Mehr zu den Nieten

[Canoodle]

Hi zusammen,

 

Ich muss einen Seminarvortrag zum Nieten im Flugzeugbau halten. Es wurde hier schon mal nach Infos zu diesem Thema gefragt (auch von mir schon mal danke für die damaligen Antworten), aber ich stoße bisher trotzdem auf sehr wenig Matrial zu diesem Thema, was ich eigentlich seltsam finde weil Nieten doch eigentlich das herkömmlichste Fügeverfahren im Flugzeugbau sind, oder nicht?

Deshalb möchte ich nochmals darum bitten wenn irgendjemand hier speziell was dazu weiss

1. warum Nieten sich im Speziellen so gut für die Belastungen in der Luftfahrt eignen

2. welche Nieten speziell für den Flugzeugbau verwendet werden und wo (ideal wären Bilder von Flugzeugen an denen die klassichen Nietstellen markiert sind oder Ausschnitte von speziellen Nietsituationen am Flugzeug)

3. ob sich das Verfahren an sich vom "normalen" Nieten unterscheidet

4. Inwieweit denn noch weiter genietet werden wird bzw. ob Laserschweißen und Kleben denn wirklich eine Alternative sind

Ich würde mich auch voll über Buchvorschläge oder Links zu dem Thema freuen, denn bisher finde ich wie gesagt nichts dazu in den Büchereien...

 

Vielen Dank schon mal im Voraus!!!!

[IFixPlanes]

Link 1 (2.16MB)

 

Link 2 (2.89MB)

[Andi Rotorchopf]

Salü <Canoodle>,

 

Guckst Du auch HIER...

DIES ist vielleicht etwas Dick aufgetragen...

DIES und DAS dürfte auch eine Informationsquelle bieten...

 

Auch Composites werden sowohl als auch (geklebte Nietung/genietete Klebung ZUM BEISPIEL) mit Kleb-/ Dichtmassen z. B. HAUSLIEFERANT von Airbus

[MarkusP210]

1. Nieten verhalten sich auch unter extremen Temperatur- und Feuchtebedingungen stabil, sind einfach und unter 'normalen' Bedingungen zu verarbeiten und lassen auch Reparaturen zu ohne ganze Strukturen ersetzen zu müssen.

 

2. Für den Flugzeugbau werden spezielle Aluminium-Legierungen verwendet. Das Bezeichnungsschema lautet AN426 für versenkte, AN470 für Rundkopfnieten. Es folgt der Durchmesser und die Legierungsqualität (z.B. AN426 AD3-3 Eine AD-Niete mit hoher Festigkeit im Durchmesser 3 mit der Länge 3)

 

3. Nein

 

4. Cessna verwendet beim Bau des brandneuen Mustang-Jets ausschliesslich das Nietverfahren. In diesem Sinne lässt sich die Frage wohl mit Nein beantworten.

 

Markus

[Volume]

Hallo Canoodle,

 

Zunächst mal, es handelt sich orthographisch korrekt um Niete, nicht um Nieten. Nieten sind die Lose ohne Gewinn oder die unfähigen Leute. (Was unterscheidet den Eifelturm von einem Großkonzern? Beim Eifelturm sitzen die größten Nieten unten...)

 

Das Zauberwort im Zusammenhang mit Nieten ist Damage Tolerance. Niete sind zwar nicht die optimale Verbindungsmethode in Bezug auf Dauerfestigkeit, aber sie versagen sehr gut kontrollierbar. Wenn ein Niet versagt, wird die Last auf die benachbarten Niete umgelagert. Wenn das Material an einem Niet anfängt zu reissen, ist der Riss gut zu finden (weil auch gut vorherzusagen, man weiss wo man suchen muss).

Wenn eine Schweißnaht einmal anfängt zu reissen, dann breitet sich dieser Riss sehr schnell aus, das selbe gilt für eine Klebenaht die an einer Stelle anfängt sich zu lösen. Ein Riß senkrecht zu einer Schweißnaht wird von dieser nicht gestoppt, sondern wandert durch. Ein Riß senkrecht zu einem Nietstoß läuft am Blechende aus und wird so gestoppt.

 

Ausserdem kann man Niete, obwohl sie als "unlösbare Verbindung" gelten, sehr gut wieder ausbohren wenn man etwas reparieren will. Bei einer Klebung oder Schweißnaht tut man sich da schwerer.

 

Gerade bei Compositebauteilen lässt sich das Material sehr gut lokal verstärken, auch gezielt mit Fasern in anderer Orientierung, damit eignet sich gerade dieses Material sehr gut zum nieten.

 

Es gibt einige Spezialmaterialien bei Luftfahrtnieten, z.B. Aluminiumlegierungen die wärmebehandelt werden und im Kühlschrank aufbewahhrt werden müssen. Nach der Verformung durch das Setzen des Niets härtet das Material dann unter Raumtemperatur aus. Es gibt auch Bimetallniete mit einem Kopf und Schaft aus Titan und einer Spitze aus besser verformbarem Niob. (Columbium)

 

Das Nietverfahren mit Niethammer unterscheidet sich vom Nieten im Bauwesen oder im Schwermaschinenbau vor allem dadurch, das die Rückseite oft nicht gut zugänglich, die Struktur selbst aber sehr leicht und elastisch ist. Daher wird sehr oft mit dem Niethammer auf der Senkkopfseite und dem Gegenhalter auf der Schließkopfseite gearbeitet.

 

Google sollte dir eine Fülle weiterer Informationen liefern können. Schau dir auch mal ein paar Homebuilderseiten an, da gibt es auch viele Nietverbindungen in Hunderten von Bildern zu sehen, z.B. bei RV buildern (RV-7 bis RV-10)

 

Gruß

Ralf

[willard]

Zunächst mal, es handelt sich orthographisch korrekt um Niete, nicht um Nieten.

 

//Besserwisser-Modus ein

 

Nieten ist als Substantiv der Plural von Niete oder als Verb der Nietvorgang

http://de.wikipedia.org/wiki/Nieten

 

 

//Besserwisser-Modus aus

 

Zum Thema selber hab ich leider nichts zu sagen *duck und weg* :009:

[Volume]

Zitat von Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Niet)

 

Singular

Fachsprachlich: „Niet“ (der Niet)

Umgangssprachlich: „Niete“ (die Niete), für weitere Bedeutungen siehe Niete

In Österreich: „Niete“ (die Niete)

 

Plural

Fachsprachlich: „Niete“ (die Niete)

Umgangssprachlich: „Nieten“ (die Nieten)

In Österreich: „Nieten“ (die Nieten)

Es geht also nicht um den Besserwisser, sondern um Fachsprache :D

Besser hams die Österreicher, bei denen sans immer Nieten und kaa Niete ! Weils bei den Österreichern Berge hat, nennt sich das dann wohl "orographisch korrekt" :005:

 

Also nehme ich das "orthographisch korrekt" zurück, und sage "Fachsprachlich korrekt". Ein Seminarvortrag zum Nieten im Flugzeugbau sollte wohl besser fachsprachlich sein.

 

Gruß

Ralf

[flowmotion]

.

Bearbeitet 2. Oktober 2019 von flowmotion

[MarkusP210]

Wenn's so genau sein muss:

 

http://www.rvproject.com/MIL-R-47196A_MI.pdf

 

Markus

[Canoodle]

Es geht also nicht um den Besserwisser, sondern um Fachsprache :D

Besser hams die Österreicher, bei denen sans immer Nieten und kaa Niete ! Weils bei den Österreichern Berge hat, nennt sich das dann wohl "orographisch korrekt" :005:

Wahrscheinlich ist Bayern halt scho zu nah an Österreich dran :009: Wäre dann Thementitel korrekt "Mehr zu den Niete" :p oder was?

Vielen lieben Dank für die Links und Infos schon mal, bin weiterhin auf der Suche nach Bildern von Flugzeugstrukturen an denen man die typischen Nietstellen (zum Beispiel Rumpf, Flügel) erkennen kann.

Wenn ich ausreichend bei Google gefunden hätte würde ich euch doch nicht auf die Nerven gehen... Da spuckte es großteils Berichte über die Vorteile von Schweißen und Kleben gegenüber Niete aus (ich weiss nicht, es schaut einfach seltsam aus, Nieten find ich besser) und halt gar nix zu Niete im Flugzeugbau, nur normale Maschinenbau-Niete....

[MarkusP210]

Aus meiner Sicht heisst es 'Nieten' (ist eine Tätigkeit) und die Literatur von Van's kann nicht alle falsch sein.

 

Markus

[Volume]

Noch ein paar Links und Infos zum Nieten:

 

Traditionell wurden Metallflugzeuge aus Rundkopfnieten der Norm AN426 gebaut, bevorzugt wurden sie aus der Aluminiumlegierung 2117-T4 hergestellt, einer aushärtenden Aluminium-Kupfer-Legierung mit der Kurzbezeichnung "AD". Oft sprechen Flugzeugmechaniker auch kurz von "AD-Neiten". Im Kleinflugzeugbau ist das noch heute so. In der Zeit um den zweiten Weltkrieg erkannte man die aerodynamischen Vorteile der Senkniete, und diese in der AN470 genormten Niete setzten sich für die Aussenhaut von Flugzeugen durch. Senkniete sind viel problematischer bezüglich Dauerfestigkeit, zu einer Zeit als ein Flugzeug durchschnittlich nach etwa 20 Stunden abgeschossen wurden allerdings noch ein Luxusproblem...

Dieses YouToube Disney Training Video YouToube Disney Training Video (von 1942) zeigt einiges zu Senkkopfnieten.

Wenn du die Originalnormen in der letztgültigen Version sehen möchtest, beim US-Verteidigungsministerium gibt es sie noch:

Norm AN426 (Rundkopfniete)

Norm AN470 (Senkkopfniete)

In der Norm findest du auch die anderen Nietmaterialien aufgeführt.

 

Heutzutage werden traditionell geschlagene Niete im Großflugzeugbau eher seltener eingesetzt, die Strukturen sind heute so hoch optimiert, dass die Lasten oft zu groß dafür sind. Stattdessen werden Niete aus Titan, Edelstahl oder Nikkelbasislegierungen (z.B. Inconel) eingesetzt, die nicht mehr geschlagen werden. Ein Vorteil ist die Möglichkeit von strammeren Passungen, die mit den weichen Aluminiumnieten nicht herstellbar sind. Weitet man ein Nietloch bei der Herstellung plastisch auf, so entstehen rund um den Niet Druckspannungen im Material, dies steigert die Dauerfestigkeit entscheidend. Natürlich lassen sich derart harte Niete nicht mehr schlagen, sie werden daher mit einem aufgeschraubten oder aufgequetschten Nietkopf versehen. Typische Vertreter dieser Kategerie von Nieten sind die HiLocks (aufgeschraubter Schließkopf) oder die Lockbolts (aufgequetschter Schließkopf). Diese Niete sind ausschließlich für Scherbeanspruchung vorgesehen, während man traditionelle Niete auch leicht auf Zug beanspruchen kann, sie werden daher oft auch als Normalniete (normal zur Achsrichtung beansprucht) bezeichnet. Ein paar Info´s z.B. hier : Alcoa Niete, Bolzen etc.

 

Noch mehr Infos zur Herstellung von Nietverbindungen gibt es in amerikanischen Flugzeugmechanikerhandbüchern:

FAA Airframe Mechanics Handbook (Chapter 5.1)

FAA Airframe Mechanics Handbook (Chapter 5.2)

Navy Aviation Structural Mechanics Handbook (Kapitel Hardware)

 

Und noch ein Video zum Nieten:

 

Noch ein bischen zu deinen Fragen:

1. warum Nieten sich im Speziellen so gut für die Belastungen in der Luftfahrt eignen

Nicht unbedingt für die Belastung, aber Flugzeugbau ist immer noch weitgehend Einzelstückfertigung, und da ist Nieten wesentlich einfacher als Kleben oder Schweißen, da man die Teile recht einfach passend machen und positionieren kann, und dann erst die Nietlöcher bohrt und die Teile verbindet. Bezüglich Dauerfestigkeit habe ich ja schon was gesagt.

 

2. welche Nieten speziell für den Flugzeugbau verwendet werden und wo (ideal wären Bilder von Flugzeugen an denen die klassichen Nietstellen markiert sind oder Ausschnitte von speziellen Nietsituationen am Flugzeug)

Sollte hiermit ganz gut erläutert sein. "klassische Nietstellen" gibt es nicht, bei klassischen Flugzeugen ist schlichtweg alles vernietet. Hautfelder untereinander, Haut an Rippen, Haut an Stringer, Haut an Spanten, einfach alles.

 

3. ob sich das Verfahren an sich vom "normalen" Nieten unterscheidet

Auch beim "normalen" Nieten gibt es ganz unterschiedliche Verfahren. Prinzipiell wird in der Luftfahrt nichts wirklich revolutionäres gemacht, die Unterschiede sind eher im Detail.

 

4. Inwieweit denn noch weiter genietet werden wird bzw. ob Laserschweißen und Kleben denn wirklich eine Alternative sind

Sie sind eine Alternative in bestimmten Bereichen des Flugzeugs. Oft wird auch kleben und nieten kombiniert.

Laserschweißen ist nur eine der möglichen Alternativen, die z.B. bei A380 Rumpfschalen im unteren Bereich angewendet werden. Dort ist das Material im wesentlichen auf Druck beansprucht, Material im Fuß der Stringer (wo die Niete sie mit der Aussenhaut verbinden) hilft da nicht, und Probleme bezüglich Rißfortschritt sind klein. Daher schweißt man Stringer an die Haut, die ihr Material im inneren Flansch konzentrieren, da wo es am meisten gebraucht wird.

Ein neues sehr vielversprechendes Verfahren ist das Reib-Rührschweißen (Friction Stirr Welding), das z.B. beim Eclipse Leichtjet viel verwendet wird. Es erlaubt optimale Verbindungen von Hautblechen untereinander, und vermeided durch die sehr geringe Wärmeeinbringung einen Verzug der Bleche.

Auch Elektronenstrahlschweißen wird eingesetzt, bei Kleinteilen (z.B. bei Lagern) aber auch z.B. beim A380 Pylon. Dort werden die Titanrohlinge vor dem Fräsen aus verschiedenen Halbzeugen zusammengeschweißt, was das extrem werkzeugverschleißende zerspanen von Titan minimiert.

 

Trotzdem wird noch sehr viel genietet, und das wird auch noch lange so bleiben. Die Vorteile in Bezug auf Prüf- und Reparierbarkeit sind einfach überragend, und solange Flugzeuge von Menschen benutzt werden, müssen sie öfter mal repariert werden...

 

Wenn du noch konkrete Fragen hast, einfach hier stellen.

 

Gruß

Ralf

[cavoknosig]

hallo ralf!

 

alles super infos, ausser Bezeichnungen AN426 (sind senkkopf) und AN470 (sind rundkopf) vertauscht...

 

gruss bernie

 

p.s. ask me how i know: http://www.flyvans.com ;-)