Aluminiumnieten

Nachfolgend finden Sie Auszüge aus einem praktischen Leitfaden für amerikanische Luftfahrtmechaniker zur Verwendung von Aluminiumnieten in der Flugzeugreparatur.. Für Anfänger ist es nützlich für eine erste Bekanntschaft mit Aluminiumnieten., Kenner-Profis können die amerikanische Praxis mit der inländischen vergleichen, einschließlich, beim Reparieren Aluminiumboote und Boote.

Hammernieten aus Aluminium

Vollschaftnieten - Hammernieten - sind eine gängige Nietart, die in Flugzeugstrukturen verwendet werden. Diese Nieten sind die ältesten und zuverlässigsten aller Befestigungselemente.. Sie werden auch häufig beim Bau und bei der Reparatur kleiner Fluss- und Seeschiffe verwendet., wie motorisierte Aluminiumboote und Boote.

Die Vorteile von Nieten sind relativ niedrige Kosten, sowie geringerer Arbeitsaufwand im Vergleich zu Schrauben und Muttern. Außerdem, automatische Hochleistungswerkzeuge und -geräte können zum Nieten eingesetzt werden.

Nieten sind zum Schneiden bestimmt, daher nicht zum Verbinden dicker Materialien oder wenn die zu verklebenden Materialien auf Zug beansprucht werden. Die Sache ist, dass die Zugfestigkeit von Nieten im Vergleich zu ihrer Scherfestigkeit meist sehr gering ist. Je größer die Gesamtdicke der verbundenen Bleche, desto schwieriger ist es, sie gut mit Nieten zu verbinden.

Nietverbindungen sind grundsätzlich nicht luftdicht, wenn Sie beim Nieten keine speziellen Dichtmittel oder Dichtungen verwenden. Da die Nieten "dauerhaft" gesetzt sind, dann dafür, um sie zu entfernen, sind sie gebohrt, was eine ziemlich schwierige aufgabe ist.

Die Essenz der Niete als Verschluss

Der Niet besteht vor der Montage aus einem glatten zylindrischen Schaft mit einem Werkskopf an einem Ende. Zum Verbinden von zwei oder mehr Blechen, die Niete wird in ein etwas größeres Loch gesteckt, als der Durchmesser der Niete selbst. Danach, wie der Niet in dieses vorgebohrte Loch eingebaut wird, sein hinteres Ende ist auf verschiedene Weise gestaucht oder verformt, vom Nieten mit Handhammer bis zum pneumatischen Nietgerät. Durch diese Einwirkungen dehnt sich die Nietstange auf einen Durchmesser von etwa dem Anderthalbfachen des Originals aus. Dieser bildet den zweiten Nietkopf., die die zu verbindenden Materialien fest zusammenhält.

Nietkopf aus Aluminium

Vollniete können unterschiedliche Kopfformen haben, am gebräuchlichsten sind jedoch der sogenannte Universalkopf und der 100° Kegelsenkkopf, mindestens, in amerikanischen Flugzeugkonstruktionen.

Die Universalkopfnieten wurden speziell für die Flugzeugindustrie entwickelt, um sowohl die regulären Rundkopfnieten zu ersetzen, und Nieten mit niedrigem halbkreisförmigem Kopf ("Brennerkopf").

tipy-golovok-zaklepokBild 1 - Nietköpfe aus amerikanischem Aluminium

Senkkopfwinkel einstellbar von 60° bis 120°, aber 100° wurde als Standard akzeptiert, da so ein kopf auf einer seite, sorgt für die nötige Festigkeit (Zug und Scherung), aber, mit einem anderen, ragt minimal aus der Oberfläche der Struktur heraus. Dieser Niet wird dort verwendet, wo aerodynamische Oberflächenglätte erforderlich ist, z.B, auf Hochgeschwindigkeitsflugzeugen.

Aluminiumlegierungen für Nieten

Üblicherweise werden Aluminiumnieten aus solchen Aluminiumlegierungen hergestellt., als 2017-T4, 2024-T4, 2117-T4, 7050 und 5056.

Inländisches Analogon der Legierung 2017 ist Legierung D1, Legierung 2024 - Floß D16, Legierung 2117 - Legierung D18. Aluminiumlegierung 5056 hat kein vollständiges Analogon, aber nahe der AMG5-Legierung. Aluminiumlegierung 7050 hat auch ein komplettes Analog, gilt jedoch für Legierungen vom Typ B94.

Bei der Flugzeugreparatur werden die am häufigsten verwendeten Nieten aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. 2117 (inländisches Analogon - Legierung D18), damit sie wie geliefert eingebaut werden können.

Einige "genietete" Aluminiumlegierungen, z.B. 2024-T4 (D16) sind zu hart, direkt im Lieferzustand anzuwenden, und muss vorher gehärtet werden, wie man sie installiert. Das Härten besteht im Erhitzen auf eine Temperatur von ca 500 ° С und Kühlung in Wasser. Diese Nieten werden im sogenannten frisch gehärteten Zustand verwendet.. Daher werden diese Nieten in der Regel gehärtet und im Kühlschrank aufbewahrt., ihre Aushärtung durch Alterung zu verzögern. Sie werden kurz vor der Installation aus dem Kühlschrank genommen.. All dies verursacht Unannehmlichkeiten für die Produktion und daher die meisten Legierungsnieten 2024 durch Alu-Nieten ersetzt 7050, die direkt bei der Lieferung eingebaut werden können.

Abmessungen von Aluminiumnieten

Kopftyp, Die Größe und Stärke bei der Auswahl eines Nietes hängt von solchen Faktoren ab, als eine Art von Lasten, die an der Stelle der Niete wirken, Art und Dicke des Materials, welche Niete und die Lage der Niete in der Ebene. Dort werden Senknieten angebracht, wo aerodynamische Oberflächenglätte erforderlich ist. Universalköpfe können an den meisten anderen Orten verwendet werden.

Die Größe (bzw. der Durchmesser) der Nieten wird entsprechend der Gesamtdicke der genieteten Bleche gewählt. Bei zu dickem Niet auf dünnem Material, diese Anstrengung, was auftritt, wenn der Niet installiert wird, führt zu ungewolltem Aufquellen um den Nietkopf. Andererseits, wenn zu kleine Niete für dickes Material verwendet wird, dann ist seine Scherfestigkeit nicht ausreichend, um die Last an dieser Verbindung zu tragen.

Als allgemeine Regel bei der Auswahl des Nietdurchmessers gilt: Der Nietdurchmesser sollte, mindestens, im 2,5-3 mal die Dicke des dicksten zu verbindenden Blechs. Bei der Reparatur von Flugzeugen Nieten mit einem Durchmesser von 2,5 zu 9,5 mm (von 3/32 zu 3/8 in). Nieten mit einem kleineren Durchmesser 2,5 mm nie für Strukturelemente verwendet, die die Last tragen.

Eine andere Möglichkeit, die Größe von Nieten zu bestimmen, die angewendet werden können, ist das: multiplizieren Sie die Dicke der Haut mit 3 und nimm die nächstgrößeren Nieten. beispielsweise, wenn die Manteldicke 1,0 mm, bis 1,0 × 3 = 3,0 mm. Daher müssen Sie mit dem folgenden Nachher eine Niete nehmen: 3,0 mm Durchmesser, also 3,2 mm.

Allgemein, Nieten aus der gleichen oder einer ähnlichen Aluminiumlegierung verwenden, was das material angeht, das wird nieten. beispielsweise, Legierungsnieten verwenden 1100 (AD) und 3003 (AMts) für Legierungsteile 1100 und 3003 und Legierungsnieten 2117 (D18) für Legierungsteile 2017 (D1) und 2024 (D16).

Qualitätskontrolle der Nietenmontage

Die Größe des Nietkopfes ist ein optisches Kriterium, um den korrekten Einbau des Nietes zu überprüfen.. Typische Anforderungen an die Abmessungen eines Nietkopfes sind in der Abbildung dargestellt. 2.

tipy-zaklepokBild 2 - Anforderungen an die Abmessungen der Köpfe von verbauten Aluminiumnieten (siehe. Bild 4 auf Nietmarkierung)

Design der Installation von Aluminiumnieten

Das Installieren von Nieten beginnt mit dem Verständnis der folgenden Fragen:

  • die erforderliche Anzahl von Nieten;
  • richtige Größe und Art der Nieten;
  • Nietenmaterial;
  • Zustand des Nietmaterials und deren Festigkeit;
  • die Größe der Nietlöcher;
  • Abstand zwischen den Löchern;
  • Abstand zwischen Löchern und Patchkante.

Alle diese Abstände werden in Nietdurchmessern gemessen..

Nietlänge

Zur Ermittlung der Gesamtnietlänge, installiert werden, es ist notwendig, die Gesamtdicke der zu verbindenden Materialien zu kennen, z.B, Blätter. Die Gesamtlänge des Nietes ist gleich der Summe der Gesamtdicke der Bleche und der Länge des Nietschaftes, was notwendig ist um den richtigen Nietkopf zu formen. Dieser Teil der Nietlänge beträgt eineinhalb des Nietdurchmessers (Abbildung 2).

Nietstärke

Bei der Reparatur von Strukturelementen eines Flugzeugs oder Bootes ist die Festigkeit der eingebauten Nieten von größter Bedeutung.. Wenn bei der Reparatur Nieten verwendet werden, die eine geringere Stärke haben, als das Original, "Verwandten", Nieten, dann müssen sie einen größeren Durchmesser haben, um diesen "Mangel" an Kraft auszugleichen. beispielsweise, Nieten aus Alloy 2024-T4 können nur durch Nieten aus Alloy 2117-T4 oder 2017-T4 ersetzt werden, bei Nieten eine Nummer größer.

Nieten aus der Legierung 2117-T4 werden in der allgemeinen Flugzeugreparatur verwendet, da sie keine vorherige Wärmebehandlung benötigen, sind sehr flexibel und gleichzeitig stark genug. Außerdem, Diese Nieten haben eine hohe Korrosionsbeständigkeit, wenn sie mit den meisten Arten von Aluminiumlegierungen verwendet werden.

Scherfestigkeit verschiedener Nieten

Die Stärke der eingebauten amerikanischen Schernieten ist in der Abbildung dargestellt. 3.

prochnost-zaklepok-amerikaBild 3 – Typische Scherfestigkeiten von eingebauten Nieten
aus verschiedenen Aluminiumlegierungen

Amerikanische Nietmarkierung

Die Stärke eines Aluminiumnietes erkennt man an der Stempelart auf dem Kopf oder am Fehlen eines Stempels (Abbildung 4).

markirovka-zaklepok-amerikaBild 4 - Aluminiumnieten mit amerikanischer Kennzeichnung

Kennzeichnung von Aluminiumnieten nach GOST 14803-85

Zum Vergleich in der Abbildung 5 das System zur Kennzeichnung von Aluminiumnieten nach GOST ist gegeben 14803-85.

markirovka-zaklepok-gostBild 5 - Kennzeichnung von Aluminiumnieten nach GOST 14803-85

Eine Quelle: Das Handbuch für Fluginstandhaltungstechniker – Flugzeugzelle, 2012