Nieten sind Teile, die mehrere Komponenten und Strukturen zu einem Gesamtkörper zusammenfügen. Diese Teile können mit einigen Spezialwerkzeugen bearbeitet werden. Nieten sind ein Allheilmittel in der Fertigung. Je nach Designanforderungen und Leistung können unterschiedliche Nietenarten verwendet werden.
Diese Nieten bieten unglaubliche Anzugsmöglichkeiten bei leichten und schweren Anwendungen.
Dies macht sie in den unterschiedlichsten Umgebungen äußerst wertvoll, vom Flugzeugbau und Brückenspleißen bis hin zu U-Booten und Blechfenster- und -türbaugruppen.
Dieser Artikel hilft Ihnen dabei, die verschiedenen Nietenarten, -strukturen und ihre Verwendung vollständig zu verstehen. Kommen wir gleich zur Sache!
1. Nietenübersicht
Nieten sind einfache und praktische Metallverbinder, leicht zu verwenden und zu warten und ein unverzichtbares Befestigungsteil in der Industrie und im täglichen Leben. Beginnen wir also mit Nieten.
1.1 Was sind Nieten?
Nieten sind häufig verwendete mechanische Verbindungselemente, um Metallverbindungselemente, die zwei oder mehr Werkstücke zusammenhalten, fest zu verbinden.
Seine Hauptstruktur besteht aus zwei Teilen: Nietkopf und Nietgriff. Normalerweise ist der Kopf dicker und der Schaft dünner. Das Funktionsprinzip besteht darin, zuerst den Schaft des Niets durch das Loch des zu verbindenden Werkstücks zu führen und dann den Nietkopf durch Hämmern oder Druck mechanisch auszudehnen, um ihn zu verformen, sodass der Nietkopf fest auf der Oberfläche des Werkstücks befestigt wird und eine Befestigungsverbindung hergestellt wird.
Nieten werden normalerweise aus Aluminium, Stahl, Polymermaterialien usw. hergestellt, einige bestehen jedoch auch aus anderen Verbundwerkstoffen. Diese Arten von Befestigungselementen werden nicht wie die üblichen Schrauben und Muttern festgezogen. Die Verwendung einer einzigartigen Nietmontagemethode hilft dabei, sicherzustellen, dass dauerhafte Teile zusammengebaut oder verbunden werden. Nieten werden häufig in der Technik, im Bauwesen, in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen verwendet, da sie eine solide Verbindung bieten, die Vibrationen und äußeren Kräften standhält und gleichzeitig keinen zugänglichen Raum auf der anderen Seite der Verbindung benötigt.
1.2 Der Aufbau des Niets
Der Aufbau von Nieten besteht im Wesentlichen aus folgenden Teilen:
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Nietenkopf
Der Nietkopf befindet sich an einem Ende der Niete und ist im Durchmesser größer als der Nietschaft. Bei Gebrauch wird der Kopf durch Krafteinwirkung verformt, so dass die Niete auf dem zu verbindenden Werkstück fixiert wird. Gängige Nietkopfformen sind:
(1) Flachkopf: Der Kopf ist flach und wird am häufigsten verwendet.
(2) Halbrunder Kopf: Der Kopf ist halbrund.
(3) Stauchen: Der Kopf ist zylindrisch und die Länge ist größer als der Durchmesser.
(4) Stempel: Der Kopf ist leicht spitz zulaufend, um die anfängliche Positionierung zu erleichtern.
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Nieten Schaft
Der Nietschaft ist ein länglicher Zylinder, der Kopf und Ende verbindet. Der Durchmesser des Schafts ist im Allgemeinen gleichmäßig, und einige Nieten haben einen konischen Übergang an der Verbindung von Kopf und Schaft.
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Nietenspitze
Das Ende des Niets ist die Spitze, die dazu dient, den Niet in das Loch zu führen, das das Werkstück verbindet. Einige Nietenenden sind zu Fasen oder Kugeln verarbeitet.
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Nieten Hals
Am Übergang zwischen Kopf und Schaft sind bei manchen Nieten zur besseren Spannungsverteilung auch die Halspartie bearbeitet.
Darüber hinaus verfügen einige Spezialnieten über Strukturen wie Kegel oder Wellen, die für bestimmte Anwendungen geeignet sind. Nieten aus unterschiedlichen Materialien und Größen weisen aufgrund der Belastungsanforderungen auch unterschiedliche strukturelle Proportionen auf.
1.3 Wie funktionieren Nieten?
Nieten sind ein unverzichtbares Werkzeug in Maschinen und Konstruktionen. Sie können Nieten durch Bohren, Stanzen oder Einführen in Löcher und Verformen des Endes installieren. Die beliebteste Nietmethode Das Verfahren beinhaltet das Bohren von Löchern in die zu nietenden Teile. Dies liegt daran, dass es einfacher und zugänglicher ist.
Die Nieten werden in Bohrlöcher eingebaut, die etwa 1.5 mm länger sind als der Nietendurchmesser, um den Nieten besser Halt zu geben. Sobald die Niete eingebaut ist, kommt der Schwanz am anderen Ende heraus, wo er sich verformt. Wenn Sie den Schwanz der Niete zerdrücken oder zerschlagen, wird das Material abgeflacht, was normalerweise dazu führt, dass sich der Schwanz entfaltet oder ausbreitet. Er breitet sich auf etwa das Eineinhalbfache der ursprünglichen Größe aus.
Mit anderen Worten: Sie können eine Niete in Hantelgröße herstellen, indem Sie durch Klopfen oder Ziehen den Schwanz an einem Ende flach brechen und am anderen Ende einen neuen Kopf bilden. Danach nimmt der Schwanz die Form einer Hantel an. Auf diese Weise werden die Verbindungen vernietet.
2. Vorteile von Nieten:
Zu den Hauptvorteilen von Nieten gehören:
2.1. Einfache und schnelle Installation
Nieten sind einfach anzubringen. Zur Fertigstellung müssen Sie lediglich einen Hammer verwenden oder Nietpistolen verwenden. Es sind keine zusätzlichen Werkzeuge oder Geräte erforderlich, die Installation ist effizient.
2.2. Hohe Anzugskraft
Nach der Verformung des Nietkopfes kann eine große Befestigungskraft erzeugt werden, so dass die verbundenen Teile fest miteinander verbunden sind und eine gute Zugfestigkeit und Scherfestigkeit aufweisen.
2.3. Lange Lebensdauer
Im Vergleich zu Schrauben lösen sich Nieten nicht so leicht, haben eine lange Lebensdauer und die Verbindungsfestigkeit lässt aufgrund von Korrosion nicht so leicht nach.
2.4. Niedrige Kosten
Das Material und der Verarbeitungsprozess von Nieten sind einfach und die Kosten für die Massenproduktion sind niedrig.
2.5. Die Toleranz des Lochs ist nicht hoch
Im Vergleich zu Bolzenmuttern stellen Nieten geringere Anforderungen an die Durchmessertoleranz der vorgefertigten Löcher und erfordern bei der Montage keine genaue Passung.
2.6. Kompakte Struktur
Nieten sind insgesamt dünner und werden häufig bei Anwendungen mit begrenztem Platz verwendet.
2.7. Gute Leitfähigkeit
Viele Metallnieten haben eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit.
2.8. Abnehmbar und nicht entfernbar
Wählen Sie je nach Bedarf zwischen abnehmbaren oder nicht abnehmbaren Nieten.
2.9. Gute Anti-Lockerungsleistung
Nach der Verformung des Nietkopfes entsteht eine mechanische Keilverriegelung und die Verbindung lässt sich nicht so leicht lösen.
2.10. Die Verwendung wird nicht durch die Form des Lochs eingeschränkt
Im Gegensatz zu Bolzenmuttern können Nieten für Löcher jeder beliebigen Form verwendet werden und müssen keine runden Löcher sein.
2.11. Kann zum Abdichten verwendet werden
Einige Nieten aus Weich- oder Kunststoffmaterialien können bei geringen Dichtanforderungen eine gewisse Dichtwirkung erzielen.
2.12. Kann für temporäre Montage verwendet werden
Vor der Endmontage können Nieten zur temporären Positionierung von Bauteilen verwendet werden.
2.13. Mehrere Teile können gestapelt und verbunden werden
Mit einer Niete ist eine schnelle Befestigung durch mehrere Teile möglich.
2.14. Kann zum Befestigen dünner Platten verwendet werden
Zum Verbinden von Blechmaterialien sind Nieten eine gute Wahl.
2.15. Gute Korrosionsschutzleistung
Viele Metallnieten verfügen über einen guten Korrosionsschutz und eignen sich für raue Umgebungen wie den Außenbereich und Feuchtigkeit.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Nieten schnell und einfach zu installieren sind, eine kompakte Struktur aufweisen, stabil und zuverlässig funktionieren und ideale Befestigungselemente für eine breite Palette von Anwendungen sind.
3. Nachteile von Nieten
Fast nichts hat seine Vorteile ohne Nachteile oder Einschränkungen. Hier sind einige der Nachteile des Nietens:
3.1. Es kann nach der Installation nicht entfernt werden
Gewöhnliche Nieten können nach der Installation nicht entfernt werden und Reparaturen und Ersatzteile erfordern Schneiden oder Bohren.
3.2. Es kommt zu einer Kraftkonzentration am Verbindungsteil
Nietverbindungen neigen zu Spannungskonzentrationen und können zum Verschleiß der Verbindungen führen.
3.3. Erfordert spezielle Installationstools
Das Einsetzen der Nieten muss mit einem Hammer oder einer speziellen Nietpistole erfolgen, was relativ umständlich ist.
3.4. Die Verbindung kann beschädigt sein
Durch Hämmern oder Druck während der Montage kann die Oberfläche der Verbindung beschädigt werden.
3.5. Die Kontaktfläche muss gereinigt werden
Das Verbindungsteil muss vorab von Staub und Fett gereinigt werden, da sonst die Befestigungswirkung beeinträchtigt wird.
3.6. Es besteht die Gefahr eines Ermüdungsbruchs
Bei lang anhaltender Krafteinwirkung kommt es bei Nieten zu Ermüdungsbrüchen.
3.7. Geringe Verbindungsstärke
Nieten haben im Vergleich zu hochfesten Schrauben eine geringere Zugscherfestigkeit.
3.8. Es besteht die Gefahr der galvanischen Korrosion
Der Kontakt mit verschiedenen Metallen kann galvanische Korrosion verursachen und die Festigkeit der Verbindung verringern.
3.9. Geringe Verbindungsgenauigkeit
Im Vergleich zu Schraubverbindungen sind Nietverbindungen ungenauer.
3.10. Es ist nicht einfach, hermetische und flüssige Abdichtung zu erreichen
Nietverbindungen sind nicht für gas- oder flüssigkeitsdichte Anwendungen geeignet.
4. Materialien für Nieten
Es gibt mehrere Metallmaterialien, aus denen Nieten hergestellt werden können. Dazu gehören Stahl, Kupfer, Messing, Aluminium, Kupfer und rostfreier Stahl. Designer und Hersteller wählen diese unterschiedlichen Materialien entsprechend ihren Anforderungen aus.
Mit diesen riesigen Materialien haben Nieten jetzt unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten. Daher wird empfohlen, ein Nietenherstellungsmaterial zu wählen, das der Leistung der zu verbindenden Teile entspricht.
4.1 Eisen
Eisennieten haben den niedrigsten Preis und eine durchschnittliche Zugfestigkeit und werden häufig für temporäre Montagen oder nicht kritische Verbindungen verwendet.
4.2 Weichstahl
Nieten aus kohlenstoffarmem Stahl haben eine höhere Festigkeit, einen höheren Preis und eine gute Vielseitigkeit.
4.3 Hochfester Stahl
Hochfeste Stahlnieten haben eine hohe Zugfestigkeit, sind aber auch teurer. Sie werden für strukturelle Verbindungen verwendet, die eine hohe Festigkeit erfordern.
4.4 Kupfer
Kupfernieten haben eine gute Leitfähigkeit und werden für leitfähige Verbindungen verwendet, die Festigkeit ist jedoch geringer.
4.5 Aluminiumlegierung
Aluminiumnieten sind leicht und können in Bereichen eingesetzt werden, in denen ein geringes Gewicht erforderlich ist, wie zum Beispiel in der Flugzeugindustrie.
4.6 Nickel
Nickelnieten weisen eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf und werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, wie z. B. auf Schiffen.
4.7 Titan
Titannieten sind stark, sehr leicht und korrosionsbeständig und werden in High-End-Flugzeugen und Raumfahrzeugen verwendet.
4.8 Kunststoffe
Polymernieten sind leicht und langlebig für die temporäre Positionierung oder interne Verbindungen von Elektronik.
4.9 Edelstahl
Edelstahl Nieten sind äußerst korrosionsbeständig und werden in korrosiven Umgebungen verwendet.
4.10 NdFeB-Legierung
NdFeB-Nieten verfügen über eine starke magnetische Haltekraft und werden zum Anschluss von Geräten mit Permanentmagneten verwendet.
Verschiedene Arten von Nieten, die für die Herstellung verwendet werden können
Es stehen verschiedene Nietenarten zur Auswahl. Sie werden jedoch grob in die folgenden Kategorien unterteilt.
