser aber unterschiedliche Größen haben.

Die Fig. 2 zeigt eine Blindniete 5, deren Schaft 6 als Blindnietenhülse ausgebildet ist, die von einem

Blindnietenzapfen 12 durchsetzt ist und von oben in die Löcher 3,4 eingeschoben wird. Der Blindnietenzapfen 12 weist einen am offenen Ende der Blindnietenhülse anliegenden Zapfenkopf 13 auf, ferner eine Sollbruchstelle 14 sowie Kerben 15 zum Eingreifen einer nicht dargestellten Blindnietzange.

Die Verwendung von Blindnieten ist dann erforderlich, wenn die Unterseite 10 des unteren Metallblechs 1 nicht zugänglich ist, zum Beispiel beim Decken von Dächern oder Verkleiden von Hauswänden mit Metallblechen.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Nietverbindung mit einer weiterentwickelten Blindniete, deren Schaft 6 in einem der Materialstärke des zweiten Metallblechs 2 entsprechenden Bereich 11 unterhalb des Kopfes 7 einen vergrößerten Durchmesser aufweist. Dadurch liegt die in die Löcher 3,4 eingesetzte Niete 5 mit der Unterkante des durch den vergrößerten Durchmesser gebildeten Vorsprungs auf dem Rand des kleineren Loches 3 auf, das sich in dem unteren Metallblech 1 befindet, wie in Fig. 5 dargestellt ist.

Mit der Blindnietzange, die meistens mit Druckluft oder mit einem Akkumulator betrieben wird, wird der Blindnietenzapfen 12 durch die Hülse nach oben gezogen, wobei der Zapfenkopf 13 das untere, offene Ende der Hülse aufweitet. Der aufgeweitete Rand der Blindniethülse wird dabei von unten gegen den Rand des Loches 3 des unteren Metallblechs 1 gedrückt. Eine einstellbare Hubweg-bzw.

Druckbegrenzung der Blindnietzange oder eine genau

definierte Bruchkraft der Sollbruchstelle 14 gewährleisten eine sichere Gleitfähigkeit für die Parallelverschiebung der zusammengelegten Konstruktionselemente.

Das untere Metallblech 1 ist nun zwischen dem durch den vergrößerten Durchmesser der Blindnietenhülse gebildeten Vorsprung und dem aufgeweiteten Rand der Blindnietenhülse fest eingeklemmt, während das obere Metallblech 2 in dem verbliebenen Zwischenraum zwischen dem unteren Metallblech 1 und dem Kopf 7 der Niete 5 verschiebbar gelagert ist. Da der Durchmesser des Lochs 4 des oberen Metallblechs 2 größer ist als der Durchmesser der Blindnietenhülse, hat das obere Metallblech 2 reichlich Platz für Bewegungen zum Ausgleich der durch Temperaturänderungen auftretenden Ausdehnungen bzw.

Schrumpfungen der Metallbleche 1, 2 Die freie Beweglichkeit der Metallbleche 1, 2 gegeneinander ist nur dann gewährleistet, wenn die jeweils paarweise übereinander angeordneten Löcher 3,4 genau konzentrisch zueinander liegen. Um das zu erreichen, dient der erfindungsgemäße Stufenbohrer 16, der in Fig. 4 dargestellt ist. Dieser Stufenbohrer 16 weist drei Stufen auf, wobei die erste Stufe 17 einen Durchmesser von der Größe des Durchmessers des Loches 3 des ersten Metallblechs 1 und eine Länge a hat, die größer ist als die Summe der Materialstärken der beiden Metallbleche 1, 2. Die zweite Stufe 18 hat einen Durchmesser von der Größe des Durchmessers des Loches 4 des zweiten Metallblechs 2 und eine Länge b, die gleich

der Materialstärke des zweiten Metallblechs 2 ist oder geringfügig größer als diese. Die dritte Stufe 19 dient mit ihrer gegen die Spitze des Bohrers 16 gerichteten Fläche 20 als Tiefenanschlag und hat einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der zweiten Stufe 18.

Mit diesem Stufenbohrer 16 können sowohl in der Werkstatt als auch auf Baustellen ohne Messeinrichtungen beliebig viele paarweise genau konzentrisch zueinander angeordnete Löcher 3,4 gebohrt und vernietet bzw. verschraubt werden, ohne dass die Nachteile der bekannten Niet-oder Schraubverbindungen eintreten, wie Ausknöpfen oder Abscheren der Nieten bzw. Schrauben oder Verwerfungen einer aus vielen Einzelblechen zusammengesetzten Blechkonstruktion. Der Bohrer 16 kann mit seiner ersten Stufe 17 auch wie ein herkömmlicher Bohrer verwendet werden, um einfache Löcher mit entsprechendem Durchmesser zu bohren.

Die Figuren 7 und 8 zeigen, wie an Stelle der Nieten 5 auch Schrauben 21 mit Muttern 24 als Verbindungselemente dienen können.