Niettechnik – die Alternative zur Verschraubung

Niettechnik als Alternative zur Verschraubung

Unlösbare Verbindung

Die Niettechnik ist eine zuverlässige und dauerhafte Verbindung, bei der zwei oder mehr Materialien formschlüssig miteinander verbunden werden. Die zu verbindenden Materialien oder Werkstoffe können dabei auch artverschieden sein. Je nach Nietausführung und Nietmaterial haben Niete ein breites Einsatzgebiet, ob im Elektro- oder Energietechnikbereich, für Automobil und Transport, Luft- und Raumfahrt, Maschinen- und Anlagenbau und überall dort, wo es auf sichere Verbindungen ankommt.

Die Niettechnik gilt als unlösbare Verbindung und kommt auch zum Einsatz, wenn die Zugänglichkeit der Anwendung nur einseitig gegeben ist. Bei der Verarbeitung hat die Umgebungs- oder Bauteiltemperatur keinen direkten Einfluss. 


Niettechnik – die Alternative zur Verschraubung – Highlights

Der Aufbau des Niets

Der Niet besteht aus zwei Teilen: dem Nietdorn und dem Niet.

Bei den Setzkopfgeometrien werden folgende Ausführungen unterschieden:

  • Flachkopf: für den Großteil der Verbindungen geeignet und bei normalen Zug- bzw. Schwerkräften
  • Senkkopf: Darf der Kopf nicht vorstehen, werden Senkkopfniete eingesetzt. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die Zug- und Schwerkräfte eingeschränkt sind.
  • Großkopf: für spezielle Anwendungen, wenn dünne oder weiche Materialien an Bauteilen befestigt werden sollen
Nietvarianten

Neben Blindnieten gibt es weitere Nietvarianten, die unterschiedliche Einsatzgebiete haben:

  • Blindniete: Wenn nur eine Seite der Verbindungsteile zugänglich ist, werden Blindniete verwendet. Je nach Materialien kann eine Nietkombination wie Alu/Alu, Alu/Stahl, Edelstahl/Stahl für Hohlniet/Nietdorn zum Einsatz kommen.
  • Vollniete: Diese kommen vorwiegend im Stahlbau oder Metallbau zum Einsatz. Hier gibt es auch verschiedene Kopfformen wie Halbrund-, Senk-, Linsen- und Flachrundkopf.
  • Halbhohlniete: Für den wirtschaftlichen Einsatz von Nietmaschinen und zum Verbinden empfindlicher Werkstoffe werden Halbhohlniete verwendet.
  • Hohlniete: Diese eignen sich ein- oder zweiteilig zum Verbinden von weichen Materialien mit geringer Schließkraft.
Die richtige Auswahl des Niets

Neben der Kopfform ist die Klemmlänge der zu verbindenden Bauteile für die Auswahl entscheidend. Als Faustformel kann zur Nietschaftlängenberechnung Folgendes herangezogen werden.

Fügegut + Nietdurchmesser = Nietschaftlänge

Für die Berechnung der Nietverbindung werden vom Hersteller aber auch Scher- und Zugkräfte angegeben, die zu berücksichtigen sind. Diese Werte werden nach der ISO 14589 "Blindniete – Mechanische Prüfung" genormt und überprüft.

Abgesehen von Kopfform, Klemmbereich und wirkender Kräfteauswahl sind folgende Blechnietvarianten möglich:

  • spezifischer und Standard-Blindniet nach DIN EN ISO
  • Presslaschen-Blindniet
  • Mehrbereichs-Blindniet
  • Magazin-Niet
  • fließlochformender Blindniet FDR – GESIPA-Patent
  • Spreiz-Blindniet
  • Dicht-Blindniet
  • hochfester Blindniet – konusförmiger Dornkopf
  • hochfester Blindniet – runder Dornkopf

Hier finden Sie unsere breite Auswahl an Blindnieten.

Setzvorgang

Blindniete

Beim Setzvorgang wird mit einem Verarbeitungsgerät der Niet in das vorgebohrte Loch der zu verbindenden Teile geführt. Durch das Betätigen des Setzgerätes wird der Nietdornkopf in den Hohlniet gezogen. Nach Erreichen der Klemmkraft reißt der Nietdorn an der Sollbruchstelle ab und der Nietvorgang ist abgeschlossen.

Vollniete

Nietdurchmesser ab 10 mm werden im warmen Zustand geschlagen oder gepresst. Beim Erkalten des Niets schrumpft der Schaft. Die kalten Bauteile behindern die Schrumpfung, dadurch wird im Nietschaft eine Zugkraft aufgebaut. Diese Zugkraft presst über den Schließ- und Setzkopf die Bauteile zusammen. Eine mögliche Querkraft wird über die entstandene Flächenpressung (Reibungskräfte) als Zugkraft abgetragen. Darum wird diese Verbindung auch für dynamische Belastung eingesetzt. Bei Nietdurchmessern bis 8 mm wird der Schließkopf kalt geschlagen. Durch diese Verbindung wird der Nietschaft nicht in der Bohrung verpresst – wodurch bei Querkräften der Nietschaft gegen die Lochwandung verschoben wird dort eine Lochleibungspressung entsteht und der Nietquerschnitt auf Abscherung beansprucht wird.

Hohlniete

Diese werden analog zu den Blindnieten auch mit einem Setzwerkzeug verpresst oder gerollt. Hier kommen Nietzangen, Druckscheren oder pneumatische bzw. hydraulische Geräte zum Einsatz.

Setzgeräte

Passend zur Vielzahl an Nieten stehen auch unterschiedlichste Setzgeräte zur Auswahl. So reicht die Palette von Handnietgeräten für Einzelanwendungen über Akku- und Pneumatik-Geräte für Mehrfachanwendung bis hin zu Geräten mit automatischer Zuführung oder Nietrobotern für Serien oder Produktionsstraßen.

Handgeräte

Der Klassiker ist die Handnietzange NTX oder NTX-F. Mit einem Gewicht von ca. 600 Gramm und dem Einsatzbereich von 5 mm (Aluminium) und 4 mm (Edelstahl) Nietdorndurchmesser ist es ein robustes Gerät für den einfachen Einsatz.

Neben der NTX-Zange bietet die Handnietzange Flipper eine robuste Ausführung mit einem schmalen Zangenkopf und einem Auffangbehälter für die abgerissenen Nietdorne. Charakteristisch ist auch der geringe Einzelhub von 1,6 mm, der das Setzen mit wenig Kraftaufwand möglich macht.

Sollte der Arbeitsbereich der Nietdorne doch einmal größer werden, kommt das Hebelnietgerät HN2 zum Einsatz. Mit dem Arbeitsbereich für Nietdurchmesser bis 6,4 mm bei allen Werkstoffen ist es universell einsetzbar. Die handliche Ausführung, der wartungsarme Gebrauch und der Nietdornauffangbehälter überzeugen.

Akku-Handnietgeräte

Um den Handeinsatz zu erleichtern, stehen selbstverständlich auch Akku-Geräte zur Auswahl. Mit der AccuBird-Serie kann ohne großen Kraftaufwand eine Vielzahl von Nieten gesetzt werden. Eine Akku-Ladung reicht für ca. 1.000 Nietvorgänge (abhängig von Nietdorndurchmesser und Werkstoff).

Bei der Serienfertigung bzw. im Werkstattbereich kommen Pneumatik-Setzgeräte zum Einsatz. Je nach Automatisierungsgrad können diese auch eine automatische Nietzuführung beinhalten. Mit der Taurus-Serie kann der gesamte Arbeits- und Setzkraftbereich abgedeckt werden.

Nietroboter

Sollte ein 100%iger Automatisierungsgrad notwendig sein, sind komplexe Nietroboter eine ideale Lösung. Der Ausführungsgrad und das spezifische Einsatzgebiet sind je nach Anwendungsfall jedoch immer unterschiedlich und können nicht verallgemeinert werden. Es ist somit immer eine kundenspezifische Beratung notwendig. Wir sind gerne bei allen Fragen und Problemstellungen behilflich. Mit Unterstützung unseres Partners, der Firma SFS-Group Austria – Division Riveting (GESIPA), bieten wir Lösungen für Verbindungselemente, Verarbeitungsgeräte bis hin zur gesamten Montagetechnik an.

Quellen

  • DIN – Normhandbuch
  • Roloff/Matek Maschinenelemente: Normung, Berechnung, Gestaltung, 19. Auflage, 2009
  • GESIPA – Produktunterlagen