Mechanisches Nieten: Verschiedene Nietarten

Eine Niete ist eine Art mechanisches Verbindungselement, mit dem zwei oder mehr Materialien dauerhaft miteinander verbunden werden. Es besteht aus einem zylindrischen Schaft mit einem Kopf an einem Ende und einem Schwanz am anderen Ende. Um eine Niete anzubringen, wird das Ende in ein vorgebohrtes Loch eingeführt und der Kopf dann mit einem Werkzeug namens Nietpistole oder Hammer verformt, wodurch am Ende des Endes eine Ausbuchtung entsteht und die Materialien fest zusammengehalten werden.

Nieten bestehen üblicherweise aus Materialien wie z Stahl, Aluminium, Kupfer oder Messing, und sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter im Baugewerbe, in der Flugzeug-, Automobil- und Schiffbauindustrie. Sie sind besonders nützlich in Situationen, in denen andere Arten von Befestigungsmitteln wie Schrauben oder Nägel möglicherweise nicht stark genug sind, um die Materialien zusammenzuhalten, oder die zu verbindenden Materialien beschädigen können.

Diese Verarbeitungsmethode ist in sehr verbreitet Blechfertigung und ist ein effizienter und bewährter Prozess.

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip des Nietens basiert auf der Verformung des zu verbindenden Materials, um eine starke und dauerhafte Verbindung zu schaffen. Beim Einbau einer Niete wird das hintere Ende der Niete durch ein vorgebohrtes Loch in den zu verbindenden Materialien eingeführt. Der Nietkopf wird auf einer Seite des Materials festgehalten, während das hintere Ende auf der anderen Seite verformt wird.

Die Verformung des hinteren Endes des Niets wird typischerweise durch die Verwendung eines Werkzeugs erreicht, das als Nietpistole oder Hammer bezeichnet wird. Die Pistole oder der Hammer üben Kraft auf das hintere Ende des Niets aus, wodurch dieser sich ausdehnt und sich gegen das zu verbindende Material verformt. Durch diese Verformung entsteht eine dauerhafte Verbindung, die stark und langlebig ist.

Arbeitsprozess des Nietens

Der Arbeitsprozess des Nietens umfasst typischerweise die folgenden Schritte:

Vorbereitung

Die zu verbindenden Materialien werden zunächst vorbereitet, indem an der Verbindungsstelle ein Loch durch sie gebohrt wird. Der Durchmesser des Lochs ist typischerweise etwas kleiner als der Durchmesser der Niete.

Einfügen

Anschließend wird die Niete durch das Loch eingeführt, wobei sich der Kopf der Niete auf einer Seite des Materials und das Ende auf der anderen Seite befindet.

Deformation

Anschließend wird das hintere Ende der Niete mit einem Werkzeug wie einer Nietpistole oder einem Hammer verformt. Die Pistole oder der Hammer üben Kraft auf das hintere Ende des Niets aus, wodurch dieser sich ausdehnt und sich gegen das zu verbindende Material verformt. Durch diese Verformung entsteht eine dauerhafte Verbindung, die stark und langlebig ist.

Konfektionierung

Sobald die Niete verformt wurde, wird üblicherweise überschüssiges Material vom hinteren Ende der Niete abgeschnitten und die Verbindung wird überprüft, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß geformt wurde.

Verschiedene Arten von Nieten

Es gibt acht weit verbreitete Arten von Nieten, darunter:

Blindnieten (auch Hohlnieten oder Blindnieten genannt)

Blindnieten werden dort eingesetzt, wo eine klare Sicht auf das gegenüberliegende Ende einer Verbindung nicht möglich ist. Diese Schnellniettechnik findet in verschiedenen Branchen Anwendung, darunter Luft- und Raumfahrt, Schiffbau und Elektronik.

Nieten eintreiben

Die Variante des Blindniets mit kurzem Dorn verfügt über einen Dorn, der aus dem Kopf herausragt und mit einem Hammer in Position getrieben wird, wodurch das in das Loch eingeführte Ende aufgeweitet wird.

Bündige Nieten

Senknieten, auch Bündignieten genannt, verfügen über einen Senkkopf und ein Loch, um das Erscheinungsbild von Außenflächen zu verbessern und den Luftwiderstand zu eliminieren. Sie werden typischerweise in Anwendungen eingesetzt, bei denen Ästhetik und Leistung von entscheidender Bedeutung sind.

Kraftschlussniet

Die ursprünglich in der Luft- und Raumfahrt weit verbreitete Art von Blindnieten ähnelt einem Spreizbolzen und ist entweder in kuppelförmiger oder versenkter Ausführung erhältlich.

Oscar-Nieten

Oscar-Nieten sind insofern mit Blindnieten vergleichbar, als sie entlang ihres Hohlschafts Schlitze aufweisen. Diese Schlitze sind normalerweise in Dreiergruppen angeordnet und bewirken, dass sich der Schaft nach außen biegt und aufweitet, wenn der Dorn in den Niet hineingezogen wird. Durch diese Aufweitung entsteht eine große Oberfläche, die die Gefahr eines Herausziehens der Niete verringert.

Selbststanzende Nieten

Selbststanznieten verfügen über eine abgeschrägte Spitze am Ende, sodass keine vorgebohrten oder gestanzten Löcher in den zu verbindenden Materialien erforderlich sind. Diese Nieten durchdringen die obere Materialschicht, durchdringen die untere Schicht jedoch nur teilweise und bilden so eine Verbindung, die für Wasser oder Gas undurchlässig ist.

Vollnieten (auch Rundkopfnieten genannt) 

Diese Technik reicht bis in die Bronzezeit zurück und ist damit eine der ältesten und zugleich zuverlässigsten Befestigungsarten.

Nieten aus Baustahl

Bei der Verbindung von Baustählen hat sich die Verwendung von hochfesten Schrauben durchgesetzt und ersetzt den bisher häufig verwendeten Niettyp. Der Ersatz von Nieten durch Bolzen wird auf die einfache Montage und das Anziehen der Bolzen zurückgeführt, die keine Fachkräfte erfordern.

Welche Materialien werden für Nieten verwendet?

Das Material einer Niete spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Gesamtwirksamkeit der durch die Niete erzeugten Verbindung. Die Auswahl des Nietmaterials sollte sich an den spezifischen Anwendungsanforderungen orientieren. Bei der Verwendung von Stahlnieten ist es beispielsweise wichtig, die Festigkeit des Nietmaterials zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass es den Belastungen und Kräften standhält, denen die Verbindung ausgesetzt ist. Während Stahlnieten für ihre Festigkeit bekannt sind, werden Vollnieten aus Aluminium und Edelstahl wegen ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit bevorzugt.

Aluminium

Aluminium wird in Kombination mit Magnesium zu einem leichten Material, das in Kombination mit einem kompatiblen Material äußerst langlebig und korrosionsbeständig ist. Allerdings fehlt den Nieten aus reinem Aluminium die nötige Festigkeit für den Einsatz in Strukturbauteilen, so dass bei Bedarf die Zugabe von Legierungselementen erforderlich ist.

Die meisten im Flugzeugbau verwendeten Nieten verfügen über eine Aluminiumbasis. Bei dieser Anwendung ist ein Senkkopf ideal, da über den Außenflächen keine Vorsprünge vorhanden sind, wodurch der Luftwiderstand verringert wird. Daher werden Senkniete oder Bündigniete aus Aluminium auch in der Automobilindustrie eingesetzt. Darüber hinaus ist Aluminium eine beliebte Wahl für Heizungs-, Lüftungs- und Lüftungsanlagen, die Nieten verwenden, sei es mit einem gewölbten Kopf oder einer bündigen Niete.

Messing

Messingnieten für Metall zeichnen sich durch Formbarkeit, hohe Festigkeit und geringe Reibung aus, was sie zu einer bevorzugten Option gegenüber dem Schweißen macht. Im Gegensatz zum Schweißen erzeugen Messingnieten keine Funken, was sie zu einer sichereren Alternative macht. Aufgrund ihrer Fähigkeit, gasdichte Verbindungen herzustellen, eignen sich Messingnieten besonders für Gasgeräte und sind daher eine häufige Wahl für diese Anwendung.

Kupfer

Kupfer ist für seine Duktilität, hohe Festigkeit und seinen dekorativen Reiz bekannt. Darüber hinaus eignen sich Kupfernieten für Metall gut für Elektrogeräte, da sie sowohl Strom als auch Wärme hervorragend leiten.

Kupfernickel

Kupfer-Nickel-Niete bestehen typischerweise aus 80 % Kupfer und 20 % Nickel und sind daher hervorragend beständig gegen Korrosion, Spannungskorrosion und hohe Temperaturen. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Kupfer-Nickel-Niete häufig im Schiffbau und in Geräten eingesetzt, die in korrosiven Umgebungen betrieben werden.

Stahl

Nieten aus Kohlenstoffstahl sind für ihre gute Zugfestigkeit, Härte, Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit bekannt. Allerdings nimmt ihre Formbarkeit ab und sie benötigen mehr Material. Andererseits eignet sich kohlenstoffarmer Stahl besser für seine Anwendung, obwohl sein geringerer Kohlenstoffgehalt zu einer geringeren Festigkeit führt. Dennoch verfügt es immer noch über eine gute Zugfestigkeit. Sowohl kohlenstoffreiche als auch kohlenstoffarme Stähle werden im Flugzeug-, Automobil- und Schienenverkehr eingesetzt, während Nieten aus kohlenstoffarmem Stahl auch in der Bau- und Möbelindustrie eingesetzt werden. Beide Stahlsorten eignen sich gut als Baustahlniete.

Edelstahl

Edelstahlnieten sind bekannt für ihre Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit sowie für ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Darüber hinaus bieten Edelstahlnieten hygienische Eigenschaften, einen Festigkeits-Gewichts-Vorteil und eine gute Schlagfestigkeit. Daher werden sie häufig in Flugzeug-, Automobil- und Schienentransportanwendungen eingesetzt.

Vorteile von Nieten

Nieten bieten gegenüber anderen Befestigungsmethoden wie Schweißen, Schrauben und Bolzen mehrere Vorteile. Zu diesen Vorteilen gehören:

Festigkeit und Haltbarkeit

Nieten bieten eine starke und langlebige Befestigungslösung, die hohen Belastungen und Kräften standhält.

Leichtgewicht

Nieten sind oft leicht und können in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen das Gewicht ein entscheidender Faktor ist, beispielsweise im Flugzeug- und Automobilbau.

Vibrationsfestigkeit

Nieten neigen weniger dazu, sich aufgrund von Vibrationen zu lösen, was sie zu einer geeigneten Wahl für Anwendungen macht, bei denen Vibrationen ein Problem darstellen.

Niedrigere Kosten

Im Vergleich zu anderen Befestigungsmethoden wie Schweißen ist das Nieten oft eine kostengünstigere Option.

Ästhetisch ansprechend

Nieten können eine attraktive Befestigungslösung sein und dazu verwendet werden, die optische Attraktivität eines fertigen Produkts zu verbessern.

Große Auswahl an Materialien

Nieten können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden, darunter Aluminium, Stahl, Messing und Kupfer, wodurch sie vielseitig und für eine Reihe von Anwendungen geeignet sind.

Einfache Installation

Nieten können mit einfachen Werkzeugen schnell und einfach angebracht werden, was sie zu einer bequemen Wahl für viele Fertigungsanwendungen macht.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend sagte CapableMachining, dass das mechanische Nieten eine beliebte und effektive Methode zum Verbinden von zwei oder mehr Materialien ist, die am besten anwendbar ist in Blechbearbeitung. Hierbei wird ein Niet verwendet, ein zylindrisches Befestigungselement, das durch ein Loch in den zu verbindenden Materialien eingeführt und anschließend aufgeweitet oder verformt wird, um die Verbindung zu sichern. Das Nieten bietet gegenüber anderen Verbindungsmethoden mehrere Vorteile, darunter hohe Festigkeit, Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen und Stöße. Es ist außerdem relativ einfach und kostengünstig und erfordert nur grundlegende Werkzeuge und Ausrüstung.

Beim Nieten gibt es jedoch einige Einschränkungen, z. B. die Notwendigkeit des Zugangs zu beiden Seiten der zu verbindenden Materialien und die Möglichkeit von Korrosion oder Ermüdung im Laufe der Zeit. Trotz dieser Einschränkungen bleibt das Nieten eine beliebte und zuverlässige Methode zum Verbinden von Materialien in einer Vielzahl von Anwendungen, von der Bau- und Fertigungsindustrie bis hin zur Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie.