Nietverbindungen: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 7. Oktober 2019, 10:00 Uhr

Allgemeines

Das Nieten gehört zum Festigkeitsverfahren Fügen nach DIN 8593-0, wobei der Formschluss durch Umformen erreicht wird. Nietverbindungen erfordern einen hohen maschinellen Aufwand bei erheblichen Personalkosten. Daher werden diese wenn möglich durch Schweißverbindungen abgelöst, wie z.B. beim Druckbehälterbau. Eine Sonderstellung haben Nietverbindungen im Flugzeugbau und Leichtbau, hier werden hoch automatisierte Nietverfahren praktiziert. Es gibt warm- und kaltgefügte Nieten. Warmnietung bei Stahlnieten ab Ø 10 mm. Diese werden in hellrotem Zustand geschlagen oder gepresst. Kaltvernietung bis Ø 8 mm sowie Niete aus Kupfer, Aluminium und deren Legierungen werden in kaltem Zustand bearbeitet. Durch das Stauchen des Nietschaftes in Achsrichtung füllt dieser das Nietloch vollständig aus und wird so radial gegen die Lochwandung gepresst. Nietverbindungen sind nicht lösbare Verbindungen, welche nur durch Beschädigung oder Zerstörung der gefügten Teile gelöst werden können.

Anwendungsbeispiele

1. A-380 Struktur
2. Eifelturm
3. Brückenbau
4. Trommelbremse

Vor- und Nachteile einer Nietverbindung

Vorteile:

Keine ungünstigen Werkstoffbeeinflussungen (Gefügeumwandlung beim Schweißen)
Kein verziehen der Bauteile
Ungleichartige Werkstoffe lassen sich verbinden
Nietverbindungen sind leicht und sicher kontrollierbar und zu Not auch lösbar
Nietverbindungen versagen nicht bei Überlastung schlagartig
Blindnietsysteme sind sehr schnell und günstig herstellbar

Nachteile:

Bauteile werden durch die Bohrungen geschwächt
Es resultieren dadurch größere Querschnitte und ein höheres Gewicht
Stumpfstöße lassen sich nicht ausführen
Bauteile müssen überlappt oder mit Laschen verbunden sein
In der Fertigung kostenintensiver als das Schweißen

Nietarten und Formen

1. Blindniet
2. Halbrundniet
3. Hohlniet
4. Rohrniet
5. Senkniet
6. Schraubniet
7. Senkschraubniet
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8. Schließringbolzen
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9. Schließringbolzen Bestimmung
10. Diverse Nietarten und Formen

Nietverfahren

Blindniete werden durch das Herranziehen der Kugel am Sollbruchdorn zum Stauchen gebracht. ( siehe Bild oben )

Halbrundniete werden durch Stauchen eines bolzenförmigen Hilfsfügeteiles hergestellt.

Hohlnieten durch Umlegen überstehender Teile eines Hohlnietes.

Zapfennieten durch Stauchen des zapfenförmigen Endes an einem der beiden Fügeteile.

Hohlzapfennieten durch Umlegen überstehender Teile des hohlzapfenförmigen Endes an einem der beiden Fügeteile.

Schließringbolzen durch Einpressen des Schließringes in die Nuten des Bolzens und das Abreißen des Zugteils erfolgt ( immer ) durch das Einziehgerät.

Verbindungsart und Verwendung

Feste Verbindungen (Kraftverbindungen) kommen im Stahlbau, Kranbau und Brückenbau zum Tragen.

Feste und dichte Verbindungen im Kesselbau und Druckbehälterbau.

Vorwiegend dichte Verbindungen im Behälterbau.

Haftverbindungen (Heftnietung) werden für Blechverkleidungen im Karosserie, Waggon und Flugzeugbau verwendet.

Werkstoffe

Da der Befestigungsvorgang der Nietverbindungen mit einer Verformung der Niete verbunden ist, kommen nur duktile Werkstoffe in Frage, wie z.B. Stahl USt 36 ( S235 JRG1 ), Kupfer, Messing, Aluminiumlegierungen. Grundsätzlich sollte das Niet aus dem selben oder aus einem gleichartigen Werkstoff bestehen um elektrochemische Korrosion zu vermeiden.

Werkzeuge

Vorhalteeisen
Pneumatikpopzug
Popnietzange
Niethammer
Nietquetsche
Einsätze
Nietzange
Döpper
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Schließringbolzen Einzieher
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Schließringbolzen Abzieher
Nietlehre
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Schließringbolzen Lehre

Herstellung einer Verbindung

Halbrundniete sind formbare Nieten, bei denen der Schließkopf des Nietes durch das Stauchen des Nietschaftes gebildet wird. Durch das Verformen des Nietschaftes wird dieser in der gesamten Länge gestaucht und füllt so die Nietbohrung. Der aus der Struktur herausragende Nietschaft wird dabei zum Schließkopf geformt.Während der Verformung des Nietschaftes entsteht eine Kaltverfestigung im Nietwerkstoff und der Werkstoff versprödet. Aus diesem Grunde soll die Verformung des Schließkopfes mit möglichst wenig Schlägen erreicht werden.

1. Vorgang beim Umformen von Nieten
2. Quetschen eines Halbrundnietes
3. Nietenschiessen

Beurteilung von Nieten

Prüfen des Nietschaftüberstandes und der Schließringstauchung

Für die Prüfung des Nietschaftüberstandes und der Schließringstauchung sind Prüflehren zu verwenden. Diese Prüflehren werden auf der Schließringseite aufgesetzt, dadurch ist eine Prüfung des Nietschaftüberstandes und/oder der Schließringverformung möglich. Die Handhabung der Lehren ist je nach Lehrentyp unterschiedlich. Es wird jedoch immer der maximale und der minimale Nietschaftüberstand zur Scheibenoberfläche geprüft.

Prüfvorgaben für Halbrundniete
Touch Go: Bei Berührung Gut
Touch No Go: Bei Berührung nicht Gut

Entfernen von beanstandeten Nieten

Beim Entfernen von beanstandeten Nieten ist darauf zu achten, daß die Nietlöcher nicht beschädigt werden. Die Niete sind möglichst von der Setzkopfseite her zu entfernen. In dem unteren Bild sind mögliche Nietfehler ( Beschädigungen ) dargestellt und in den anderen die richtige vorgehensweise beim entfernen solcher.

Arbeitsschritte:

1. Nietkopf zentrisch ankörnen ( bei dünnen Blechen muß beim Ankörnen gegengehalten werden ).

2. Anbohren bis auf Setzkopftiefe mit einem Bohrer, der um 0,2 mm kleiner ist als der Nietnenndurchmesser. Im Bedarfsfall darf auch tiefer gebohrt werden ( abhängig von der Klemmlänge ).

3. Nietkopf mit einem Splinttreiber durch leichtes Verkanten abbrechen.

4. Nietschaft mit einem Durchschlag, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Nietschaftdurchmesser ist, austreiben. Dünne Bleche und nicht abgestützte Bauteile sind beim Austreiben abzustützen.

Mögliche Nietfehler
1. und 2. Arbeitsschritt
3. Arbeitsschritt
4. Arbeitsschritt

Korrosionsschutz

Spaltkorrosion entsteht in engen Spalten ( 0,05…0,4 ) sowie an Überlappungs- und Verbindungsstellen. Diese wird verursacht durch Feuchtigkeit innerhalb des Spaltes. Schwitzwasserkorrosion entsteht durch Kondensation von Wasser. Konstruktionsregel: Unvermeidbare Hohlräume und Hohlprofile verschließen und so "Wassersäcke" vermeiden. Kontaktkorrosion tritt durch Verbund von Metallen mit unterschiedlichem Potenzial bei Einwirkung eines geeigneten Elektrolyten (Feuchtigkeit) auf. Als mögliche Schutzmaßnahmen bei Spalt- und Kontaktkorrosion dienen Gesamtanstriche.

Arbeits- und Gesundheitsschutz

Drucklufthämmer dürfen nie ohne Rückholfeder benutzt und nur betätigt werden, wenn sie auf dem Niet aufliegen.
Beim Nieten und gegenhalten in Hohlräumen schalldichte Ohrenklappen tragen.
Bevor man den Abzug des Niethammers betätigt ist darauf zuachten, dass der Partner mit dem Gegenhalter gegen das Niet hält.
An schwer zugänglichen Stellen Gegenhalter durch Schnur oder Riemen mit dem Handgelenk verbinden.
Schwingungsarme Nietwerkzeuge sind bevorzugt einzusetzen.
Zur Lärmreduzierung zunächst versuchen Nietquetsche zu verwenden, anderenfalls schweren Gegenhalter oder stark eingestellten Niethammer benutzen.

Wiederholungsfragen

1. Wodurch wird der Formschluss beim Nieten erreicht?

2. Vergleiche Niet- und Schweißverbindungen hinsichtlich Kosten, Arbeitsaufwand etc.

3. Welche Nietarten kennen Sie? Nennen Sie mindestens 3 !

4. Welche Werkstoffeigenschaft ist für Nietverbindungen erforderlich?

5. Wie werden Halbrundniete entfernt?

6. Was sind die Gründe für Korrosion an Nietverbindungen? Nennen Sie bitte mindestens 2 Gründe!

7. Nennen Sie mindestens 2 Maßnahmen zum Thema Arbeits- und Gesundheitsschutz beim Nieten.

8. Nennen Sie mindestens 2 Anwendungsbereiche wo Nietverbindungen vorteilhaft sind!

9. Wie sollten Nietverbindungen nach Möglichkeit beansprucht werden?

Hier geht's zur Lösung!

Formeln

Rohnietdurchmesser

In Abhängigkeit von der kleinsten zu verbindenden Blechdicke "t" wird im Stahlbau der Rohnietdurchmesser d₁ auch nach der Gebrauchsformel gewählt:

RM-FS 7.1 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59)

Rohnietlänge

Der Rohniet muss so lang sein, dass genügend Werkstoff zum Füllen des Nietloches und Schließkopfes vorhanden ist. Im einfachsten Fall ergibt sich die Rohnietlänge l aus der Summe aller Blechstärken zuzüglich des zur Kopfbildung Nietschaftüberstandes l_ü:

RM-FS 7.2 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59)

Abscherspannung

Für die Nachprüfung einer gegebenen Nietverbindung ist zu kontrollieren, ob die berechnete Abscherspannung τ_a kleiner als die zulässige Spannung τ_{a zul} ist:

RM-FS 7.3 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59)

n = Nietzahl
m = Schnittigkeit
A = Schnittfläche

Zulässige Abscherspannungen gemäß Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59

Lochleibungsdruck

Aus der Flächenpressung folgt für den Lochleibungsdruck σ_l eines Nietes folgende Gleichung:

Erforderliche Nietzahl

Nietanzahl aufgrund der zulässigen Abscherspannung

Erforderliche Nietzahl aufgrund des zulässigen Lochleibungsdrucks

Übungsaufgaben

Rechenaufgaben:

1. Nietwerkstoff: S235JR

a) Kraft, die den Niet durch Abscherung zerstören würde.

b) zulässige Scherbeanspruchung bei üblicher, d. h. 1,7-facher Sicherheit.

2. Es sollen zwei Bleche miteinander vernietet werden, auf die eine Zugkraft von 28 kN wirkt. Der Werkstoff ist aus S235.

a) Bestimmen Sie überschlägig Nietdurchmesser und Nietlänge anhand des Tabellenbuches. Die Auslegung soll nach den Richtwerten für Kranbau ermittelt werden.

b) Berechnen Sie anschließend zum Vergleich den Nietdurchmesser und die Nietlänge rechnerisch.

c) Ermitteln Sie laut Tabellen Buch T_azul nach Lastfall H für eine einschnittige Verbindung.

d) Berechnen Sie die benötigte Nietanzahl.

e) Dimensionieren Sie das erforderliche Nietbild.

Hier geht's zu den Lösungen!

Quellen

Dieses sind die Werke welche als Vorlage gedient haben.

Tabellenbuch Metall, 43. Auflage. Europa Verlag, ISBN 3-8085-1673-9, €21,50
Roloff/Matek: Maschinenelemente-Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007, ISBN 3-834-80262-X, €36,90.
Roloff/Matek: Maschinenelemente-Formelsammlung, Vieweg Verlag, 8. Aufl. 2006. ISBN 3-834-80119-4, €20,90.
Allgemeine Internetnutzung, wie z.B. wikipedia

Weblinks

Nietverbindungen: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 7. Oktober 2019, 10:00 Uhr

Inhaltsverzeichnis

Allgemeines

Anwendungsbeispiele

Vor- und Nachteile einer Nietverbindung

Nietarten und Formen

Nietverfahren

Verbindungsart und Verwendung

Werkstoffe

Werkzeuge

Herstellung einer Verbindung

Beurteilung von Nieten

Entfernen von beanstandeten Nieten

Korrosionsschutz

Arbeits- und Gesundheitsschutz

Wiederholungsfragen

Formeln

Rohnietdurchmesser

Rohnietlänge

Abscherspannung

Lochleibungsdruck

Erforderliche Nietzahl

Übungsaufgaben

Quellen

Weblinks

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-''Dieser [[Artikel neu anlegen| Artikel]] wird z.Z. bearbeitet von --[[Benutzer:D.Vagt|D.Vagt]] 10:47, 5. Nov 2005 (CET)
-<br>''Fertigstellung bald&#8482;''
-[[Bild:Baustelle.gif]]
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-[[Bild:Nietverbindung1.jpg|thumb|Viaduktträger Abb.1.1.]]
-== Einführung und Umgang mit diesem Artikel ==
-Dieser Artikel entsteht im zusammenhang der Techniker Ausbildung an der BBS-Winsen...(Verlinkung)
-Umgang mit diesem Artikel und den Übungsaufgaben...(Vorgehensweise und Lernziele/Abgrenzung/Erwartung)
 == Allgemeines ==
-=== Was ist eine Nietverbindung? ===
+Das Nieten gehört zum Festigkeitsverfahren Fügen nach DIN 8593-0, wobei der Formschluss durch Umformen erreicht wird. Nietverbindungen erfordern einen hohen maschinellen Aufwand bei erheblichen Personalkosten. Daher werden diese wenn möglich durch Schweißverbindungen abgelöst, wie z.B. beim Druckbehälterbau. Eine Sonderstellung haben Nietverbindungen im Flugzeugbau und Leichtbau, hier werden hoch automatisierte Nietverfahren praktiziert. Es gibt warm- und kaltgefügte Nieten. Warmnietung bei Stahlnieten ab Ø 10 mm. Diese werden in hellrotem Zustand geschlagen oder gepresst. Kaltvernietung bis Ø 8 mm sowie Niete aus Kupfer, Aluminium und deren Legierungen werden in kaltem Zustand bearbeitet. Durch das Stauchen des Nietschaftes in Achsrichtung füllt dieser das Nietloch vollständig aus und wird so radial gegen die Lochwandung gepresst. Nietverbindungen sind nicht lösbare Verbindungen, welche nur durch Beschädigung oder Zerstörung der gefügten Teile gelöst werden können.
-Nieten ist ein [[Fügen]] ([[DIN]] 8593-0) durch [http://de.wikipedia.org/wiki/Umformen Umformen]([[DIN]] 8580) eines Verbindungselements, wobei eine i.allg.(<-[[Abkürzungen| Abkürzung]]) unlösbare und zumindest bei hoher Belastung formschlüssige tragende Verbindung entsteht...
-Hinsichtlich der Verwendung, Berechnung und Ausführung unterscheidet man die Nietverbindung in:
+== Anwendungsbeispiele ==
-* "Feste Verbindung" im Stahlhochbau, Kranbau und Brückenbau bei Trägerschlüssen und Knotenpunkten.
+<gallery>
-* "Feste und dichte Verbindung" im Kessel- und Druckbehälterbau.
+Bild:A-380_Struktur-1.JPG|1. A-380 Struktur
-* "Vorwiegend dichte Verbindungen" im Behälterbau bei Silos und Rohrleitungen.
+Bild:Eifelturm 3.jpg|2. Eifelturm
-* "Haftverbindungen" für [[Blech]]verkleidungen im Karosserie-, Waggon und Flugzeugbau.
+Bild:1926_Brückenbau.jpg|3. Brückenbau
+Bild:Brems08.jpg|4. Trommelbremse
+</gallery>
+== Vor- und Nachteile einer Nietverbindung ==
+<u>Vorteile:</u>
+*Keine ungünstigen Werkstoffbeeinflussungen (Gefügeumwandlung beim Schweißen)
+*Kein verziehen der Bauteile
+*Ungleichartige Werkstoffe lassen sich verbinden
+*Nietverbindungen sind leicht und sicher kontrollierbar und zu Not auch lösbar
+*Nietverbindungen versagen nicht bei Überlastung schlagartig
+*Blindnietsysteme sind sehr schnell und günstig herstellbar
+<u>Nachteile:</u>
+*Bauteile werden durch die Bohrungen geschwächt
+*Es resultieren dadurch größere Querschnitte und ein höheres Gewicht
+*Stumpfstöße lassen sich nicht ausführen
+*Bauteile müssen überlappt oder mit Laschen verbunden sein
+*In der Fertigung kostenintensiver als das Schweißen
-==== Vor- und Nachteile ====
+== Nietarten und Formen ==
+<gallery>
+Bild:Blindniete_210.jpg|1. Blindniet
+Bild:halbrundniete.jpg|2. Halbrundniet
+Bild:Hohlnieten_2.jpg|3. Hohlniet
+Bild:Rohrniete.jpg|4. Rohrniet
+Bild:Senkniet.JPG|5. Senkniet
+Bild:Schraubniet.JPG|6. Schraubniet
+Bild:Senkschraubniet.JPG|7. Senkschraubniet
+Bild:Schließringbolzen-1.JPG|8. Schließringbolzen
+Bild:Schließringbolzen_bestimmung.jpg|9. Schließringbolzen Bestimmung
+Bild:Nietarten_und_Formen.JPG|10. Diverse Nietarten und Formen
+</gallery>
-Nieten bietet gegenüber Schrauben den Vorteil, dass in keines der Bauteile ein Gewinde eingebracht werden muss. Der Nachteil jedoch ist, dass die Verbindung nicht zerstörungsfrei zu lösen ist. Dieser "Nachteil" ist jedoch in einigen Bereichen der wichtigste Vorteil dieser Fügetechnik, eben dort wo es auf unlösbare Verbindungen ankommt. Hierzu gehört unter anderem der Flugzeugbau, bei dem Nietverbindungen die wesentliche Grundlage der Strukturbauteile darstellen. Die Oberfläche der zu fügenden Teile stellen sich bei einer Vernietung besser dar, was dazu führt das ein besseres [http://de.wikipedia.org/wiki/Strömung Strömungsverhalten] auftritt. Im Gegensatz zu [[Schraubenverbindungen]], welche durch komplexe Messungen (Drehmoment u. ä.) überprüft werden müssten, ist eine kraftschlüssige Nietverbindung optisch und ohne Messaufwand an dem geformten Schließkopf zu erkennen. Bei Warmnieten schrumpft der Niet zusammen und presst die [[Fügen| gefügten]] Teile zusammen. Beim schrumpfen wird der Nietschaft erheblich gespannt und auf Zug beansprucht.
+== Nietverfahren ==
-{| width="40%" {{}}
+*Blindniete werden durch das Herranziehen der Kugel am Sollbruchdorn zum Stauchen gebracht. ( siehe Bild oben )
-|-
- !colspan="2" style="background-color:#ffdead;" | '''Wissenstandsabfrage 1: '''
+*Halbrundniete werden durch Stauchen eines bolzenförmigen Hilfsfügeteiles hergestellt.
-'''Welche Art von Nietverbindungen kann man unterscheiden?'''
+*Hohlnieten durch Umlegen überstehender Teile eines Hohlnietes.
-[[Nietverbindungen_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_1|Lösung 1]]
-|-
-|}
+*Zapfennieten durch Stauchen des zapfenförmigen Endes an einem der beiden Fügeteile.
+*Hohlzapfennieten durch Umlegen überstehender Teile des hohlzapfenförmigen Endes an einem der beiden Fügeteile.
+*Schließringbolzen durch Einpressen des Schließringes in die Nuten des Bolzens und das Abreißen des Zugteils erfolgt ( immer ) durch das Einziehgerät.
+== Verbindungsart und Verwendung ==
+*Feste Verbindungen (Kraftverbindungen) kommen im Stahlbau, Kranbau und Brückenbau zum Tragen.
+*Feste und dichte Verbindungen im Kesselbau und Druckbehälterbau.
+*Vorwiegend dichte Verbindungen im Behälterbau.
+*Haftverbindungen (Heftnietung) werden für Blechverkleidungen im Karosserie, Waggon und Flugzeugbau verwendet.
+== Werkstoffe ==
+Da der Befestigungsvorgang der Nietverbindungen mit einer Verformung der Niete verbunden ist, kommen nur duktile Werkstoffe in Frage, wie z.B. Stahl USt 36 ( S235 JRG1 ), Kupfer, Messing, Aluminiumlegierungen. Grundsätzlich sollte das Niet aus dem selben oder aus einem gleichartigen Werkstoff bestehen um elektrochemische Korrosion zu vermeiden.
+== Werkzeuge ==
+<gallery>
+Bild:Vorhalteeisen.jpg|Vorhalteeisen
+Bild:Pneumatikpopzug.jpg|Pneumatikpopzug
+Bild:Popnietzange.jpg|Popnietzange
+Bild:Niethammer.jpg|Niethammer
+Bild:Nietquetsche_gross.jpg|Nietquetsche
+Bild:Einsätze.jpg|Einsätze
+Bild:Nietzange.jpg|Nietzange
+Bild:Döpper.jpg|Döpper
+Bild:Schließringbolzen_Einzieher-2.JPG|Schließringbolzen Einzieher
+Bild:Schließringbolzen Abzieher.JPG|Schließringbolzen Abzieher
+Bild:Nietlehre.JPG|Nietlehre
+Bild:Schließringbolzen_Lehre-1.JPG|Schließringbolzen Lehre
+</gallery>
+== Herstellung einer Verbindung ==
-{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
+Halbrundniete sind formbare Nieten, bei denen der Schließkopf des Nietes durch das Stauchen des Nietschaftes gebildet wird. Durch das Verformen des Nietschaftes wird dieser in der gesamten Länge gestaucht und füllt so die Nietbohrung. Der aus der Struktur herausragende Nietschaft wird dabei zum Schließkopf geformt.Während der Verformung des Nietschaftes entsteht eine Kaltverfestigung im Nietwerkstoff und der Werkstoff versprödet. Aus diesem Grunde soll die Verformung des Schließkopfes mit möglichst wenig Schlägen erreicht werden.
-== Bauarten/Nietform ==
-[[Bild:Niet12.JPG]]
-''Abb.1.2.''
- - Halbrundniet                    DIN 124 ([[Stahlbau]])bzw. DIN 660 ([[Fahrzeugbau]]).
- - Senkniet                        DIN 302 (Stahlbau)bzw. DIN 661 (Fahrzeugbau).
- - Linsenniet                      DIN 662.
- - Flachrundniet                   DIN 674.
- - Flachsenkniet (Riemenniet)      DIN 675.
- - Halbholniet mit Flachrundkopf   DIN 6791.
- - Halbholniet mit Senkkopf        DIN 6792.
- - Blindeinnietmutter              DIN/ ISO 90402.
- - Hohlniet (zweiteilig)           DIN 7331
-  - Hohlniet (einteilig)           DIN 7339
- - Blindniet (mit Sollbruchstelle) DIN 7337
- - Rohrniet                        DIN 7340
- - Nietstift                       DIN 7341
- Siehe auch[[Nietverbindungen#Normung| Normung]] am Ende dieses Artikels.
 <gallery>
-Bild:Blindniet.JPG|''' Blindniet: '''  ''Abb.1.3.''
+Bild:Nietskizzen.jpg|1. Vorgang beim Umformen von Nieten
-Bild:Blindeinnietmuttern.JPG|'''Eine Sonderform stellt die Blindeinnietmutter (DIN / ISO:90402) dar:'''  ''Abb.1.4.''
+Bild:Niete-1.jpg|2. Quetschen eines Halbrundnietes
-Bild:Nietauswahl.jpg|'''Sammelsurium von Nietformen:'''  ''Abb.1.5.''
+Bild:Nietenschiessen.jpg|3. Nietenschiessen
 </gallery>
+== Beurteilung von Nieten ==
+<u>Prüfen des Nietschaftüberstandes und der Schließringstauchung</u>
-{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
+Für die Prüfung des Nietschaftüberstandes und der Schließringstauchung sind Prüflehren zu verwenden. Diese Prüflehren werden auf der Schließringseite aufgesetzt, dadurch ist eine Prüfung des Nietschaftüberstandes und/oder der Schließringverformung möglich. Die Handhabung der Lehren ist je nach Lehrentyp unterschiedlich. Es wird jedoch immer der maximale und der minimale Nietschaftüberstand zur Scheibenoberfläche geprüft.
-----
-=== Werkzeuge ===
 <gallery>
-Bild:Setzkopf.jpg|'''Unterschiedliche Setzkopfsetzer mit Gegenhalter'''''Abb.1.6.''
+Bild:Schliesskopfabmessungen.jpg|Prüfvorgaben für Halbrundniete
-Bild:Setzkopf2.1.jpg|'''Setzkopfsetzer mit Gegenhalter'''''Abb.1.7.''
+Bild:Nietlehre-Touch-Go.JPG|Touch Go: Bei Berührung Gut
-Bild:Einniet1.jpg|'''Einnietwerkzeug zur Befestigung von Blindeinnietmuttern (DIN / ISO: 90402)'''''Abb.1.8.''
+Bild:Nietlehre-Touch-No-Go.JPG|Touch No Go: Bei Berührung nicht Gut
-Bild:Einniet2.jpg|''Abb.1.9''
-Bild:Einniet3.jpg|'''Blindeinniet Betätigungswerkzeug zum einbringen der Blindeinnietmutter in einem begrenzten Arbeitsraum Bsp. vertiefte Stellen in einem Kfz.'''''Abb.2.''
-Bild:Popnietzange.jpg|'''Popnietzange, sehr gut zu sehen die unterschiedlichen Einsätze für die Popniete'''''Abb.2.1.''
 </gallery>
+== Entfernen von beanstandeten Nieten ==
+Beim Entfernen von beanstandeten Nieten ist darauf zu achten, daß die Nietlöcher nicht beschädigt werden. Die Niete sind möglichst von der Setzkopfseite her zu entfernen. In dem unteren Bild sind mögliche Nietfehler ( Beschädigungen ) dargestellt und in den anderen die richtige vorgehensweise beim entfernen solcher.
+<u>Arbeitsschritte:</u>
+. Nietkopf zentrisch ankörnen ( bei dünnen Blechen muß beim Ankörnen gegengehalten werden ).
+. Anbohren bis auf Setzkopftiefe mit einem Bohrer, der um 0,2 mm kleiner ist als der Nietnenndurchmesser. Im Bedarfsfall darf auch tiefer gebohrt werden ( abhängig von der Klemmlänge ).
+. Nietkopf mit einem Splinttreiber durch leichtes Verkanten abbrechen.
+. Nietschaft mit einem Durchschlag, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Nietschaftdurchmesser ist, austreiben. Dünne Bleche und nicht abgestützte Bauteile sind beim Austreiben abzustützen.
-{| width="40%" {{}}
-|-
- !colspan="2" style="background-color:#ffdead;" | '''Wissenstandsabfrage 2: '''
-'''Nenne drei Werkzeuge zum Verarbeiten von Nieten'''
-[[Nietverbindungen_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_2|Lösung 2]]
-|-
-|}
-{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
-== Einsatzgebiet ==
-=== Anwendung ===
-Definition:
-Die Nietverbindung ist eine [[formschlüssige Verbindung]] zweier oder mehrer Bauteile durch ein [http://de.wikipedia.org/wiki/Plastizität plastisch] verformtes, zylindrisches Verbindungselement. Durch diese Bauteile wird der Niet hindurch geschoben, so dass der eigentliche Niet über diese Bauteile hinaus steht. Anschließend wird das überstehende Ende des Niets durch Bearbeiten mit dem Hammer zu einem Kopf (dem so genannten Schließkopf) geformt, der die Bauteile sicher verbindet. Der dem Schließkopf gegenüber liegende Teil des Nietes heißt Setzkopf, der Teil dazwischen Nietschaft.
-Ausnahmen gab es früher bei geschlossenen Bauteilen, hier wurden Sprengnieten verwenden. Diese besaßen im Bereich des Setzkopfes eine [[Treibladung]]. Die durch Einbringung von Wärme gezündet wurde.
-Des Weiteren gibt es Blindnieten (Popnieten), die Mechanisch oder Pneumatisch Gesetzt werden.
-Zum Schließen der Niete gibt es auch spezielles Werkzeug, den sog. Döpper (Pneumatikhammer der eine stetige Rotatorische Bewegung ausführt) und Werkzeugen wie z.B. "Nietenzange" oder pneumatisch betriebenem [http://www.furka-bergstrecke.ch/chur_bilder/woche0423/rauchkammer_nieten_04l.jpg "Niethammer"] und dem "Gegenhalter".
-{| width="40%" {{}}
-|-
- !colspan="2" style="background-color:#ffdead;" | '''Wissenstandsabfrage 3: '''
-'''Welche Verbindungsarten außer formschlüssig gibt es noch? '''
-[[Nietverbindungen_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_3|Lösung 3]]
-|-
-|}
-=== Verwendung ===
-Im [http://de.wikipedia.org/wiki/Flugzeugbau Flugzeugbau] bzw. [http://de.wikipedia.org/wiki/Leichtbau Leichtbau] finden Nieten heute noch eine große Verwendung.
-Oft zu sehen sind sie an Brücken und am [http://de.wikipedia.org/wiki/Viadukt Viadukt]
-{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
-== Hersteller ==
-=== Lieferanten ===
-[http://www.kat-de.peco-germany.com/ni/ni-sp/ni-sp-01/ni-sp-01.html Plastik Spreizniet]
-[http://www.miederhoff.de/de/core.php?mod=products&step=list&cat=05&seite=1  Hersteller Miederhoff]
-Hier findet man eine Herstellersuchmaschine:
-[http://www.herstellerseite.de/stage/ Herstellersuchmaschine]
-==== Kosten ====
-Ein Kostenverhältnis zwischen einem Niet und einer Schraube ist nicht Ratsam, da es sich um unterschiedliche Verbindungselemente handelt. Wenn man es so weit reduziert, das man sagt man möchte nur einmal etwas miteinander Verbinden, ohne es später ein mal wieder zu lösen und die geforderte Beanspruchung gleich ist, so kann man eine Aussage zum Verhältnis treffen. Nur unter diesen [[Bedingung]]en ist ein Niet bei gleich bleibendem Material billiger. Vom Arbeitsaufwand aber in solcher Situation höher als im Verhältnis zu einer Schweißnaht. Siehe u.a. [[Schweißverbindungen]]
-== Dimensionierung ==
-[[Bild:NietBez..jpg]]
-''Abb.2.2.''
-'''Niet- und Nietlochdurchmesser'''
-In [[Abhängigkeit]] von der kleinsten zu verbindenden Blechdicke "t" wird im Stahlbau der
-Rohrnietdurchmesser auch nach der Gebrauchsformel gewählt:
-[[Bild:Formel1.jpg]]
-'''Nietlänge'''
-Der Rohniet muss so lang sein, dass genügend Werkstoff zum füllen des Nietloches und Schließkopfes vorhanden ist. Bei üblichem Lochdurchmesser ergibt sich die Rohnietlänge aus:
-[[Bild:Formel2.jpg]]
-''Lü'' Überstand; man wählt bei einem Schließkopf als:
- - Halbrundkopf: Bei Maschinennietung [[Bild:Formel3.jpg]]
-                 bei Handnietung      [[Bild:Formel4.jpg]]
- - Senkkopf    :                      [[Bild:Formel5.jpg]]
- ''siehe Abb.2.2.''
-Je größer die Klemmlänge, umso größer ist der Überstand [[Bild:Formel6.jpg]] zu wählen bzw. das [http://www.bauwerk-verlag.de/baulexikon/index.shtml?LOCHSPIEL.HTM Lochspiel] zu verkleinern, um damit das größere Lochvolumen auszufüllen.
-=== Auslegung ===
-Bei Warmnieten schrumpft der Niet zusammen und presst die gefügten Teile zusammen. Beim schrumpfen wird der Nietschaft erheblich gespannt und auf Zug beansprucht. Da die Schrumpfspannung der Nietlänge [http://www.wissen.de/xt/default.do?MENUNAME=Suche&SEARCHTYPE=topic&query=Proportional proportional] ist, soll die Klemmlänge [[Bild:Formel.jpg]]  sein. Wo Stahlniete mit d1 > 10 mm verwendet werden, muss man i. allg. vor dem Nieten auf Hellrotglut erwärmt werden. Kleiner Stahlniet sowie Leichtmetall-, Messing- und Kupferniete werden Kaltgehschlagen.
-=== Berechnung ===
-==== Tragfähigkeit der Niete ====
-Schwieriger als bei ebenen Flächen sind die Pressungsverhältnisse an der Oberfläche eines Lagerzapfens, eines Bolzen oder eines Nietes.
-Die Flächenpressung ist in Belastungsrichtung am größten  (''p'' <sub>''max''</sub>) und nimmt nach den Seiten hin bis auf Null ab. Der Maximalwert  ''p'' <sub>''max''</sub>  müsste eingesetzt werden, wenn z.B. für ein [[Gleitlager]] die erforderliche Lagerlänge  ''l''  bestimmt werden soll. Beziehungen zur Berechnung von  ''p'' <sub>''max''</sub>  hat  ''Hertz'' aufgesellt (Hertzsche Gleichung). Diese Gleichungen sind nicht einfach aufgebaut. Deshalb arbeitet man bei der Berechnung von [[Gleitlager]]abmessungen sowie Niet- oder Bolzenverbindungen nicht mit den ''Hertzschen'' Gleichung, sondern rechnet mit einem [[Mittelwert]] ''p'' der <u>Flächenpressung</u>. Dazu denkt man sich die [[Kraft]] ''F'' gleichmäßig über die projizierte Fläche ''A <sub>proj</sub>'' des Zapfen, Bolzen oder Niet verteilt. [[Bild:Aproj.JPG]]''Abb.2.3.''
-Die Flächenpressung (siehe [[Tabellenbuch| TAB]] S.45) am Nietschaft wird ''<u>Lochleibungsdruck</u>'' Lochleibungsdruck &sigma;<sub>l</sub> genannt. Er ist abhängig von der aufzunehmenden Kraft ''F'', von der projizierten Schaftfläche ''A <sub>proj</sub> = d<sub>1</sub>s'' eines Nietes.
-[[Bild:Flächenpressung.jpg]]''Abb.2.4.''
-<table border = 2 cellpadding = 2>
-<tr><td>[[Bild:Aproj1.jpg|thumb|zum vergrößern klicken ''Abb.2.5.'']]</td>
-</table>
-<u>'''Berechnungsbeispiel'''</u>
-[[Bild:751.jpg]] ''Abb.2.6.''
-Aufgabe:
-Die einschnittige Nietverbindung hat mit zwei Nieten eine Zugkraft  ''F= 30 kN '' aufzunehmen.
-'''Gesucht:'''
-<table border = 2 cellpadding = 2>
-<tr><td>a) der Nietdurchmesser  ''d<sub>1</sub> ''  des geschlagenen Nietes (=Lochdurchmesser), wenn eine zulässige Abscherspannung von 140 N/mm<sup>2</sup> vorgeschrieben ist.
-b) der vorhandene Lochleibungsdruck  ''s ''= 8 mm
-c) die Breite  ''b '' der Flachstähle(ohne Berücksichtigung des Außermittigen Kraftangriff), wenn die Zulässige Spannung 140 N/mm<sup>2</sup> eingehalten werden muss.
-</td>
-</table>
-{| width="40%" {{}}
-|-
- !colspan="2" style="background-color:#ffdead;" | '''Lösung: '''
-'''Zu a); b) und c) '''
-[[Nietverbindungen_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_4|Lösung ]]
-|-
-|}
-{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
-===== Sicherheit =====
-=== Werkstoff ===
-Bei den Werkstoffen besitzt man die freie Wahl, es gibt fast alle Nietformen in fast allen Materialien die man benötigt. Hier beginnt die [[Bandbreite]] vom [http://de.wikipedia.org/wiki/Aluminium Aluminium] über [http://de.wikipedia.org/wiki/Kunststoff Kunststoff] bis hin zum Niet aus [http://de.wikipedia.org/wiki/Vanadium Vanadium]/-[[Legierung]]en bzw. bei Bedarf mit einem Oberflächenschutz.
-Zu achten ist immer auf die Festigkeitswerte, des zu verwendenden Materials. Ein weiteres Augenmerk sollte in Hinblick auf das [http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrochemische_Spannungsreihe Elektrochemische Spannungsreihe]/diagramm erfolgen um eine Zerstörung zu vermeiden. Gleiche Werkstoffwahl führt auch zu einer gleichmäßigen Wärmeausdehnung.
-==== Masse ====
-== Normung ==
-[[Bild:SammlungDIN.jpg|thumb|[[DIN Übersicht Abb.2.8.]]]]
-Kleine Übersicht der [[DIN]] Normung Niet. Zum Vergrößern auf das Bild klicken
+<gallery>
+Bild:Nietfehler.JPG|Mögliche Nietfehler
+Bild:Entfernen_eines_Nietes_1-1.jpg|1. und 2. Arbeitsschritt
+Bild:Entfernen_eines_Nietes_2-1.JPG|3. Arbeitsschritt
+Bild:Entfernen_eines_Nietes_3-1.JPG|4. Arbeitsschritt
+</gallery>
+== Korrosionsschutz ==
+Spaltkorrosion entsteht in engen Spalten ( 0,05…0,4 ) sowie an Überlappungs- und Verbindungsstellen. Diese wird verursacht durch Feuchtigkeit innerhalb des Spaltes.
+Schwitzwasserkorrosion entsteht durch Kondensation von Wasser.
+'''Konstruktionsregel: Unvermeidbare Hohlräume und Hohlprofile verschließen und so "Wassersäcke" vermeiden'''. Kontaktkorrosion tritt durch Verbund von Metallen mit unterschiedlichem Potenzial bei Einwirkung eines geeigneten Elektrolyten (Feuchtigkeit) auf.
+Als mögliche Schutzmaßnahmen bei Spalt- und Kontaktkorrosion dienen Gesamtanstriche.
+== Arbeits- und Gesundheitsschutz ==
+*Drucklufthämmer dürfen nie ohne Rückholfeder benutzt und nur betätigt werden, wenn sie auf dem Niet aufliegen.
+*Beim Nieten und gegenhalten in Hohlräumen schalldichte Ohrenklappen tragen.
+*Bevor man den Abzug des Niethammers betätigt ist darauf zuachten, dass der Partner mit dem Gegenhalter gegen das Niet hält.
+*An schwer zugänglichen Stellen Gegenhalter durch Schnur oder Riemen mit dem Handgelenk verbinden.
+*Schwingungsarme Nietwerkzeuge sind bevorzugt einzusetzen.
+*Zur Lärmreduzierung zunächst versuchen Nietquetsche zu verwenden, anderenfalls schweren Gegenhalter oder stark eingestellten Niethammer benutzen.
+== Wiederholungsfragen ==
+. Wodurch wird der Formschluss beim Nieten erreicht?
+. Vergleiche Niet- und Schweißverbindungen hinsichtlich Kosten, Arbeitsaufwand etc.
+. Welche Nietarten kennen Sie? Nennen Sie mindestens 3 !
+. Welche Werkstoffeigenschaft ist für Nietverbindungen erforderlich?
+. Wie werden Halbrundniete entfernt?
+. Was sind die Gründe für Korrosion an Nietverbindungen? Nennen Sie bitte mindestens 2 Gründe!
+. Nennen Sie mindestens 2 Maßnahmen zum Thema Arbeits- und Gesundheitsschutz beim Nieten.
+. Nennen Sie mindestens 2 Anwendungsbereiche wo Nietverbindungen vorteilhaft sind!
+. Wie sollten Nietverbindungen nach Möglichkeit beansprucht werden?
-{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
+[[Nietverbindungen: Lösung#Schalthebel|<span style="color: blue">Hier geht's zur Lösung!</span>]]
+== Formeln ==
+=== Rohnietdurchmesser ===
+In Abhängigkeit von der kleinsten zu verbindenden Blechdicke "''t''" wird im Stahlbau der Rohnietdurchmesser ''d<sub>1</sub>'' auch nach der Gebrauchsformel gewählt:
-=== Toleranzen ===
+[[Bild:Formel_Nietlochdurchmesser2.jpg]] {{mark| RM-FS 7.1 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59) }}
+=== Rohnietlänge ===
-== Quellenangabe ==
+Der Rohniet muss so lang sein, dass genügend Werkstoff zum Füllen des Nietloches und Schließkopfes vorhanden ist. Im einfachsten Fall ergibt sich die Rohnietlänge ''l'' aus der Summe aller Blechstärken zuzüglich des zur Kopfbildung Nietschaftüberstandes ''l<sub>ü</sub>'':
-<u>Internet:</u>
+[[Bild:Formel_Nietlänge2.jpg]] {{mark| RM-FS 7.2 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59) }}
-http://www.google.com/images/logo_sm.gif [http://www.google.de google]
+=== Abscherspannung ===
-http://ad22.vhb.de/pshb?fn=relhbi&sfn=cn_load_bin&id=804672 [http://www.wikipedia.de Wikipedia]
+Für die Nachprüfung einer gegebenen Nietverbindung ist zu kontrollieren, ob die berechnete Abscherspannung ''&tau;''<sub>a</sub> kleiner als die zulässige Spannung ''&tau;''<sub>a zul</sub> ist:
+[[Bild:Formel_Abscherspannung2.jpg]] {{mark| RM-FS 7.3 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59) }}
+* ''n'' = Nietzahl
+* ''m'' = Schnittigkeit
+* ''A'' = Schnittfläche
+Zulässige Abscherspannungen gemäß Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59
+=== Lochleibungsdruck ===
-<u>Fachbücher:</u>
+Aus der Flächenpressung folgt für den Lochleibungsdruck ''&sigma;''<sub>l</sub> eines Nietes folgende Gleichung:
-http://www.springer.com/sgw/cda/content/image/cda_displayimage/0,11855,0-0-16-114218-0,00.jpg
+[[Bild:Lochleibungsdruck2.jpg]]
+=== Erforderliche Nietzahl ===
+Nietanzahl aufgrund der zulässigen Abscherspannung
-Der Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau ISBN: 3-540-22142-5
+Erforderliche Nietzahl aufgrund des zulässigen Lochleibungsdrucks
-Bezugsquelle: [http://www.springer.com/sgw/cda/frontpage/0,11855,1-195-22-33975183-0,00.html Springerverlag] oder schaut mal bei [http://www.Ebay.de Ebay]
+[[Bild:Formel_Nietzahl_Abscherspannung2.jpg]]
+== Übungsaufgaben ==
+Rechenaufgaben:
+. Nietwerkstoff: S235JR
-<u>Firmen:</u>
+a) Kraft, die den Niet durch Abscherung zerstören würde.
+b) zulässige Scherbeanspruchung bei üblicher, d. h. 1,7-facher Sicherheit.
+[[Bild:Nietaufgabe1.JPG]]
-[[Bild:HOCHBAHNLogoquer4c.jpg]][http://www.hochbahn.com HHA]
-{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
+. Es sollen zwei Bleche miteinander vernietet werden, auf die eine Zugkraft von 28 kN wirkt. Der Werkstoff ist aus S235.
-== Abbildungsverzeichnis ==
+a) Bestimmen Sie überschlägig Nietdurchmesser und Nietlänge anhand des Tabellenbuches. Die Auslegung soll nach den Richtwerten für Kranbau ermittelt werden.
-Abbildung
+b) Berechnen Sie anschließend zum Vergleich den Nietdurchmesser und die Nietlänge rechnerisch.
-*Abb. 1.1. Ausschnitt Viadukt einer Bahntrasse mit den gut sichtbaren Nietverbindungen
+c) Ermitteln Sie laut Tabellen Buch ''T''<sub>azul</sub> nach Lastfall H für eine einschnittige Verbindung.
-*Abb. 1.2. Div. Nietformen in einer Schnittdarstellung mit der zugehörigen DIN
-*Abb. 1.3. Blindniet (Popniete) in einer Schnittdarstellung, sehr gut zu sehen die Funktionsübernahme des Dornes
-*Abb. 1.4. Blindeinnietmutter in einer Schnittdarstellung, gut zu sehen wie ein Gewinde z.B. in ein dünnes Blech realisiert werden kann.
-*Abb. 1.5. Div. Nietformen aus unterschiedlichen Materialien und unterschiedlichen Setzkopfgrößen
-*Abb. 1.6. Unterschiedliche Setzkopfsetzer mit Gegenhalter, die Variation liegt in dem Durchmesser der Setzkopfmulde
-*Abb. 1.7. Gute Darstellung des Verformungsbereich
-*Abb. 1.8. Einnietwerkzeug zur Befestigung von Blindeinnietmuttern. Zu sehen sind die Werkzeuge separat (Innensechskantschlüssel, Ratsche und Aufnahme für die Einnietmutter)
-*Abb. 1.9. Werkzeuge im Montagefertigen Zustand.
-*Abb. 2.0. Auch ein Einnietwerkzeug, es basiert auf dem gleichen Prinzip doch in einer anderen Umsetzung um den Anwendungszweck leichter zu erfüllen.
-*Abb. 2.1. Popnietzange (Mechanisch), zu sehen sind die unterschiedlichen Einsätze für den Nietdorndurchmesser
+d) Berechnen Sie die benötigte Nietanzahl.
+e) Dimensionieren Sie das erforderliche Nietbild.
+[[Bild:Nietaufgabe3a.JPG]]
+[[Nietverbindungen: Lösungen#Schalthebel|<span style="color: blue">Hier geht's zu den Lösungen!</span>]]
-{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
+== Quellen==
+Dieses sind die Werke welche als Vorlage gedient haben.
+# Tabellenbuch Metall, 43. Auflage. Europa Verlag, ISBN 3-8085-1673-9, €21,50
+# Roloff/Matek: Maschinenelemente-Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007, ISBN 3-834-80262-X, €36,90.
+# Roloff/Matek: Maschinenelemente-Formelsammlung, Vieweg Verlag, 8. Aufl. 2006. ISBN 3-834-80119-4, €20,90.
+# Allgemeine Internetnutzung, wie z.B. [http://www.wikipedia.de wikipedia]
-[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
+{{www}}
+* [[Media:Unterrichtseinheit_vom_14.08.2010_Nietverbindungen_-Kompatibilit_344tsmodus-%29.pdf|Powerpointpräsentation zum Thema, 14.08.2010 von S. Kellinghusen]]
+* [[Media:Unterrichtseinheit_vom_14.08.2010_Rechnung_Nietverbindung.doc|Rechnung zum Thema, 14.08.2010 von S. Kellinghusen]]
+* [[Media:Lochleibungsdruck.doc‎ |Lochleibung zum Thema, 14.08.2010 von S. Kellinghusen]]
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-[[Benutzer:D.Vagt|D.Vagt]] 10:32, 5. Nov 2005 (CET)
+[[Kategorie: Entwicklung und Konstruktion]]