Nieten sind dauerhafte mechanische Verbindungselemente. Sie werden verwendet, um zwei oder mehr Materialien zu verbinden. Es gibt drei gängige Arten von Nieten, nämlich Vollnieten, Blindnieten (wie Popnieten) und Halbhohlnieten.
Die wichtigsten Erkenntnisse aus dem Artikel:
- Nieten Definition
- Niet-Typen
- Anwendungen von Nieten
- Montagetechniken für Nieten
- Vergleich von Nieten und anderen Befestigungsmethoden
Was ist eine Niete?
Nieten sind die semi-permanenten Verbindungselemente. Sie werden verwendet, um die verschiedenen Teile von Anwendungen zu verbinden. Sie bestehen aus einer zylindrischen Form mit einem Kopf auf der einen Seite und einem Ende auf der gegenüberliegenden Seite.
Vor der Montage wird der hintere Teil der Niete in das Werkzeug eingeführt. Dann wird eine Druckkraft auf ihn ausgeübt. Diese Kraft verformt die Nieten in eine flache Form und verbindet ein Teil mit dem anderen.
Diese mechanischen Verbindungselemente werden normalerweise aus Baustahl, Messing, Kupfer und Aluminium. Die Hersteller verwenden Nieten für verschiedene Projekte und die Herstellung von Industrieteilen. Zum Beispiel für Brücken, Blecharbeiten, Tragwerke, Schiffe und die Luft- und Raumfahrt.
Arten von Nieten
The rivets are available in various shapes and types with different uses. But we will try to discuss the specific types that are typically used in all kinds of works, from light to heavy performance parts. Let’s discover them:
- Solide Nieten
- Blindnieten
- Antriebsnieten
- Bündige Nieten
- Selbststanzende Nieten
- Geteilte Nieten
- Rohrnieten
- Reibschlussnieten
Solide Nieten
Vollnieten sind die klassische Methode, um das Material zu verbinden. Diese Verbindungselemente enthalten runde Formen, die auch als Rundnieten bezeichnet werden. Die Verformung des Schwanzes kann durch Hämmern oder Quetschwerkzeuge erfolgen. Diese Nieten verbinden die Teile und machen sie gleichzeitig manipulations- und vibrationssicher.
Stahl-, Aluminium- und Kupfermetalle sind geeignete Materialien für die Herstellung von Vollnieten. Diese Arten von Verbindungselementen werden in der Luft- und Raumfahrt, im Bauwesen, bei Haushaltsprodukten, in der Elektronik und vielen anderen Bereichen eingesetzt.
Blindnieten
Blindnieten sind für Popnieten bekannt, die eine zylindrische Form mit einem Kopf und einem in der Mitte verlaufenden Dorn haben. Sie sind wie Rohrnieten, die in gebohrte Teile eingesetzt werden können.
Nietgeräte und spezielle Werkzeuge werden ausgewählt, um die Nieten auf die Werkstücke zu setzen. Die Kraft wird aufgebracht, um den Nietdorn durch den Niet zu drücken. Auf diese Weise dehnt die Kraft das Rohr zwischen dem Werkzeug und dem Dornteil aus, um das Blech zu verriegeln.
Blindniete sind unzugänglich und werden zum Verbinden einer Seite von Teilen verwendet. Sie zeichnen sich durch eine hohe Scher- und Zugfestigkeit aus. Diese Nieten werden häufig im Schiffbau, in der Elektronik, im Militär, in der Luft- und Raumfahrt und im Haushalt verwendet.
Antriebsnieten
Die Antriebsnieten sind ähnlich wie Blindnieten. Sie sind mit einem kurzen Dorn durch die Mitte der Nieten gebaut. Die Hersteller können die Antriebsnieten mit einem Hammer oder einem Stützblockwerkzeug befestigen.
Diese Nieten können zur Befestigung von Automobilteilen, architektonischen Platten und Mauerwerk verwendet werden. Sie durchstoßen die Löcher von Blöcken, Platten oder Blechen während des Befestigungsvorgangs nicht.
Bündige Nieten
Bündige Nieten haben Köpfe, die bündig mit den zu befestigenden Metallflächen abschließen. Sie werden auch als Senkniete bezeichnet. Dadurch wird der Luftwiderstand minimiert und die glatten Oberflächen bleiben erhalten.
Die Hersteller verwenden bündige Nieten für Anwendungen, bei denen das Aussehen eine Rolle spielt. Diese Wellen werden üblicherweise für die Herstellung von Außenteilen von Flugzeugen und anderen industriellen Anwendungen wie Automobil- und Schiffsbau verwendet.
Selbststanzende Nieten
Stanznieten werden mit schrägen Bohrenden oder abgeschrägten Nietstiften hergestellt. Diese Nietkategorien können an Teilen angebracht werden, ohne Löcher zu bohren oder die Oberfläche zu durchstoßen.
Die Hersteller legen beide Komponenten auf die Presse. Sie setzen Stanznieten in den Niederhalter ein. Dieser Halter entfaltet dann die Kraft, indem er die Nieten auf die Oberseite des Teils drückt.
Die Bediener hören auf, den Niet zu stechen, bis seine Hälfte in das zweite Teil eingebettet ist. Es ist das schnellste Verfahren zur Herstellung von wasserdichten oder gasdichten Verbindungen, die in der Luft- und Raumfahrt verwendet werden.
Geteilte Nieten
Die geteilten Nieten oder gegabelten Nieten werden hergestellt, indem der Schaft oder seine gegenüberliegenden Enden in zwei separate Schenkel geteilt werden. Teile mit vorgebohrten Löchern werden durch geteilte Nieten verbunden. Mit einem Hammer werden die geteilten Schenkel der Nieten abgeflacht.
Weiche und leichte Materialien wie Kunststoff, Textilien und dünne Bleche können mit diesen Nieten verbunden werden. Sie sind jedoch keine gute Wahl, um schwere Gegenstände zu befestigen.
Rohrnieten
Rohrniete stellen im Wesentlichen die rohrförmigen Befestigungsmittel dar. Diese Schäfte bestehen aus einem Kopf an einem Ende, einem Schaft und einem teilweise hohlen Rohr auf der gegenüberliegenden Seite.
Rohrnieten benötigen im Gegensatz zu Vollnieten keine hohe Druckkraft, um sich zu verformen. Sie können beliebige Teile durch Kaltverformung verbinden, wobei sich die Wände des Lochs nach außen abflachen, um die Teile zu verbinden.
Dieser Niet ist die bevorzugte Option bei kommerziellen Anwendungen von elektrischen Geräten, HVAC-Kanälen und anderen Teilen mit geringem Risiko.
Reibschlussnieten
Reibschlussnieten sind Blindnieten, die als Kupol- oder Senkniete ausgeführt sind. Diese Nieten werden auch als selbststeckende Nieten bezeichnet. Sie sind wie Bolzen, die den Innendruck des Schaftes nutzen, um den Schaft auszudehnen. Die Schäfte dieser Niete schnappen aufgrund der hohen Spannungen an der Unterseite der Teile ein. Die Hersteller verwenden Reibschlussnieten für die Reparatur von Flugzeugteilen wie z. B. Leuchten.
Nietanwendungen
Im Laufe der Zeit haben die Industrien Nietverbindungen genutzt, um ihre vielfältigen Komponenten mit starken Verbindungen herzustellen. Durch die Sicherung der verschiedenen Teile eliminieren Nieten die internen Bewegungen und Vibrationen.
Branchenspezifische Anwendungen
- Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt
- Automobilindustrie
- Baugewerbe.
Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt
Im Allgemeinen werden in der Luft- und Raumfahrt starke und korrosionsbeständige Materialien wie Aluminium, Kupfer und Stahl verwendet. Die Ingenieure fügen die Teile des Flugzeugs mit Hilfe von Nieten zusammen. Diese Nieten werden in der Regel aus Aluminium-Verbundwerkstoffen hergestellt, um die Leichtbaueigenschaften von nicht strukturellen Teilen zu ermöglichen. Sie richten mehrere Teile aus und formen sie, einschließlich:
- Rumpfspanten
- Leitwerksrahmen
- Türen und Luken
- Innenholme
- Cockpitrahmen
- Fahrwerksaufhängungen
- Motorgondeln und Halterungen
- Flügel-Strukturen
Automobilindustrie
Low-weighted rivets manufactured with aluminum alloy are the preferred choice of engineers to make automotive parts light in weight. The diverse use of rivets includes deforming to join the aluminum, steel, and copper parts. These are the parts of vehicles where rivets are applied:
- Karosserieteile
- Fahrgestell und Rahmen
- Batterie-Gehäuse
- Aufhängungsteile
- Crash-Struktur, Knautschzonen
- Türen und Fenster
- Auspuffanlagen
Baugewerbe
The joining of structural and non-structural parts can rely on rivets. They provide high efficacy for construction applications. Rivet fastening is the easiest step to work for joining the several components. you can leverage this to fabricate the following parts:
- Stahlrahmen und Träger
- Brücken
- Metallbedachung
- Fassaden- und Bekleidungssysteme
- Fenster und Vorhangfassaden
- Handläufe und Geländer
- Treppe und Feuerleiter
Der Nietprozess
Techniken der Nietmontage
Versuchen Sie immer, jeden Schritt ohne Überspringen zu befolgen, um dauerhafte und sichere Verbindungen von Teilen mit Nieten zu erreichen. Diese Schritte können umfassen:
- Werkzeuge
- Schritt-für-Schritt-Installationsprozess
Werkzeuge
- Nietpistolen
- Buckelbars
- Bohrer und Klemmen
Schritt-für-Schritt-Installationsprozess
- Vorbereitung
- Platzierung der Nieten
- Nieten
- Qualitätskontrolle
Vorbereitung
Reinigen Sie die Oberfläche der Teile, die durch Nieten zusammengefügt werden sollen. Verwenden Sie eine Mischung aus Wasser und Reinigungsmittel, um alle klebrigen Flecken und Verschmutzungen vom Metall zu entfernen.
Markieren Sie das Metall mit den richtigen Punkten und einem etwas größeren Maß als die Nieten. So können Sie die Löcher durch Bohren herstellen.
Platzierung der Nieten
Formen Sie die Nietköpfe mit Hilfe von Stauchleisten. Nehmen Sie dann die Nietpistole, um mit dem Nietvorgang zu beginnen. Setzen Sie das gegenüberliegende Ende der Niete in die Schlitze der Pistole. Sie können die Größe der Pistolenbolzen an die Größe der Nieten anpassen.
Nieten
Legen Sie die beiden Befestigungsteile zusammen, entsprechend den Bohrlöchern. Nehmen Sie dann die Nietpistole mit den eingeführten Nieten und setzen Sie sie auf die Lochfläche. Drücken Sie die Pistole von Hand, um das Ende gegen den Kopf der Niete zu ziehen, bis es sich abflacht und das Ende bricht.
Qualitätskontrolle
Prüfen Sie die Teile gründlich auf Risse oder Brüche und stellen Sie sicher, dass sie bündig abschließen. Durch diese zusätzlichen Schritte kann die Qualitätsgarantie gegen strukturelles Versagen sichergestellt werden. Das ist aus Sicherheitsgründen notwendig.
Inspektionsmethoden
- Visuelle Inspektionen
- Ultraschallprüfung
- Scherprüfung
Visuelle Inspektionen
Das Qualitätsmanagementteam sollte jedes Teil genau unter die Lupe nehmen. Sie können die Fehler von gerissenen Nietköpfen, schlechter Ausrichtung oder Oberflächenbeschädigungen ohne spezielles Werkzeug überprüfen.
Ultraschallprüfung
Verwenden Sie Ultraschallwerkzeuge, um komplexe und detaillierte Teile zu prüfen. Die zerstörungsfreie Prüftechnik identifiziert falsche Nietungen, indem sie die Strahlen über die verbundenen Metalle zeigt.
Scherprüfung
Prüfen Sie die Festigkeit der befestigten Teile, indem Sie die Scherkraft anwenden. So können Sie sicher sein, dass die befestigten Teile dem Betriebsdruck standhalten oder nicht.
Vergleichende Analyse von Nieten und anderen Befestigungsmethoden
| Aspekt | Nieten | Schweißen | Verklebung | Bolzen |
| Methode | Mechanische Befestigung mit Nieten | Fusionsverfahren zum Verbinden von Metallen | Chemisches Kleben mit Klebstoffen | Einsetzen und Festziehen mit Werkzeugen |
| Primäre Verwendung | Dauerhaft, für Metallkonstruktionen, Flugzeuge, Brücken | Dauerhaft, für strukturelle und hochbelastete Verbindungen | Semi-permanent, wird für gemischte Materialien verwendet | Strukturelle und abnehmbare Metallverbindungen |
| Verbundene Materialien | Metalle, Verbundwerkstoffe | Metalle (z. B. Stahl, Aluminium) | Metalle, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe | Metalle oder ähnliche Materialien |
| Merkmale der Stärke | Gute Scherfestigkeit, mäßige Zugfestigkeit | Hohe Zug- und Scherfestigkeit | Mäßige Festigkeit; gut für nicht tragende Zwecke | Hohe Zugfestigkeit und Scherfestigkeit |
| Beteiligung an der Hitze | Keine Wärme erforderlich | Erfordert hohe Hitze zum Schmelzen | Keine Hitze, Aushärtung durch Zeit, Druck oder UV | Keine Wärme erforderlich |
| Installationsprozess | Niet einsetzen, Kopf mit Nietpistole/Bucking Bar formen | Materialien ausrichten, Kanten mit hoher Hitze schweißen | Klebstoff auftragen, Oberflächen zusammendrücken und aushärten lassen | Schraube einsetzen, mit Schraubenschlüssel oder anderem Werkzeug anziehen |
| Umzugsprozess | Bohren oder Schneiden der Niete zum Entfernen | Erfordert Schneiden oder Schleifen | Lösungsmittel oder Hitze zum Schwächen der Bindung, Abziehen | Mit Werkzeug (Schraubenschlüssel, Ratsche usw.) abgeschraubt |
| Anforderungen an die Inspektion | Sicht-, Ultraschall- oder Scherprüfung | Visuelle und zerstörungsfreie Prüfung (Ultraschall, Röntgen) | Visuelle Prüfung, manchmal auch Zugprüfung | Sichtprüfung, Drehmomentprüfung |
| Vorteile | Hohe Haltbarkeit, keine Wärmeverformung | Sehr starke, durchgehende Verbindung | Geeignet für eine Vielzahl von Materialien, flexible Bindung | Leicht zu installieren und zu entfernen, ermöglicht die Demontage |
| Benachteiligungen | Zeitaufwendig, erfordert genaue Ausrichtung | Möglichkeit der Wärmeverformung, irreversibel | Empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen (z. B. Feuchtigkeit) | Neigt dazu, sich unter Vibration zu lösen, muss nachgezogen werden |
Kostenvergleich zwischen Nieten, Schweißen, Kleben und Verschrauben
| Verfahren zum Verbinden | Ungefähre Kosten pro Verbindung |
| Nieten | $0.10 – $1.00 |
| Schweißen | $0.50 – $5.00 |
| Verklebung | $0.25 – $2.00 |
| Verschraubung | $0.20 – $1.50 |
Dieses Liniendiagramm zeigt die Preisschwankungen von Niet-, Schweiß-, Klebe- und Schraubverfahren auf einer Skala von 1 bis 10. Das Schweißen ist die teuerste Methode. Sie erfordert eine spezielle Einrichtung, Werkzeugkosten und Arbeitskosten. Im Gegensatz dazu ist das Verschrauben eine wirtschaftliche Wahl für alle Arten von Sektoren. Die Preise für Nieten und Kleben liegen im mittleren Bereich.
Innovative Niettechnologien
Fortschritte in der Niettechnologie
Roboter- und automatisierte Nietsysteme
Die Niettechniken wurden durch die Einführung von Roboterarmen und CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) verbessert. Diese Werkzeuge ermöglichen eine präzise und genaue Platzierung mit gleichmäßigem Druck auf jede verformte Niete.
Niet-Rechner
Nietrechner erleichtern die Befestigung der verschiedenen Teile. Diese Messwerkzeuge berücksichtigen die genaue Größe, das Baumaterial oder die Platzverhältnisse. Darüber hinaus rationalisieren sie die genauen Belastungsdrücke, Dicken und Festigkeiten von Nieten. Der Nietkalkulator ermöglicht optimierte Optionen für Haltbarkeit und Sicherheit.
Auswirkungen auf Effizienz und Qualität:
Die Fortschritte bei den Herstellungs- und Nietverfahren bringen qualitätssichernde Faktoren mit sich. Sie verkürzen die Bearbeitungszeit und ermöglichen die Herstellung qualitativ hochwertiger Teile. Der Einsatz eines Roboterarms und von Rechenmaschinen verhindert Probleme mit der Metallermüdung und ermöglicht eine schnelle und präzise Produktion.
Schlussfolgerung:
Nieten sind die besten Verbindungselemente, die nicht teurer sind als Schweißen. Sie sorgen für dauerhafte Verbindungen mit ausreichender Oberflächengüte. Diese Nieten können aus verschiedenen Materialien wie Stahl, Aluminium oder Kupfer hergestellt werden. Außerdem gibt es verschiedene Arten von Nieten, die jeweils für bestimmte Anwendungen eingesetzt werden. Wenn Sie die wesentlichen Schritte der Niettechnik befolgen und moderne Systeme einsetzen, können Sie das gewünschte Ergebnis erzielen.