Nietverbindungen: Unterschied zwischen den Versionen

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(Powerpoint Präsentation über Nietverbindungen)
 
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|[[Bild:CIMG0756.jpg]]||''Viaduktträger [http://www.hochbahn.com HHA] Abb.1.1.''
 
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== Allgemeines ==
 
== Allgemeines ==
=== Einführung und Umgang mit diesem Artikel ===
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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.
  
Dieser [[Artikel neu anlegen| Artikel]] entsteht im Zusammenhang der Techniker-Ausbildung an der [http://bbs-winsen.de/bbs_dt/schform/fs_techn/fs_teakt.htm BBS-Winsen]
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== Anwendungsbeispiele ==
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Bild:A-380_Struktur-1.JPG|1. A-380 Struktur
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Bild:Eifelturm 3.jpg|2. Eifelturm
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Bild:1926_Brückenbau.jpg|3. Brückenbau
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Bild:Brems08.jpg|4. Trommelbremse
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Im [[Nietverbindungen#Download|Download]]-Bereich befindet sich eine Offline-Version des [[Artikel neu anlegen| Artikels]], der es ermöglicht, diesen [[Artikel neu anlegen| Artikel]] bequem als [[PDF-Dateien| PDF-Datei]] auf einem Personalcomputer ([http://de.wikipedia.org/wiki/Personal_Computer PC]/[http://de.wikipedia.org/wiki/Apple_Macintosh MAC]) oder [[Abkürzungen|ggf.]] [http://de.wikipedia.org/wiki/Personal_Digital_Assistant PDA] zu betrachten, ohne dass Onlinekosten entfallen.
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== Vor- und Nachteile einer Nietverbindung ==
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<u>Vorteile:</u>
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*Keine ungünstigen Werkstoffbeeinflussungen (Gefügeumwandlung beim Schweißen)
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*Kein verziehen der Bauteile
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*Ungleichartige Werkstoffe lassen sich verbinden
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*Nietverbindungen sind leicht und sicher kontrollierbar und zu Not auch lösbar
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*Nietverbindungen versagen nicht bei Überlastung schlagartig
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*Blindnietsysteme sind sehr schnell und günstig herstellbar
  
An dem oben aufgeführten [[Nietverbindungen#| Inhaltsverzeichnis]] kann man bereits einen kleinen Überblick über diesen [[Artikel neu anlegen| Artikel]] gewinnen. Zwischendurch besteht die Möglichkeit, das Gelesene in kleinen Wissenstandsabfragen zu überprüfen, dies erfolgt in den orangefarbenen Kästchen. Die Kontrolle erhält man durch Anklicken auf den [[Link]] (Lösung).
+
<u>Nachteile:</u>
Durch das Anklicken auf den [[Link]] in den grauen Balken kommt man schnell wieder zum Inhaltsverzeichnis, um sich schneller wieder einen Überblick zu verschaffen.
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*Bauteile werden durch die Bohrungen geschwächt
Zur Vertiefung in das Thema Nietverbindungen erhält man am Ende des [[Artikel neu anlegen| Artikel]] [[Quellenangabe| Quellenangaben]] zu Büchern und Webseiten, spätestens hier sollten dann auch die letzten offenen Fragen geklärt sein.
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*Es resultieren dadurch größere Querschnitte und ein höheres Gewicht
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*Stumpfstöße lassen sich nicht ausführen
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*Bauteile müssen überlappt oder mit Laschen verbunden sein
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*In der Fertigung kostenintensiver als das Schweißen
  
Nun viel Spaß beim Lesen...
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== Nietarten und Formen ==
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Bild:Blindniete_210.jpg|1. Blindniet
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Bild:halbrundniete.jpg|2. Halbrundniet
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Bild:Hohlnieten_2.jpg|3. Hohlniet
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Bild:Rohrniete.jpg|4. Rohrniet
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Bild:Senkniet.JPG|5. Senkniet
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Bild:Schraubniet.JPG|6. Schraubniet
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Bild:Senkschraubniet.JPG|7. Senkschraubniet
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Bild:Schließringbolzen-1.JPG|8. Schließringbolzen
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Bild:Schließringbolzen_bestimmung.jpg|9. Schließringbolzen Bestimmung
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Bild:Nietarten_und_Formen.JPG|10. Diverse Nietarten und Formen
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=== Was ist eine Nietverbindung? ===
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== Nietverfahren ==
  
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_Verbindungen| unlösbare]] und zumindest bei hoher Belastung [[Formschlüssige Verbindungen|formschlüssige]] tragende Verbindung entsteht.
+
*Blindniete werden durch das Herranziehen der Kugel am Sollbruchdorn zum Stauchen gebracht. ( siehe Bild oben )
  
Hinsichtlich der Verwendung, Berechnung und Ausführung unterscheidet man die Nietverbindung in:
+
*Halbrundniete werden durch Stauchen eines bolzenförmigen Hilfsfügeteiles hergestellt.
* "Feste Verbindungen" im Stahlhochbau, [[Krane|Kranbau]] und Brückenbau bei Trägerschlüssen und Knotenpunkten.
 
* "Feste und dichte Verbindungen" im Kessel- und Druckbehälterbau.
 
* "Vorwiegend dichte Verbindungen" im Behälterbau bei Silos und Rohrleitungen.
 
* "Haftverbindungen" für [http://www.m.benndorf.easynet.be/PRIVATE/CARS/TRABANT/WINKLER/Gewitter.htm Blechverkleidungen] im Karosserie-, Waggon- und Flugzeugbau.
 
  
==== Vor- und Nachteile ====
+
*Hohlnieten durch Umlegen überstehender Teile eines Hohlnietes.
Nieten bietet gegenüber [[Schraubenverbindungen|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. U.a. dient es auch der Verhinderung von Vandalismusschäden, hier benötigt man schon eine Bohrmaschine oder einen [[Winkelschleifer]], um die Verbindung wieder zu trennen. Hierzu gehört unter anderem der Flugzeugbau, bei dem Nietverbindungen die wesentliche Grundlage der Strukturbauteile darstellen. Die Oberflächen der zu fügenden Teile stellen sich bei einer Vernietung besser dar, was dazu führt, dass 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 [[Schrumpfen|schrumpft]] der Niet und presst die [[Fügen| gefügten]] Teile zusammen. Beim [[Schrumpfen]] wird der Nietschaft erheblich gespannt und auf Zug beansprucht.
 
Weiterhin ist gegenüber dem [[Schweißverbindungen|Schweißen]] hier der Vorteil, dass keine Gefügeveränderung durch Wärmeeinbringung erfolgt. Dem steht aber gegenüber, dass eine Stumpfstoßverbindung nicht möglich ist.
 
  
 +
*Zapfennieten durch Stauchen des zapfenförmigen Endes an einem der beiden Fügeteile.
  
 +
*Hohlzapfennieten durch Umlegen überstehender Teile des hohlzapfenförmigen Endes an einem der beiden Fügeteile.
  
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*Schließringbolzen durch Einpressen des Schließringes in die Nuten des Bolzens und das Abreißen des Zugteils erfolgt ( immer ) durch das Einziehgerät.
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!colspan="2" style="background-color:#ffdead;" | '''Wissenstandsabfrage 1: '''
 
  
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== Verbindungsart und Verwendung ==
'''Welche Art von Nietverbindungen kann man unterscheiden?'''
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*Feste Verbindungen (Kraftverbindungen) kommen im Stahlbau, Kranbau und Brückenbau zum Tragen.
  
[[Nietverbindungen_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_1|Lösung 1]]
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*Feste und dichte Verbindungen im Kesselbau und Druckbehälterbau.
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{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
 
  
=== Bauarten/Nietform ===
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*Vorwiegend dichte Verbindungen im Behälterbau.
[[Bild:Niet12.JPG]]''Abb.1.2.''
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*Haftverbindungen (Heftnietung) werden für Blechverkleidungen im Karosserie, Waggon und Flugzeugbau verwendet.
  
Siehe auch[[Nietverbindungen#Normung| Normung]] am Ende dieses Artikels.
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== Werkstoffe ==
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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.
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== Werkzeuge ==
  
 
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Bild:Blindniet.JPG|''' Blindniet: '''  ''Abb.1.3.''
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Bild:Vorhalteeisen.jpg|Vorhalteeisen
Bild:PopSchnitt.jpg|''' Blindniet im Schnitt: '''  ''Abb.1.3.1.''
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Bild:Pneumatikpopzug.jpg|Pneumatikpopzug
Bild:Blindeinnietmuttern.JPG|'''Eine Sonderform stellt die Blindeinnietmutter (DIN / ISO:90402) dar:'''  ''Abb.1.4.''
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Bild:Popnietzange.jpg|Popnietzange
Bild:Nietauswahl.jpg|'''Sammelsurium von Nietformen:'''  ''Abb.1.5.''
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Bild:Niethammer.jpg|Niethammer
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Bild:Nietquetsche_gross.jpg|Nietquetsche
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Bild:Einsätze.jpg|Einsätze
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Bild:Nietzange.jpg|Nietzange
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Bild:Döpper.jpg|Döpper
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Bild:Schließringbolzen_Einzieher-2.JPG|Schließringbolzen Einzieher
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Bild:Schließringbolzen Abzieher.JPG|Schließringbolzen Abzieher
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Bild:Nietlehre.JPG|Nietlehre
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Bild:Schließringbolzen_Lehre-1.JPG|Schließringbolzen Lehre
 
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{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
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== Herstellung einer Verbindung ==
  
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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.
 
 
=== Werkzeuge ===
 
  
 
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Bild:Setzkopf.jpg|'''Unterschiedliche Setzkopfsetzer mit Gegenhalter''' ''Abb.1.6.''
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Bild:Nietskizzen.jpg|1. Vorgang beim Umformen von Nieten
Bild:Setzkopf2.1.jpg|'''Setzkopfsetzer mit Gegenhalter''' ''Abb.1.7.''
+
Bild:Niete-1.jpg|2. Quetschen eines Halbrundnietes
Bild:Einniet1.jpg|'''Einnietwerkzeug zur Befestigung von Blindeinnietmuttern (DIN / ISO: 90402)''' ''Abb.1.8.''
+
Bild:Nietenschiessen.jpg|3. Nietenschiessen
 
 
Bild:Einniet2.jpg|''Werkzeug im Montagefertigem Zustand'' ''Abb.1.9''
 
Bild:Einniet3.jpg|'''Blindeinniet Betätigungswerkzeug zum Einbringen der Blindeinnietmutter in einem begrenzten Arbeitsraum z.B. vertiefte Stellen in einem Kfz.''' ''Abb.2.''<includeonly>☺⌘D</includeonly>
 
Bild:Popnietzange.jpg|'''Popnietzange, sehr gut zu sehen die unterschiedlichen Einsätze für die Popniete''' ''Abb.2.1.''
 
Bild:B11363.jpg|'''Pneumatische Popnietzange''' ''Abb.2.2.''
 
 
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== Beurteilung von Nieten ==
  
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!colspan="2" style="background-color:#ffdead;" | '''Wissenstandsabfrage 2: '''
 
  
'''Nenne drei Werkzeuge zum Verarbeiten von Nieten'''
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<u>Prüfen des Nietschaftüberstandes und der Schließringstauchung</u>
  
[[Nietverbindungen_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_2|Lösung 2]]
+
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.
  
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Bild:Schliesskopfabmessungen.jpg|Prüfvorgaben für Halbrundniete
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Bild:Nietlehre-Touch-Go.JPG|Touch Go: Bei Berührung Gut
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Bild:Nietlehre-Touch-No-Go.JPG|Touch No Go: Bei Berührung nicht Gut
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{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
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== Entfernen von beanstandeten Nieten ==
  
== Einsatzgebiet ==
+
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.
  
=== Anwendung ===
 
  
Definition:
+
<u>Arbeitsschritte:</u>
Die Nietverbindung ist eine [[formschlüssige Verbindungen|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 ein spezielles Werkzeug, den sog. [http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Bild:Nietdöpper.jpg Döpper] (Pneumatikhammer, der eine stetige rotatorische Bewegung ausführt) und Werkzeuge wie z.B. "Nietenzange" oder pneumatisch betriebenem [http://www.furka-bergstrecke.ch/chur_bilder/woche0423/rauchkammer_nieten_04l.jpg "Niethammer"] und dem "Gegenhalter".
+
1. Nietkopf zentrisch ankörnen ( bei dünnen Blechen muß beim Ankörnen gegengehalten werden ).
Nietverbindungen sind nicht lösbare, feste (o. bewegliche) Verbindungen eines oder mehrerer Teile mit einem Hilfsfügeteil - dem Niet. Bei Blindnietverbindungen genügt die Zugänglichkeit von einer Seite, "Nichtblindniet-Verbindungen" müssen von beiden Seiten zugänglich sein, Ausnahme die oben genannten Sprengnieten. Nietverbindungen werden häufig an Stelle von Schraubverbindungen eingesetzt, wenn...
 
* es nicht auf eine genau aufrecht zu erhaltende Vorspannkraft ankommt,
 
* Demontierbarkeit nicht erforderlich oder gar unerwünscht ist,
 
* Schraubverbindungen zu teuer wären,
 
* glatte Oberflächen bei sicherer Befestigung verlangt werden - Flugzeugaußenhaut, Verbindungen mit Textilien und Leder.
 
  
<div align="center">
+
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 ).
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!colspan="2" style="background-color:#ffdead;" | '''Wissenstandsabfrage 3: '''
 
  
'''Wie ist die Bezeichnung der beiden Seiten eines Niet?'''
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3. Nietkopf mit einem Splinttreiber durch leichtes Verkanten abbrechen.
  
[[Nietverbindungen_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_3|Lösung 3]]
+
4. Nietschaft mit einem Durchschlag, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Nietschaftdurchmesser ist, austreiben. Dünne Bleche und nicht abgestützte Bauteile sind beim Austreiben abzustützen.
  
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=== Verwendung ===
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Bild:Nietfehler.JPG|Mögliche Nietfehler
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Bild:Entfernen_eines_Nietes_1-1.jpg|1. und 2. Arbeitsschritt
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Bild:Entfernen_eines_Nietes_2-1.JPG|3. Arbeitsschritt
 +
Bild:Entfernen_eines_Nietes_3-1.JPG|4. Arbeitsschritt
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Im [http://de.wikipedia.org/wiki/Flugzeugbau Flugzeugbau] bzw. [http://de.wikipedia.org/wiki/Leichtbau Leichtbau] finden Nieten heute noch eine große Verwendung. Im Bereich des Flugzeugbaus gelten besondere Luftfahrtsnormen, die hier genannten Normen gehen <u>nur</u> in den Bereich der [[DIN]].
+
== 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.
  
Sie sind oft zu sehen an Brücken und an Brückenkonstruktionen. An historischen Fahrzeugen wie z.B. alten [http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Bild:Lanz.jpg "Lanz-Bulldog"] Traktoren oder im Kesselbau z.B. bei alten Dampflokomotiven findet man noch vermehrt Nietverbindungen.
+
== Arbeits- und Gesundheitsschutz ==
In der Fahrzeugtechnik findet man eine Nietverbindung an Kupplungsbelägen, diese sind meist aufgenietet.
 
  
{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
+
*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.
  
== Hersteller ==
 
  
=== Lieferanten ===
+
== Wiederholungsfragen ==
  
[http://www.ev-shop.at/go/product_info.php?cPath=23_59_102&products_id=181&osCsid=ff1d7813b552fc390c6dcfe8b9e26966 Kunststoff Spreizniet]
+
1. Wodurch wird der Formschluss beim Nieten erreicht?
  
[http://www.miederhoff.de/de/core.php?mod=products&step=list&cat=05&seite=1  Hersteller Miederhoff]
+
2. Vergleiche Niet- und Schweißverbindungen hinsichtlich Kosten, Arbeitsaufwand etc.
  
Hier findet man eine Herstellersuchmaschine:
+
3. Welche Nietarten kennen Sie? Nennen Sie mindestens 3 !
[http://www.herstellerseite.de/stage/ Herstellersuchmaschine]
 
  
=== Kosten ===
+
4. Welche Werkstoffeigenschaft ist für Nietverbindungen erforderlich?
  
Ein Kostenvergleich zwischen einem Niet und einer Schraube ist von geringer Aussagekraft, da es sich um unterschiedliche Verbindungselemente handelt. Wenn man den Vergleich drauf reduziert, dass 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 gleichem [[Werkstoff]] billiger. Vom Arbeitsaufwand aber in solcher Situation ähnlich zu einer Schweißnaht. Siehe u.a. [[Schweißverbindungen]]
+
5. Wie werden Halbrundniete entfernt?
  
== Dimensionierung ==
+
6. Was sind die Gründe für Korrosion an Nietverbindungen? Nennen Sie bitte mindestens 2 Gründe!
  
[[Bild:NietBez..jpg]]
+
7. Nennen Sie mindestens 2 Maßnahmen zum Thema Arbeits- und Gesundheitsschutz beim Nieten.
''Abb.2.3.''
 
  
'''Niet- und Nietlochdurchmesser'''
+
8. Nennen Sie mindestens 2 Anwendungsbereiche wo Nietverbindungen vorteilhaft sind!
In [[Abhängigkeit]] von der kleinsten zu verbindenden Blechdicke "t" wird im Stahlbau der 
 
Rohnietdurchmesser auch nach der Gebrauchs[[formel]] gewählt: 
 
[[Bild:Formel1.jpg]]
 
  
Festgelegt wird der nächstliegende genormte Nietdurchmesser nach [[DIN]] 124, s. TB 7-4 im Roloff/Matek. Für alle Nieten im Stahlbau mit d<sub>1</sub> &ge;12 mm ist der Nietlochdurchmesser d = d<sub>1</sub> + 1 mm.
+
9. Wie sollten Nietverbindungen nach Möglichkeit beansprucht werden?
  
'''Nietlänge'''
+
[[Nietverbindungen: Lösung#Schalthebel|<span style="color: blue">Hier geht's zur Lösung!</span>]]
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:'' l = &sum;t + lü '';
 
  
''lü'' = Überstand; man wählt bei einem Schließkopf als:
+
== Formeln ==
- Halbrundkopf: Bei Maschinennietung <b>lü≈(4/3)*d<sub>1</sub></b>
+
=== Rohnietdurchmesser ===
                bei Handnietung      <b>lü≈(7/4)*d<sub>1</sub></b>
 
- Senkkopf    :                      <b>lü≈(0,6...1,0)*d<sub>1</sub></b>
 
''siehe Abb.2.3.''
 
  
Je größer die Klemmlänge, umso größer ist der Überstand '''' zu wählen bzw. das [http://www.bauwerk-verlag.de/baulexikon/index.shtml?LOCHSPIEL.HTM Lochspiel] zu verkleinern, um damit das größere Lochvolumen auszufüllen.
+
In Abhängigkeit von der kleinsten zu verbindenden Blechdicke "''t''" wird im Stahlbau der Rohnietdurchmesser ''d<sub>1</sub>'' auch nach der Gebrauchsformel gewählt:
  
=== Auslegung ===
+
[[Bild:Formel_Nietlochdurchmesser2.jpg]] {{mark| RM-FS 7.1 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59) }}
Bei Warmnieten [[Schrumpfen|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 dem Durchmesser > 10 mm verwendet werden, muss i. allg. vor dem Nieten auf Hellrotglut erwärmt werden. Kleine Stahlniete sowie Leichtmetall-, Messing- und Kupferniete werden kaltgeschlagen.
 
  
=== Berechnung ===
+
=== Rohnietlänge ===
==== Tragfähigkeit der Niete ====
 
Nietverbindungen gelten in den Berechnungsvorschriften als Scher-Lochleibungs-Passivverbindungen - [[SLP-Verbindungen]].
 
Schwieriger als bei ebenen Flächen sind die Pressungsverhältnisse an der Oberfläche eines zylindrischen Nietschaftes.
 
Die Flächenpressung ist in Belastungsrichtung am größten  (''p'' <sub>''max''</sub>) und nimmt nach den Seiten hin bis auf Null ab. Vereinfacht betrachtet rechnet man 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 Niet verteilt. Die Flächenpressung (siehe [[Tabellenbuch| TAB]] S. 45) am Nietschaft wird ''<u>Lochleibungsdruck</u>'' &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:Aproj1.jpg|thumb|''Abb. 2.5.'']][[Bild:Aproj.JPG]]  ''Abb. 2.4.''
 
  
<u>Tragfähigkeit der Niete</u>
+
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>'':
  
Abscherspannung
+
[[Bild:Formel_Nietlänge2.jpg]] {{mark| RM-FS 7.2 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59) }}
  
[[Bild:Abscherspannung.JPG]]
+
=== Abscherspannung ===
  
 +
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:
  
Ein wichtiger Begriff ist die Schnittigkeit, die die Anzahl der auf Scherung beanspruchten Nietquerschnitte angibt. Anzustreben sind zweischnittige Nietverbindungen.
+
[[Bild:Formel_Abscherspannung2.jpg]] {{mark| RM-FS 7.3 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59) }}
 +
* ''n'' = Nietzahl
 +
* ''m'' = Schnittigkeit
 +
* ''A'' = Schnittfläche
  
Lochleibungsdruck
+
Zulässige Abscherspannungen gemäß Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59
  
[[Bild:Lochleibungsdruck.JPG]]
+
=== Lochleibungsdruck ===
  
 +
Aus der Flächenpressung folgt für den Lochleibungsdruck ''&sigma;''<sub>l</sub> eines Nietes folgende Gleichung:
  
Erläuterung zu ''t'' <sub>''min''</sub>:
+
[[Bild:Lochleibungsdruck2.jpg]]
Bei <u>''einschnittigen''</u> Nietverbindungen muss man für ''t'' <sub>''min'' </sub>die kleinere der beiden Blechdicken einsetzen. Ist die Verbindung <u>''mehrschnittig''</u>, dann ist ''t'' <sub>''min''</sub> die kleinere der beiden Blechdickensummen in einer Kraftrichtung. Siehe Bild:
 
  
[[Bild:Schnittige Verbindungen.JPG]]''Abb. 2.6.''
+
=== Erforderliche Nietzahl ===
 +
Nietanzahl aufgrund der zulässigen Abscherspannung
  
Vierschnittiges Beispiel ''s''<sub>''1'' </sub>= 7 mm; ''s''<sub>''2''</sub> = 3,5 mm; Kraftrichtung = siehe ''F''.
+
Erforderliche Nietzahl aufgrund des zulässigen Lochleibungsdrucks
So ergibt sich für :
 
*''t'' <sub>''min''</sub> = &sum;''s''<sub>''1''</sub>> &sum;''s''<sub>''2''</sub>
 
*''t'' <sub>''min''</sub>= 2 * 7 mm > 3 * 3,5 mm
 
*''t'' <sub>''min''</sub> = 14 mm > 10,5 mm
 
Nach dem Bsp. müsste man für den Lochleibungsdruck ''&sigma;''<sub>''l''</sub> den Wert 10,5 mm für ''t'' <sub>''min''</sub> einsetzten.
 
  
<u>'''Berechnungsbeispiel'''</u>
+
[[Bild:Formel_Nietzahl_Abscherspannung2.jpg]]
  
[[Bild:751.jpg]] ''Abb. 2.7.''
+
== Übungsaufgaben ==
  
Aufgabe:
+
Rechenaufgaben:
Die einschnittige Nietverbindung hat mit zwei Nieten eine Zugkraft  ''F= 30 kN '' aufzunehmen.
 
  
'''Gesucht:'''
+
1. Nietwerkstoff: S235JR
<table border = 2 cellpadding = 2>
 
<tr><td>a) der Nietdurchmesser  ''d<sub>1</sub> ''  des geschlagenen Nietes (=Lochdurchmesser), wenn die zulässige Abscherspannung 140 N/mm<sup>2</sup> beträgt (ohne Gebrauchs-Formel).
 
  
b) der vorhandene Lochleibungsdruck für ''s ''= 8 mm
+
a) Kraft, die den Niet durch Abscherung zerstören würde.
 +
 +
b) zulässige Scherbeanspruchung bei üblicher, d. h. 1,7-facher Sicherheit.
  
c) die Breite  ''b '' der Flachstähle (ohne Berücksichtigung des außermittigen Kraftangriffs), wenn die zulässige Spannung 140 N/mm<sup>2</sup> nicht überschritten werden darf.
+
[[Bild:Nietaufgabe1.JPG]]
</td>
 
</table>
 
  
  
  
<div align="center">
+
2. Es sollen zwei Bleche miteinander vernietet werden, auf die eine Zugkraft von 28 kN wirkt. Der Werkstoff ist aus S235.
{| width="40%" {{}}
 
|-
 
!colspan="2" style="background-color:#ffdead;" | '''Lösung: '''
 
<includeonly>☺⌘D</includeonly>
 
  
'''Zu a); b) und c) '''
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a) Bestimmen Sie überschlägig Nietdurchmesser und Nietlänge anhand des Tabellenbuches. Die Auslegung soll nach den Richtwerten für Kranbau ermittelt werden.
  
[[Nietverbindungen_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_4|Lösung ]]
+
b) Berechnen Sie anschließend zum Vergleich den Nietdurchmesser und die Nietlänge rechnerisch.
|-
 
|}</div>
 
  
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c) Ermitteln Sie laut Tabellen Buch ''T''<sub>azul</sub> nach Lastfall H für eine einschnittige Verbindung.
  
{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
+
d) Berechnen Sie die benötigte Nietanzahl.
  
=== Werkstoff ===
+
e) Dimensionieren Sie das erforderliche Nietbild.
  
Bei den Werkstoffen besitzt man die freie Wahl, es gibt fast alle Nietformen in fast allen Materialien, die man benötigt. Die Wahl ist davon abhängig, welche Kräfte auf die Verbindung wirken und aus welchem Material die zu fügenden Teile sind, um ggf. eine Kontakt[[Korrosion|korrosion]] zu vermeiden. Hier beginnt die [[Bandbreite]] vom [[Aluminium]] über [http://de.wikipedia.org/wiki/Kunststoff Kunststoff] bis hin zum Niet aus [http://de.wikipedia.org/wiki/Vanadium Vanadium]/-[[Legierungen]] bzw. bei Bedarf mit einem [[Oberflächenschutz]].
+
[[Bild:Nietaufgabe3a.JPG]]
  
Um eine Zerstörung zu vermeiden, sind hierbei die Festigkeitswerte des zu verwendenden Materials sowie dessen Stellung in der [[Elektrochemische Spannungsreihe|Elektrochemischen Spannungsreihe]] zu berücksichtigen.
 
  
Man beachte:
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[[Nietverbindungen: Lösungen#Schalthebel|<span style="color: blue">Hier geht's zu den Lösungen!</span>]]
  
Sind zwei verschiedene (unterschiedlichem Potential) [[Metalle]] miteinander elektrisch leitend verbunden, und durch direkten metallischen Kontakt oder ähnliches, so geht bei Anwesenheit eines [[Elektrolyse|Elektrolyten]] (Feuchtigkeit) das unedlere Metall in Lösung – es [[Korrosion|korrodiert]].  Als möglicher Schutz dienen Gesamtanstriche (Versiegeln) oder Isolierungsmaßnahmen. Gleiche Werkstoffwahl führt auch zu einer gleichmäßigen Wärmeausdehnung, so entsteht eine Minderung von Spannungsrissen.
+
== Quellen==
 +
Dieses sind die Werke welche als Vorlage gedient haben.
  
== Normung ==
+
# Tabellenbuch Metall, 43. Auflage. Europa Verlag, ISBN 3-8085-1673-9, €21,50
<div align="center"><u>Kleine Übersicht der [[DIN]] Normung Niet. Zum Vergrößern auf das Bild
+
# Roloff/Matek: Maschinenelemente-Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007, ISBN 3-834-80262-X, €36,90.
klicken.</u></div>
+
# 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]
[[Bild:SammlungDIN.jpg|thumb|center|DIN Übersicht Abb.2.8.]]
 
 
 
{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
 
 
 
== Anhang ==
 
=== Quellenangabe ===
 
 
 
<u>Internet:</u>
 
 
 
Zur Weiterleitung auf das Bild klicken sofern kein Link dargestellt ist.
 
 
 
http://www.google.com/images/logo_sm.gif [http://www.google.de google]
 
<includeonly>☺⌘D</includeonly>
 
 
 
{{Link-Bild-ex| Bild=Wiki.jpg | Breite=100px | Höhe=120px | Link=http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptseite}}
 
 
 
*[http://www.gom.com/De/Anwendungen/Deformation/mtest/rivets.html Belastungstest für eine Nietplatte]
 
 
 
*[http://www.iff.fraunhofer.de/11503.htm Opto-elektronische Prüfung von Nietverbindungen in der Flugzeugrumpfschalenmontage]
 
 
 
*[http://www.honsel-umformtechnik.de/ Schöne Funktionsanimationen und alles was die Niete betrifft]
 
 
 
 
 
<u>Fachbücher:</u>
 
 
 
Der Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau [[ISBN]]: 3-540-22142-5
 
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:Dubbel.jpg]]
 
*Roloff/Matek: [[Maschinenelemente]], Lehrbuch und [[Tabellenbuch]], Vieweg Verlag 17. Aufl. 2005, [[ISBN]] 3-528-17028-X, &#8364; 34,90.
 
*Roloff/Matek [[Maschinenelemente]] Formelsammlung, Vieweg Verlag 7., Aufl. 2003. [[ISBN]] 3-528-64482-6, &#8364; 20,90.
 
*Bezugsquelle: [http://www.roloff-matek.de/ Roloff Matek] [http://www.vieweg.de/index.php;sid=13/site=v/do=show/isbn=3-528-17015-8 Vieweg Verlag]
 
 
 
[[Bild:Matek.jpg]]
 
*Mechanik und Festigkeitslehre von Alfred Böge, 20. Auflage, Viewg Verlag, [[ISBN]] 3-528-74010-8
 
 
 
[[Bild:Boege Mechanik-und-Festigkeitslehre.gif]]
 
 
 
*[[Tabellenbuch]] Metall, 43. Auflage. Europa Verlag, ISBN 3-8085-1673-9, &#8364; 20,90.
 
 
 
*[[Spezial:Booksources| Buchhändler]] suche über die [[ISBN-Nummer| ISBN-Nr.]]
 
 
 
<u>Firmen:</u>
 
 
 
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=== Weitere Bildverweise/Darstellungen von Nietverbindungen ===
 
 
 
<gallery>
 
Bild:Nietverbindung1.jpg|'''Brückenkonstruktion''' ''Abb.2.9.''
 
Bild:CIMG0770.jpg|'''Museumswagen T220 der Hamburger Hochbahn AG gebaut 1921''' ''Abb.3.0.''
 
Bild:CIMG0774.jpg|'''Drehgestell des T220''' ''Abb.3.1.''
 
</gallery>
 
  
=== Abbildungsverzeichnis ===
 
  
Abbildung
+
{{www}}
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* [[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]]
  
*Abb. 1.1. Viaduktträger HHA, am Barmbeker Bahnhof mit den gut sichtbaren Nietverbindungen
 
*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. 1.3.1. [[Abkürzungen|Dito]]
 
*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 Verformungsbereiches
 
*Abb. 1.8. Einnietwerkzeug zur Befestigung von Blindeinnietmuttern. Zu sehen sind die Werkzeuge separat (Innensechskantschlüssel, Ratsche und Aufnahme für die Einnietmutter)
 
*Abb. 1.9. [[Werkzeug|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
 
*Abb. 2.2. Pneumatische Popnietzange.
 
*Abb. 2.3. Bild zur  Erklärung einer Nietlängenwahl
 
*Abb. 2.4. Erläuterung zur Flächenpressung
 
*Abb. 2.5. [[Abkürzungen|Dito]]
 
*Abb. 2.6. Bild zum Berechnungsbeispiel Schnittigkeit
 
*Abb. 2.7. Darstellung der Übungsaufgabe
 
*Abb. 2.8. [[DIN|Normung]]stabelle des unterschiedlichen Nietes
 
*Abb. 2.9. Brückenkonstruktion/ Viadukt
 
*Abb. 3.0. Museumswagen T220 der [http://www.hochbahn.com Hamburger Hochbahn AG] gebaut 1921
 
*Abb. 3.1. Drehgestell des T220
 
  
=== Epilog ===
 
  
Wenn Ihr Euch die Zeit genommen habt diesen Artikel zu Lesen. Wäre es des Dankes Lohn, wenn man nicht gleich wieder alles vergessen würde, so hat sich die Arbeit an diesen Artikel gelohnt.
 
  
{{Sprungmarke Nietverbindungen}}
 
  
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
+
[[Kategorie: Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]
 

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

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

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

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.

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.

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.


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:

Formel Nietlochdurchmesser2.jpg 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 lü:

Formel Nietlänge2.jpg RM-FS 7.2 (Roloff/Matek Formelsammlung, S. 59)

Abscherspannung

Für die Nachprüfung einer gegebenen Nietverbindung ist zu kontrollieren, ob die berechnete Abscherspannung τa kleiner als die zulässige Spannung τa zul ist:

Formel Abscherspannung2.jpg 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 σl eines Nietes folgende Gleichung:

Lochleibungsdruck2.jpg

Erforderliche Nietzahl

Nietanzahl aufgrund der zulässigen Abscherspannung

Erforderliche Nietzahl aufgrund des zulässigen Lochleibungsdrucks

Formel Nietzahl Abscherspannung2.jpg

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.

Nietaufgabe1.JPG


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 Tazul nach Lastfall H für eine einschnittige Verbindung.

d) Berechnen Sie die benötigte Nietanzahl.

e) Dimensionieren Sie das erforderliche Nietbild.

Nietaufgabe3a.JPG


Hier geht's zu den Lösungen!

Quellen

Dieses sind die Werke welche als Vorlage gedient haben.

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


Weblinks