mini|Niete aus dem Schiffbau mini|Nietverbindungen der Hohenzollernbrücke in Köln (schwarz/weiß) mini|Genietete Drehbrücke in Köln-Deutz von 1907 mini|Genietete Stahlträger im Schiffshebewerk Niederfinow
Der oder das Niet (Plural Niete) bzw. die Niete (Plural Nieten) ist ein plastisch verformbares, zylindrisches Verbindungselement. Die Herstellung einer Nietverbindung zwischen den an der Verbindungsstelle aufeinander liegenden flachen Materialteilen (z. B. Blechen, Kunststoffteilen, Leder oder robusten Baumwollstoffen) wird als das Nieten bezeichnet.
Durch die Bildung eines zweiten Nietkopfes beim Nieten wird der Niet unverlierbar bzw. die Verbindung zwischen den zwei oder mehreren Bauteilen unlösbar. Nach einer Warmnietung verschwindet ein eventuelles Längsspiel zwischen dem Niet und den Flachteilen durch Schrumpfen des sich abkühlenden Niets. Dagegen lockert sich die (durch Pressung entstandene und allein unzureichende) Querverformung im Nietloch.
Niete werden vor allem aus Metallen und Legierungen, aber auch Kunststoffen hergestellt. Sie gehören zu den einfachen und in fast allen Eigenschaften genormten Maschinenelementen.
Geschlossen werden die Niete mit Niethammer, Gegenhalter, Nietenzieher (Döpper), Nietezangen wie der Blindnietzange sowie hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Nietmaschinen.
Etymologie
Das Wort Niet stammt vom althochdeutschen Wort (h)niotan „befestigen“ ab. Im Mittelhochdeutschen soll Niet zudem für einen breitgeschlagenen Nagel stehen.
Der Begriff ist in mehreren Formen und Genera üblich, wobei der Singular „Niete“ im allgemeinen Sprachgebrauch die überwiegend verbreitete Form darstellt. In der Fachsprache überwiegt der Singular „Niet“. Beide Formen mischen sich jedoch zunehmend. Man findet neben DIN-Normen auf „Nieten“etwa: DIN EN 2544:1989-09 Luft- und Raumfahrt; Darstellung von Nieten in Zeichnungen von Luft- und Raumfahrtgerät: deutsche Fassung EN 2544:1987 (Beuth-Verlag) auch ÖNORMen auf Plural „Niete“.etwa ÖNORM EN 2941:2008 08 01 Luft- und Raumfahrt – Niete aus Nickellegierung – Technische Lieferbedingungen (ASTANDIS, https)
Verbreitung
fachsprachlich in Deutschland: der Niet, Pl. die Niete; F. M. Feldhaus hielt 1914 jedoch noch die Form das Niet für korrekt.F. M. Feldhaus: Die Technik der Vorzeit, der geschichtlichen Zeit und der Naturvölker. Ein Handbuch für Archäologen und Historiker, Museen und Sammler, Kunsthändler und Antiquare. Engelmann, Leipzig und Berlin 1914. Stichwort Niet in Österreich die Niete, Pl. die Nieten; nach ÖNORM M 5300ÖNORM M 5300; Nieten: Technische Lieferbedingungen allgemeinsprachlich im gesamten DACH-Raum: die Niete, Pl. die NietenNiet, Niete bei DWDS in Nordostdeutschland bzw. Mecklenburg-Vorpommern der/das Niet, Pl. die Niete
Allgemeines
mini|Genieteter Schiffsrumpf mini|Niete am Flugzeugrumpf mini|Niet an einer Jeans zur Verstärkung der Nähte
Der Niet besteht aus einem flachen und breiten Setzkopf und einem schmalen, zylindrischen Nietschaft. In die zu verbindenden Bauteile müssen Bohrungen eingebracht werden, die einen etwas größeren Durchmesser als der Nietschaft haben. Durch diese Bauteile wird der Niet hindurchgeschoben, sodass er darüber hinaussteht. Anschließend wird das überstehende Ende des Niets durch Bearbeiten mit einem Hammer zu einem Kopf (dem sogenannten Schließkopf) geformt, der die Bauteile sicher verbindet.
Niete bieten gegenüber Schrauben den Vorteil, dass in keines der Bauteile ein Gewinde eingebracht werden muss. Ein Nachteil 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. Dazu gehört unter anderem der Flugzeugbau, bei dem Nietverbindungen die wesentliche Grundlage der Strukturbauteile darstellen. Im Gegensatz zu Schraubverbindungen, welche durch komplexe Messungen (Drehmoment u. Ä.) überprüft werden müssten, ist eine formschlüssige Nietverbindung optisch und ohne Messaufwand an dem geformten Schließkopf zu erkennen.
Niete bieten gegenüber Schweißverbindungen den Vorteil, dass keine Gefügeumwandlung und kein Verziehen durch Wärmeeinwirkung stattfindet. Auch lassen sich nicht schweißbare und ungleichartige Werkstoffe miteinander verbinden.
Je nach Verwendungszweck werden unterschiedliche Kopfformen verarbeitet, beispielsweise Halbrund-, Senk-, Flachrund- und Flachsenkkopf. Der Niet liegt mit dem Kopf auf der einen Seite der zu verbindenden Werkstücke an. Der Schaft wird durch das vorgebohrte oder vorgestanzte Loch durchgesteckt und durch Druck in die Breite verformt, sodass die Werkstücke fest miteinander verbunden werden. Der Druck kann plötzlich durch Schlag oder kontinuierlich z. B. durch eine hydraulische Presse aufgebracht werden. Niete mit einem Durchmesser von mehr als 8 mm werden warm geschlagen, das heißt im Schmiedefeuer auf Gelbglut erwärmt, glühend eingeschlagen und der Kopf geformt. Beim Abkühlen zieht sich der Niet zusammen und verspannt die zu verbindenden Werkstücke. Somit wird zwischen Kalt- und Warmnietverbindungen unterschieden.
Eine Handnieter-Kolonne im Schiffbau mit Nietanwärmer, Einstecker, Vorhalter und Nieter schaffte etwa 300 Nieten täglich, ca. das Dreifache bei Verwendung von hydraulischen und Presslufthämmern (ab Anfang des 20. Jahrhunderts).Anna Ozimek, in: Von Menschen und Werften. Carl Schünemann, 2. Aufl. Bremen 2013, ISBN 978-3-944552-05-7, S. 32.
Bedeutung
Die klassische Vollniet-Verbindung ist in technischen Anwendungen heute vielfach durch die Schweißverbindung ersetzt. Genietet wird nur noch dort, wo Schweißen nicht geeignet ist, z. B. im Leichtbau oder bei nicht schweißbaren Materialien sowie bei der Reparatur alter Nietverbindungen.
Gründe hierfür können sein: Zu vernietende Bauteile müssen übereinandergelegt und zusammen durchbohrt werden, sonst passt der Niet wegen Fertigungstoleranzen nicht durch. Gegebenenfalls muss das Loch mit einem Fräser oder einer Reibahle nachgearbeitet werden. Dieses Verfahren ist umständlicher und teurer als automatisierte Klebe- oder Schweißverfahren. Auch Schraubverbindungen sind günstiger zu verarbeiten als klassische Vollniete. Auf Blindniete trifft dies jedoch nicht zu. Jede Nietverbindung muss einzeln geprüft werden.
mini|Ein- und zweischnittige Nietverbindung
Durch eine Nietverbindung wird der Kraftfluss umgeleitet, es entsteht ein zusätzliches Biegemoment im Bauteil. Gestoßene Schweißverbindungen haben diesen Nachteil nicht. Das zusätzliche Biegemoment kann nur durch aufwändigere, mehrschnittige Verbindungen aufgehoben werden (nebenstehende Abbildung).
Im Vergleich zu linienförmigen Verbindungen entsteht in dünnen Blechen im Bereich des Nietlochs punktuell eine hohe Spannung. Die zu verbindenden Materialteile werden durch Löcher geschwächt. Je nach den verwendeten Materialien sind Nietverbindungen korrosionsempfindlich. Ein Abrosten der zu verbindenden Bauteile oder der Nietköpfe kann zu einem Lockern der Verbindung führen. Bei Jeans- und Lederartikeln werden Niete auch nur zur Verzierung ohne eigentliche Halte- oder andere Funktion (z. B. Schnürsenkelführung) eingesetzt. Gleiches gilt für den Messerbau, zum Beispiel beim Laguiole-Messer, wo einen zentralen Niet umgebende kleine funktionslose Nietstifte mit diesem zusammen ein kreuzförmiges Ornament bilden.
Verfahren
Konventionelle Nietverfahren sind:
Vollnieten Hohlnieten Blindnieten Stanznieten
Vollniete
mini|Zwei Niete zur Anbringung eines Henkels für beweglichen Bügel, römischer Bronzetopf, 1. bis 2. Jahrhundert mini|Zwei Halbrund-Vollniete
Die wohl älteste Verbindungstechnik ist das Vernieten durch Vollniete.siehe auch DIN 123, DIN 124, DIN 302, DIN 660, DIN 661, DIN 662, DIN 674, DIN 675, DIN 7338-A, DIN 7338-B und ISO 1051 sowie Konstruktionsatlas.de, Herausgeber Uwe Koerbitz Die Ursprünge des Nietens mit Vollnieten lassen sich in die Bronzezeit zurückverfolgen. Dennoch hat diese Verbindungsmethode wichtige Merkmale, die sie auch heute noch bei sicherheitskritischen Verbindungen unersetzlich macht. Dazu gehört neben Stahlkonstruktionen für Bauwerke vor allem der Flugzeugbau. Auch neue Flugzeuge werden heute noch durch das Vernieten von Blechstrukturen mit Vollnieten hergestellt.
Der wichtigste Grund für die Verwendung von Vollnieten liegt in der einfachen Herstellung von Nietverbindungen und darin, dass die Qualität der Verbindung durch bloßes Ansehen ohne Hilfsmittel geprüft werden kann. Das ist wohl der wichtigste Grund, warum bei sicherheitskritischen Anwendungen, die einer hohen Dauerschwingbelastung ausgesetzt sind, Vollniete zum Einsatz kommen. Der anfänglich sichere Sitz der Verbindung ist rein optisch durch die Form der Ausprägung des Setzkopfes zu prüfen. Das gilt nicht für Korrosionsschäden über die Lebensdauer.
An Flugzeugen, bei denen die Struktur durch tausende Nietverbindungen gesichert wird, ist somit eine leichte Überprüfung der Verbindungsqualität möglich. Weiterhin ist die Beständigkeit einer Vollnietverbindung bei Dauerschwingbelastung jedem anderen Fügeverfahren überlegen. Zum Beispiel ist das ab 1937 von Dornier gebaute Flugzeug (DO24 ATT) heute noch im Flugeinsatz.
Nach der Form des Kopfes werden diese Niete auch Halbrundniet und Senkniet genannt.
Halbhohlniet
Der Halbhohlnietsiehe auch DIN 6792 und DIN 7338 sowie Konstruktionsatlas.de, Herausgeber Uwe Koerbitz entspricht dem Vollniet, besitzt jedoch einseitig ein offenes Ende, das durch einen Dorn gespreizt oder umgebördelt wird, statt zu einem Kopf geformt zu werden.
Hohlniet
mini|Hohlniete d=3 mm
Ein Hohlnietsiehe auch DIN 7339, DIN 7338-C und DIN 7340 sowie Konstruktionsatlas.de, Herausgeber Uwe Koerbitz ist eine Hülse, welche oft bereits einen einseitig angeformten Kragen oder einen geschlossenen Kopf besitzt.
Offene Enden werden beim Zusammendrücken des Nietes mit speziell geformten Nietsetzern oder entsprechenden Zangen aufgeweitet und nach außen zum zu verbindenden Material hin umgerollt.
Hohlniete sind weniger belastbar und werden auch für dekorative Zwecke (z. B. an Gürteln) oder zur Lochverstärkung in Papier und Pappe eingesetzt.
Manche Hohlniete sind einseitig verschlossen und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer Nietkappe versehen, sodass nach dem Stauchen keine Öffnung mehr zu sehen ist.
Schließringniet (Schließringbolzen)
Nach dem Einführen des Grundkörpers und dem Zusammendrücken der zu verbindenden Bauteile wird ein Ring um das überstehende genutete Ende des Nietbolzens geformt.siehe Konstruktionsatlas.de, Herausgeber Uwe Koerbitz Dadurch ist es möglich, die Festigkeit der Verbindung noch zu erhöhen, da der Niet selbst nicht verformt wird und daher aus gehärtetem Material bestehen kann.
Blindniet
mini|Verschiedene Blindniete links|mini|Herstellung einer Blindnietverbindung, vereinfacht ohne Querverformung
Ein Blindniet wird auch Zugdornniet oder Popniet(e) genannt. Es handelt sich um eine spezielle Form des Hohlniets, die nur den Zugang zu einer Seite der zu verbindenden Bauteile erfordert und mit einer speziellen Blindnietzange befestigt wird. Der Blindniet besteht neben dem eigentlichen, hohlen Nietkörper mit Kopf an der Vorderseite aus einem längeren, durchgesteckten Dorn mit Kopf außen vor dem Nietende, der mit einer Sollbruchstelle versehen ist.
mini|Unter dem Kopf des Dorns liegen rundherum Dellen, bei deren Herstellung Material radial ausweicht. Diese Buckel bewirken, eine rund-viereckigen Querschnitt mit vergrößertem Umkreis. Ein Stück darunter liegt eine zweite Reihe von Dellen. Diese verringern den Querschnitt so stark, dass hier eine Sollbruchstelle ausgebildet wird. Durch Kerbwirkung reißt genau hier der Dorn ab, wenn eine maximale Zugkraft auf ihn wirkt.