Auch Nieten zählen!

Ob Blindnietmuttern, Blindnieten oder Lockbolts – Millionen Nieten werden täglich in unterschiedlichsten industriellen Anwendungen eingesetzt – ob Aerospace, Automotive, im allgemeinen Maschinenbau oder auch bei hydraulischen Komponenten (Expandern).

Aber sind diese auch immer alle richtig fest? Prozesssichere Montage von Nietelementen kann nämlich eine Herausforderung sein. Warum ist das aber so?

Blindnietmutter

Die Blindnietmutter kommt dort zum Einsatz, wo ein konventionelles Schraubengewinde zwecks fehlender Materialdicke oder vorhandenen Materialmix, z.B. Kohlefaserverbundstoffe nicht realisiert werden kann.

Die Herausforderung am offensichtlich einfachen Setzvorgang ist, wiederholgenau und trotz schwankender Einflussfaktoren stets die gleiche präzise Montage des Nietelementes zu garantieren. Warum ist Präzision dabei so wichtig?

• Wird das Nietelement im Setzprozess überlastet, wird das innenliegende Gewinde gestaucht. Der Einschraubwiderstand bei der Montage der Schraube wird höher und die erforderliche, zu erzielende Klemmkraft in der Schraubverbindung wird nicht erreicht. Die Folge ist, dass die zu fügenden Bauteile, sich über die auftretenden Betriebskräfte bewegen können, womit der nachfolgende Schraubverbindung als solches komplett versagt.
• Wird das Nietelement nicht fest genug gesetzt, dreht die Blindnietmutter bei dem nachfolgenden Verschraubungsprozess mit und verändert den Startpunkt für die Winkelüberwachung des Schraubwerkzeugs und führt zu einem undefinierten Verschraubungswinkel, heißt zu einem NOK-Ergebnis.

Entscheidend für den nachgelagerten Verschraubungsprozess ist also stets eine wiederholgenaue und überwachte Montage des Verbindungselementes.

Ob der Einsatz einfacher, nicht überwachter Nietwerkzeuge, wie sie immer noch weit verbreitet sind, sinnvoll und zielführend ist, muss jeder Anwender selbst anhand seiner Applikation bewerten.

Beide beschriebenen Szenarien sind nämlich denkbar ungünstig und führen nicht nur zu erhebliche Nacharbeitskosten, sondern auch im schlimmsten Falle zu Haftungsproblemen.

ALLE Nietelemente sollten prozesssicher gesetzt werden. Was aber ist prozesssicher?

Prozesssicher ist ein Setzprozess nur dann, wenn die Kraft (kN) und der Weg (mm) gesteuert und überwacht werden, idealerweise mit der richtigen Setzgeschwindigkeit, angepasst an Nietelement und Materialeigenschaft. Setzeigenschaften der Komponenten, die in der Verbindung verbaut sind, werden ebenfalls ausgeglichen.

Im Prinzip gilt das Gleiche wie bei einem Verschraubungsprozess: Ein langsamerer Setzvorgang zum Ende hin optimiert den Montageprozess und macht ihn beherrschbarer.

Dokumentationspflicht ist insbesondere bei sicherheitskritischen Verbindungen gegeben. Hier kann die Niettechnik keine Ausnahme bilden.

Blindnieten oder Lockbolts:

Blindnieten oder Lock Bolts werden in der Regel für unlösbare Verbindungen eingesetzt. Beim Setzvorgang wird eine ständig steigende Kraft erzeugt, bis der Blindnietdorn bzw. der Lockbolt abreißt.

Warum sollte auch bei diesen Nietelementen Kraft, Weg und Geschwindigkeit überwacht werden?

• der Setzvorgang darf erst gestartet werden, wenn die zu montierende Bauteile durch eine axiale Kraft korrekt gefügt wurden. Somit wird eine Ausdehnung des Nietelementes zwischen oder oberhalb der Bauteile verhindert. Neben einer Steuerung und Überwachung von Kraft (kN) und Weg (mm) hilft hier eine Andruckkontrolle durch das Werkzeug, sie sichert, dass die zu fügenden Bauteile eng aneinander liegen.
• Fehlerhafte Nietelemente können mit diesen Überwachungsparametern erkannt werden, wenn der Nietdorn zwar abreißt, aber die Klemmkraft noch gar nicht erreicht wurde. Folge solcher fehlerhaften oder locker gesetzten Nieten sind z.B. Klappergeräusche. Und die zugedachte Verbindungsaufgabe wird wohl kaum erfüllt. Bei auftretenden Betriebskräften ist auch hier ein Versagen des Nietelementes zu befürchten.
• Der Weg sollte grundsätzlich überwacht werden, um zu verhindern das falsche oder unvollständige Bauteile gefügt wurden.
• Bei sicherheitskritischen Verbindungen sollte eine Dokumentation der Ergebnisse vorhanden sein (Produkthaftungsgesetz).

Beispiele von gesetzten Nietelementen:

Zusammenfassung:

Gelten in der Schraubtechnik schon viele Jahre und auf Basis verschiedenster Normen und Richtlinien klare Vorgaben an Überwachung und Dokumentation aller Anzugsparameter zur Sicherstellung einer prozesssicheren Montage, wird in der Praxis mit einfachsten Betriebsmitteln gearbeitet.

Schlüsselbranchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil oder auch Hydraulik vertrauen dagegen schon seit Längerem auf die Vorteile von kraft- und weggesteuerten Nietsystemen und Handwerkzeugen in Ihren Montagen, die zählen, dokumentieren und auf Ergebnisbasis auch eine ständige Optimierung des Montageprozesses ermöglichen.

Nur gesteuert und überwacht ist wirklich (prozess-)sicher!

Zählen Sie wirklich auf Ihren Nieten?