DE102006019156A1

DE102006019156A1 - Niet, insbesondere Blindniet

Info

Publication number: DE102006019156A1
Application number: DE200610019156
Authority: DE
Inventors: Gerhard Prof. Dr.-Ing. Scharr
Original assignee: Universitaet Rostock
Current assignee: Universitaet Rostock
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-10-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Niet, insbesondere Blindniet, umfassend einen als Hülse ausgebildeten hohlen Nietkörper (1), insbesondere einen Setzkopf (1a) aufweist und insbesondere mit einem darin angeordneten Nietdorn (2) mit einem Dornkopf (2a), wobei der Nietkörper (1) aus einem Faser-Kunststoffverbund gebildet ist. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen eines Niets mit einem aus einem Faser-Kunststoffverbund gebildeten Nietkörper (1) und insbesondere mit einem Nietdorn, wobei der Nietkörper (1) und/oder Nietdorn (2) vor dem Setzen in ein Fügegut erwärmt und im erwärmten Zustand der Nietdorn (2) gezogen wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Nietkörpers (1) aus einem Faser-Kunststoffverbund.

Description

Die Erfindung betrifft einen Niet, insbesondere Blindniet, umfassend einen als Hülse ausgebildeten hohlen Nietkörper, insbesondere der einen Setzkopf aufweist und insbesondere mit einem darin angeordneten Nietdorn mit einem Dornkopf. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Setzen eines Blindniets sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Nietkörpers.
Niete der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Üblicherweise umfassen derartige Niete einen als Hülse ausgebildeten hohlen Nietkörper, an dem ein etwa als Kragen ausgebildeten Setzkopf angeordnet ist, wobei sich ein solcher Setzkopf üblicherweise aus der Einsetzrichtung eines solchen Nietkörpers in ein Fügegut auf die Oberfläche des Fügegutes auflegt und verhindert, dass der Nietkörper durch eine Öffnung im Fügegut durch dieses hindurchdringt. Weiterhin umfasst ein solches Niet, insbesondere wenn es als Blindniet ausgebildet ist, einen Nietdorn mit einem Dornkopf, wobei der Nietdorn in der hohlen Hülse des Nietkörpers angeordnet ist, und wobei der Dornkopf an dem dem Setzkopf gegenüberliegenden Ende des Nietkörpers angeordnet ist und der Dorn mit seinem Ende auf der Seite des Setzkopfes aus dem Nietkörper herausragt.
Hierdurch besteht die Möglichkeit, ein derartiges Blindniet durch eine Öffnung, die sich in zwei zusammenzufügenden Fügeteilen befindet, hindurchzustrecken, den Nietdorn mittels eines geeigneten Werkzeugs zu ziehen, so dass der Dornkopf das dem Setzkopf gegenüberliegende Ende des Nietkörpers verformt und so den Niet befestigt, wobei die beiden zu fügenden Teile miteinander verbunden werden.
Hierbei ist es bekannt, dass ein Nietdorn üblicherweise eine Sollbruchstelle aufweist, an welcher der Nietdorn vom Dornkopf nach erfolgter Verformung des Nietkörpers abgetrennt wird, so dass der Dornkopf in dem dem Setzkopf gegenüberliegenden Ende des Nietkörpers nach der Verformung stecken bleibt.
Derartige Niete werden bekanntermaßen aus Metall hergestellt, wobei nicht zwingend Nietkörper und Nietdorn bzw. Dornkopf aus demselben Metall hergestellt sein müssen.
Insbesondere bei Fügearbeiten, bei denen eine Vielzahl von Nieten zum Einsatz kommen, stellen die Niete einen erheblichen Beitrag zum Gesamtgewicht der gefügten Konstruktion dar. Insbesondere in Anwendungsfällen, wo es auf besondere Leichtbauweise ankommt, stellt diese Fügetechnik einen Nachteil dar.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Niet bereitzustellen, welcher gegenüber herkömmlichen Nieten leichter ist und dennoch hohe Festigkeiten, insbesondere wie die bekannten Metallniete aufweist. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Setzen solcher Niete und ein Verfahren zum Herstellen solcher Niete bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Nietkörper des Niets zumindest in dessen hülsenförmigen Bereich aus einem Faserkunststoffverbund gebildet bzw. gefertigt ist. Dies hat den besonderen Vorteil gegenüber herkömmlichen Niete, die aus Metall gefertigt sind, dass keinerlei Korrosionsprobleme auftreten, insbesondere keine elektrochemische Korrosion an den Verbindungsstellen zwischen Niet und Fügeteil, wobei weiterhin die erfindungsgemäßen Niete geringes Gewicht aufweisen und darüber hinaus elektrisch nicht leitend sind.
Insbesondere in den Anwendungsfällen, in denen die zu fügenden Teile ebenfalls nicht metallisch sind, beispielsweise ebenso aus einem Faserkunststoffverbund bestehen, ergeben sich besondere Vorteile dadurch, dass die Fügeteile und das jeweilige Niet zum Verbinden der Fügeteile aus dem gleichen Material sind. Dies hat insbesondere Vorteile bei der Belastung der Fügeteile sowie bei der Wärmeausdehnung, die sowohl für die Fügeteile als auch für die Niete in diesem Fall gleich wäre.
Insbesondere aufgrund der Gewichtseinsparung von derartigen Nieten mit einem Nietkörper aus einem Faserkunststoffverbund ergeben sich besondere Vorteile im Flugzeugbau, wo die Gewichtseinsparung eine wesentliche Aufgabe darstellt.
Bei einem derartigen erfindungsgemäßen Niet kann neben dem Nietkörper ebenso in einer weiterhin bevorzugten Ausführung auch der Nietdorn sowie der an dem Nietdorn angeordnete Dornkopf aus einem Faserkunststoffverbund gebildet sein. Es besteht jedoch ebenso auch die Möglichkeit, dass Nietdorn und Dornkopf in üblicher Weise aus einem Metall gebildet sind.
Besondere Vorteile hinsichtlich der Festigkeit und insbesondere auch hinsichtlich der Bearbeitbarkeit erfindungsgemäßer Niete bei deren Herstellung ergeben sich, wenn in bevorzugter Ausführung im Faserkunststoffverbund des Nietkörpers, zumindest in dessen hülsenförmigen Bereich und/oder des Nietdorns bzw. Dornkopfes die Fasern in einem Winkel von 45 Grad, insbesondere von +/- 45 Grad, zur Längsachse des Nietkörpers und/oder Nietdorns angeordnet sind. Ergänzend kann es hierbei zur weiteren Verstärkung vorgesehen sein, dass im Faserkunststoffverbund des Nietkörpers zumindest in dessen hülsenförmigen Bereich und/oder des Nietdorns die Fasern zusätzlich zu der vorgenannten Ausbildung auch parallel zur Längsachse des Nietkörpers und/oder Nietdorns angeordnet sind.
Beispielsweise können in einer bevorzugten Ausführung derartige erfindungsgemäße Nietkörper gewickelte und/oder geflochtene Fasern umfassen, wobei es bei geflochtenen Nietkörpern vorgesehen sein kann, dass das Fasergerüst des Nietkörpers, welches mit einer Kunststoffmatrix zu versehen ist, aus einem oder besonders bevorzugt wenigstens zwei Flechtschläuchen gebildet ist, die koaxial ineinander liegend angeordnet sind.
So kann durch die mehrfache Ineinanderordnung von Flechtschläuchen beispielsweise die gewünschte Hülsendicke des Nietkörpers erreicht werden. Ebenso besteht in alternativer Ausführung die Möglichkeit, den Nietkörper als Hülse aus einem Faserband zu wickeln.
Hierbei kann es vorgesehen sein, dass zur Herstellung eines Nietkörpers aus einer ursprünglich gewickelten oder geflochtenen Hülse mit gleichmäßigem Durchmesser durch nachträgliche formgebende Maßnahmen ein Kragen zur Ausbildung eines Setzkopfes geformt wird, wonach der geformte Faserkörper mit einer Kunststoffmatrix getränkt und bis zur Aushärtung in Form gehalten wird.
Ebenso besteht in einer anderen Ausführung die Möglichkeit, zur Herstellung eines derartigen Nietkörpers zunächst eine Hülse mit gleichem Durchmesser von Anfang bis Ende der Hülse aus einem ausgehärteten Faserkunststoffverbund herzustellen, wobei im Anschluss an die Aushärtung durch umformende Maßnahmen ein Kragen zur Ausbildung eines Setzkopfes an die Hülse geformt wird.
Hierfür kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass für die Umformung, insbesondere wenn es sich bei dem Matrixmaterial des Faserkunststoffverbunds um ein Duroplast handelt, zunächst eine Erwärmung stattfindet. Bei einem Duroplast wird es somit erfindungsgemäß vorgesehen sein, eine Erwärmung der Hülse vor der Umformung bis über die Glasumwandlungstemperatur des Matrixmaterials durchzuführen. Diese Glasumwandlungstemperatur ist hierbei abhängig von der Art des Matrixmaterials und somit materialabhängig zu wählen.
Es kann sodann die Umformung der Hülse zur Bildung eines Setzkopfes vorgenommen werden, wonach eine Abkühlung des geformten Nietkörpers erfolgt.
Bei einer alternativen Ausgestaltung des Matrixmaterials aus einem Thermoplast kann vor der Umformung eine Erwärmung von beispielsweise über 150 Grad Celsius, bevorzugt bis zu 180 Grad Celsius erfolgen, um eine plastische Umformbarkeit des als Hülse ausgebildeten Nietkörperrohlings zu erreichen.
In wieder einer anderen Ausführung kann es vorgesehen sein, dass der Nietkörper des Niets als eine Hülse, insbesondere mit im wesentlichen über die Länge der Hülse gleich bleibendem Durchmesser ausgebildet ist die in diesem Hülsenbereich einen ausgehärteten Faser-Kunststoff-Verbund bildet und die an wenigstens einem Ende, insbesondere welches einen späteren Setzkopf bilden soll, ein loses noch nicht mit einem Matrixmaterial getränktes oder zumindest mit einem noch nicht ausgehärteten Matrixmaterial versehenes hülsenförmiges, insbesondere die Hülse des Nietkörpers fortsetzendes Fasergerüst aufweist.
In einer Weiterbildung kann ein solches Fasergerüst (mit oder ohne unausgehärtetem Matrixmaterial) auch an dem Ende der Hülse angeordnet sein, welches dem (späteren) Setzkopf gegenüberliegt.
So kann in dieser Ausführung der Nietkörper durch einen zentralen etwa mittig angeordneten hülsenförmigen Bereich gebildet werden, der einen ausgehärteten Faser-Kunststoff-Verbund aufweist und von dem aus sich beidseitig ein Fasergerüst erstreckt, welches noch gar nicht oder zumindest nur mit einem nicht ausgehärteten Matrixmaterial getränkt ist. Das Fasergerüst der Enden kann dabei identisch sein mit dem Fasergerüst des zentralen Hülsenbereiches welches bereits in eine ausgehärtete Matrix eingebunden ist.
So können mittels eines solchen Nietrohlings sowohl einerseits der Setzkopf nachträglich, ggfs. erst im Augenblick des Setzens eines solchen Nietes und auch nachträglich der dem Setzkopf gegenüberliegende Befestigungsbereich beim Setzen durch Umformung und ggfs. – sofern nicht vorher geschehen durch Tränkung mit einem Matrixmaterial – und Aushärtung des Matrixmaterial gebildet werden.
Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass der Faserkunststoffverbund Nanopartikel und/oder andere Funktionspartikel umfasst. Es kann sich hierbei insbesondere um Partikel handeln, die zu einer besonderen weiteren Festigkeit beitragen oder die eine andere gewünschte Funktion erfüllen. Als Fasern im Faserverbund kommen dabei grundsätzlich Glas- oder Kohlefasern oder andere geeignete Fasern in Betracht.
Bei dem erfindungsgemäßen Niet, bei welchem wenigstens der Nietkörper aus einem Faserkunststoffverbund gebildet ist, kann es wie auch bei den bekannten Nieten aus Metall vorgesehen sein, dass nach dem Setzen des Nietes in eine Öffnung/Bohrung von zu fügenden Teilen der Nietdorn mittels eines entsprechenden Werkzeugs gezogen wird, wobei eine Verformung des dem Setzkopf gegenüberliegenden Endes des Nietkörpers durch den bewegten Dornkopf erfolgt. Diese Ende kann wie vorgenannt sowohl ein bereits von einer Matrix getränktes ausgehärtetes Ende sein oder ein ungetränktes hülsenförmiges Fasergerüst oder ein mit einem Matrixmaterial getränktes jedoch noch nicht ausgehärtetes hülsenförmiges Fasergerüst.
Hierbei kann es in einer Ausführung vorgesehen sein, dass der Dornkopf eine flache Unterseite hat, so dass das hülsenartige, dem Setzkopf abgewandte Ende des Nietkörpers gestaucht wird und sich somit ausbaucht, wodurch das Aneinanderbefestigen der zu fügenden Teile bewirkt wird.
In einer anderen Ausführung kann es vorgesehen sein, dass der Dornkopf eine auf den Nietdorn zulaufende Unterseite aufweist, z.B. eine kegelige, ballige, beispielsweise halbkugelförmige oder auch eine andere sonstige verjüngende Formgestaltung aufweist, so dass beim Ziehen des Nietdorns der Dornkopf in das dem Setzkopf abgewandte hülsenförmige Ende des Nietkörpers eindringt und dieses Ende durch das Eindringen aufweitet. Eindringen und Aufweiten sowie das vorgenannte Ausbauchen des Nietkörperendes können auch gleichzeitig beim Ziehen des Nietdornes erfolgen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass der Dornkopf des Nietdornes beim Ziehen des Nietdornes selbst verformt wird. Hierbei wird die Verformung bevorzugt erst einsetzen, nachdem der Dornkopf des Nietdorns den Nietkörper für die Befestigung der Fügeteile verformt hat.
Diese Verformung des Dornkopfes kann beispielsweise derart erfolgen, dass der Dornkopf vollständig durch den hohlen Nietkörper entfernbar ist. Hierbei kann es auch vorgesehen sein, dass durch das vollständige Hindurchziehen des Dornkopfes durch den hohlen Nietkörper der Nietkörper von innen aufgeweitet wird. Hierfür ist das Niet, insbesondere hinsichtlich seines Nietkörpers, in seinen Eigenschaften derart gewählt, dass eine Aufweitung durch das Hindurchziehen des Dornkopfes möglich ist. Ggfs. kann es auch vorgesehen sein, dass der Dornkopf ohne eine eigene Verformung durch den Nietkörper hindurchziehbar ist und die oben genannte Aufweitung bewirkt.
Insbesondere diese Art der Befestigung hat die besonderen Vorteile, dass sich die Außenseite des Nietkörpers durch das Aufweiten von innen an die Innenbereiche der Ausnehmung/Bohrung in den Fügegütern anpasst und somit Schubbewegungen der beiden miteinander zu verbindenden Fügegüter senkrecht zur Längsachse eines Nietkörpers unterbunden werden.
Für eine weitere Gewichtseinsparung kann es auch vorgesehen sein, dass der Nietdorn und/oder der Dornkopf des Nietdornes hohl ausgebildet ist bzw. sind. Hierbei ergibt sich insbesondere auch eine bessere Verformbarkeit des Dornkopfes, beispielsweise ab einer bestimmten Grenzbeanspruchung des Dornkopfes beim Ziehen des Nietdorns, nachdem die Umformung des Nietkörpers erreicht ist.
Um ein besonders schonendes Setzen eines Blindnietes mit einem aus einem Faserkunststoffverbund gebildeten Nietkörpers zu ermöglichen, kann es in einem erfindungsgemäß besonders bevorzugten Verfahren zum Setzen eines solchen Nietes vorgesehen sein, dass der Nietkörper und/oder Nietdorn vor dem Setzen in ein Fügegut erwärmt und im erwärmten Zustand nach dem Einsetzen in das Fügegut der Nietdorn gezogen wird. Hierfür kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das Niet zunächst in einer entsprechenden Vorrichtung vor dem Setzen erwärmt wird. Gegebenenfalls kann es auch vorgesehen sein, dass die Erwärmung unmittelbar in dem Werkzeug zum Ziehen des Nietdorns erfolgt, beispielsweise dadurch, dass der Nietdorn selbst weiterhin metallisch ausgebildet ist und die Erwärmung des Nietkörpers durch Wärmeleitung von Wärme durch den Nietdorn stattfindet. Es ergibt sich somit im erwärmten Zustand eine leichtere und insbesondere nicht zerstörende Umformung des dem Setzkopf abgewandten Endes des Nietkörpers, insbesondere wonach der Nietkörper erkaltet.
Hierbei können je nach eingesetztem Matrixmaterial, welches bei dem Nietkörper verwendet wird, unterschiedliche Temperaturen zur Erwärmung vorgesehen sein. Beispielsweise kann bei einem duroplastischen Matrixmaterial eine Erwärmung bis über die Glasumwandlungstemperatur vorgenommen werden, die für das jeweilige Matrixmaterial typisch ist. Insbesondere wird es hierbei vorgesehen sein, die Erwärmung derart weit über die Glasumwandlungstemperatur durchzuführen, dass selbst nach dem Einsetzen des Nietes in das Fügegut die Temperatur trotz der zwischenzeitlich erfolgten Abkühlung noch oberhalb der Glasumwandlungstemperatur ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Es zeigen:
1 ein Blindniet mit einem Nietkörper aus einem Faserkunststoffverbund sowie einen darin eingesetzten Nietdorn mit Dornkopf in balliger Ausführung
2 die im Wesentlichen gleiche Ausführung wie in 1, jedoch mit einem Dornkopf mit flach ausgebildeter Unterseite
3 ein typisches Fasergefüge mit Fasern unter 45 Grad zur Längsachse des Nietkörpers
4 ein Fasergefüge wie in 3, jedoch mit zusätzlichen Faser in Längsrichtung des Nietkörpers
5 die Ineinanderanordnung von zwei Flechtschläuchen zur Ausbildung eines hülsenförmigen Nietkörpers
6 ein Wickel eines Faserbandes zur Ausbildung eines hülsenförmigen Nietkörpers
7 eine Abbildung wie in der 2 mit nahe zum Dornkopf bzw. entfernt zum Dornkopf angeordneten Sollbruchstellen
8 Niete mit Sollbruchstellen wie in 7, jedoch mit balligem Dornkopf am Nietdorn
9: einen Nietkörper mit Setzkopf und einem trockenen oder zumindest nicht ausgehärtetem Fasergerüst am anderen Ende
10: einen Nietkörper mit beidseitigen trockenen oder zumindest nicht ausgehärtetem Fasergerüst
11: ein gesetztes Niet nach 11 mit umgeformten endseitigem Fasergerüst.
Die 1 zeigt in teils geschnittener Ansicht und teils in Aufsicht ein Blindniet gemäß der Erfindung, bei welchem der Nietkörper 1 aus einem Faserkunststoffverbund gebildet ist. Der Nietkörper 1 weist an seinem unteren Ende einen Setzkopf 1a auf, der im Wesentlichen wie ein Kragen an einer hohlen Hülse gebildet ist.
Dieser Setzkopf 1a bildet einen Anschlag beim Einsetzen des Nietkörpers in zwei miteinander zu verbindende Fügeteile 3. In der vorliegenden Ausführung weist der in dem Nietkörper einliegende Nietdorn 2 einen balligen Dornkopf auf, der beim Ziehen des Nietdorns 2 an seinem in der 1 unteren Ende in das obere Ende des dem Setzkopf 1a abgewandten Bereichs des Nietkörpers eindringt und hierbei den Nietkörper von innen aufweitet.
Das Eindringen erfolgt hierbei im Wesentlichen, bis dass die Abrisskraft erreicht wird, wodurch der Nietdorn 2 an einer vorgesehenen Sollbruchstelle 4 abreißt. Hierbei kann die Sollbruchstelle derart am Nietdorn positioniert sein, dass der Nietdorn nach dem Abriss vollständig die hohle Hülse durchsetzt und somit das Niet weiterhin stabilisiert.
In der 2 ist eine alternative Ausführung dargestellt, bei der der Dornkopf des Nietdorns 2 eine flache Unterseite aufweist, so dass beim Ziehen des Nietdorns dieser Kopf nicht in den Nietkörper eindringt, sondern lediglich zu einer balligen Stauchung des Nietkörpers führt. Hier kann es ebenso zum Abriss an einer Sollbruchstelle 4 kommen, sobald die Abrisskraft erreicht ist, wobei in dieser Ausführung die Sollbruchstelle nahe am Dornkopf angeordnet ist, so dass der Nietkörper nach der Befestigung im Wesentlichen hohl ausgebildet ist.
Die beiden Ausführungen gemäß 1 und 2 können hinsichtlich der Sollbruchstellen jeweils alternativ ausgeführt sein, insbesondere für alle denkbaren erfindungsgemäßen Nietkonstruktionen.
Die jeweilige Ausbildung und Anordnung der Sollbruchstellen ist in den weiteren 7 und 8 bezüglich der Ausführung der beiden verschiedenen Dornköpfe näher dargestellt. Insbesondere ist hier linksseitig in der 7 bei der Ausführung des Dornkopfes mit einer flachen Unterseite wie auch in der 2 gestrichelt der ballig ausgebeulte Zustand des Nietkörpers nach der erfolgten Verformung angedeutet.
Die 3 zeigt in exemplarischer Ansicht die Faseranordnung in einem Fasergeflecht, aus welchem der Nietkörper hergestellt sein kann. Hierbei stellt die 3 im Wesentlichen einen Ausschnitt aus dem hülsenförmigen Ende des Nietkörpers 1 dar. Erkennbar ist hier, dass zur Längsachse A des Nietkörpers die Fasern jeweils um +/- 45 Grad verkippt angeordnet sind.
Demgegenüber zeigt die 4 eine weitere Ausführung, bei der zusätzlich zur Faseranordnung gemäß 3 so genannte Stehfäden auch unter 0 Grad, d.h. parallel zur Längsachse A des Nietkörpers angeordnet sind.
Hergestellt werden kann ein Nietkörper 1, insbesondere zunächst als hülsenförmiger Rohling, beispielsweise wie es die 5 zeigt, durch eine Ineinanderanordnung von zwei Flechtschläuchen, die nach der Ineinanderanordnung mit einem Matrixmaterial getränkt werden. Hierbei kann das Tränken mit Matrixmaterial und das Aushärten je nach Verwendung des Matrixmaterials vor oder nach einer Umformung des Fasergeflechtes zur Bildung des Setzkopfes 1a erfolgen. Insbesondere bei einem Duroplast kann es auch vorgesehen sein, zunächst die Hülse ohne geformten Setzkopf aushärten zu lassen, anschließend bis über die Glasumwandlungstemperatur des Matrixmaterials zu erwärmen und im erwärmten Zustand den Setzkopf durch umformende Maßnahmen zu bilden.
Die 6 zeigt eine alternative Ausführung zur Bildung einer Hülse des Nietkörpers 1, bei dem ein Faserband als Wickel ausgebildet ist. Hierbei kann insbesondere ein Aufwickeln des Faserbandes soweit erfolgen, dass die gewünschte Dicke der Niethülsenwand erreicht wird. Nach dem Wicklungsvorgang kann ebenso wie analog bei einem Flechtschlauch das Tränken mit einem Matrixmaterial und Aushärten erfolgen, wobei auch hier eine Formung des Setzkopfes analog zur beschriebenen 5 vor oder auch nach einem Aushärten des Matrixmaterials, je nach verwendetem Matrixmaterial, erfolgen kann.
Um ein Reißen des Faserkunststoffverbunds bei erheblichen Beanspruchungen beim Ziehen des Nietdorns 2 zu vermeiden, kann es gemäß der Erfindung vorgesehen sein, den Nietkörper vor dem Ziehen des Nietdorns zu erwärmen, was jedoch in diesen genannten Figuren nicht gezeigt ist. Auch hier kann die Erwärmung je nach Material beispielsweise bei einem Duroplast bis über die Glasumwandlungstemperatur erfolgen oder bei einem Thermoplast derart, dass eine Umformung möglich ist, jedoch bei der Umformung trotzdem eine genügende Festigkeit des Niets erreicht wird, ohne dass sich die Fügeverbindung im erwärmten Zustand löst.
Allgemein kann es auch vorgesehen sein, den Nietkörper als so genanntes Prepräg, d.h. als vorimprägnierten Rohling, herzustellen, bei dem das auszuhärtende Matrixmaterial beispielsweise als Harz bereits in der Faser vorhanden, jedoch nicht ausgehärtet ist. Es kann sodann durch Umformung eine Kragenbildung erfolgen, woran sich eine Aushärtung des Matrixmaterials, beispielsweise des Harzes, anschließt, wobei diese Aushärtung beispielsweise kalt oder warm erfolgen kann, beispielsweise auch durch Strahlungshärtung, wie Infrarot- oder Mikrowellenstrahlung.
Ebenso kann es vorgesehen sein, beim Setzen eines Nietes den Nietkörper als derartigen Prepräg zu verwenden und die Aushärtung des vorimprägnierten, jedoch bislang nicht gehärteten bzw. zumindest nicht vollständigen Nietkörpers nach der Umformung durchzuführen, beispielsweise gemäß den vorgenannten Maßnahmen, wie die Strahlungshärtung.
Die 9 zeigt eine Ausführung mit einem Nietkörper 1, welcher einen hülsenförmigen aus ausgehärteten Faser-Kunststoffverbund gebildeten Bereich mit einem bereits geformten Setzkopf 1a aufweist. Dem Setzkopf 1a gegenüberliegend ist ein Bereich angeordnet, in welchem ein noch nicht mit einem Matrixmaterial getränktes bzw. zumindest noch nicht ausgehärtetes Fasergerüst 5 den Hülsenbereich des Nietkörpers 1 fortsetzt.
So kann auf einfache Weise nach dem Setzen eines solchen Niets das Fasergerüst, ggfs nach vorheriger Tränkung mit Matrixmaterial, sofern nicht eine unausgehärtete Vorimprägnierung vorgesehen ist, umgeformt und gehärtet werden. Hierzu werden bevorzugt die zu fügenden Teile in Position gehalten bis die Aushärtung stattgefunden hat, die durch Strahlung und/oder Wärme unterstützt werden kann.
Die 10 zeigt eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Niets, bei der beiden Enden 5 und 6 eines zentralen ausgehärteten Hülsenbereichs 1 wie das zuvor beschriebene Fasergerüstende 5 der 10 ausgebildet ist.
Die 11 zeigt ein solches erfindungsgemäßes Niet nach dem Setzen. Die Fasergerüstenden 5 und 6 wurden vor oder auch nach der Umformung mit einem Matrixmaterial getränkt oder waren bereits herstellerseitig vorimprägniert jedoch noch nicht gehärtet. Nach der Härtung des Matrixmaterials in den Fasergerüstenden 5 und 6 sind die Fügeteile 3 sicher miteinander verbunden.

Claims

Niet, insbesondere Blindniet, umfassend einen als Hülse ausgebildeten hohlen Nietkörper, insbesondere der einen Setzkopf aufweist und insbesondere mit einem darin angeordneten Nietdorn mit einem Dornkopf, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkörper (1) aus einem Faser-Kunststoffverbund gebildet ist.
Niet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietdorn (2) aus einem Faser-Kunststoffverbund gebildet ist.
Niet nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Faser-Kunststoff-Verbund des Nietkörpers (1) und/oder des Nietdorns (2) die Fasern in einem Winkel von 45 Grad, insbesondere von plus/minus 45 Grad zur Längsachse (A) des Nietkörpers (1) und/oder Nietdorns (2) angeordnet sind.
Niet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Faser-Kunststoff-Verbund des Nietkörpers (1) und/oder des Nietdorns (2) die Fasern parallel zur Längsachse (A) des Nietkörpers (1) und/oder Nietdorns (2) angeordnet sind.
Niet nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkörper (1) gewickelte und/oder geflochtene Fasern umfasst, insbesondere wobei bei einem geflochtenen Nietkörper (1) wenigstens zwei Flechtschläuche koaxial ineinander liegend angeordnet sind.
Niet nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faser-Kunststoff-Verbund Nano-Partikel und/oder Funktionspartikel umfasst.
Niet nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dornkopf (2a) des Nietdornes (2) beim Ziehen des Nietdornes (2) nach einer Verformung des Nietkörpers (1) zur Nietbildung, insbesondere nach einer Verformung des Dornkopfes (2a), vollständig durch den hohlen Nietkörper (1) entfernbar ist.
Niet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkörper (1) durch das Hindurchziehen des Dornkopfes (2a) aufweitbar ist.
Niet nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietdorn (2) und/oder der Dornkopf (2a) des Nietdornes (2) hohl ausgebildet ist/sind.
Niet nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkörper (1) an einem Ende einen Setzkopf (1a) und an dem anderen gegenüberliegenden Ende einen hülsenförmigen Faserbereich (5) aufweist, der nachträglich mit einem Matrixmaterial versehbar ist oder der mit einem, insbesondere vor dem Setzen des Niets ungehärtetem Matrixmaterial getränkt ist.
Niet nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkörper (1) als Hülse aus einem Faser-Kunststoffverbund gebildet ist, die an beiden einander gegenüberliegenden Enden (5, 6) je einen hülsenförmigen Faserbereich (5, 6) aufweist, der nachträglich mit einem Matrixmaterial versehbar ist oder der mit einem, insbesondere vor dem Setzen des Niets ungehärtetem Matrixmaterial getränkt ist.
Verfahren zum Setzen eines Niets mit einem aus einem Faserkunststoffverbund gebildeten Nietkörper und insbesondere mit einem Nietdorn, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkörper (1) und/oder Nietdorn (2) vor dem Setzen in ein Fügegut erwärmt und im erwärmten Zustand umgeformt, insbesondere der Nietdorn gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Nietkörper (1) mit einer aus einem Duroplast gebildeten Matrix des Faser-Kunststoffverbundes eine Erwärmung des Faser-Kunststoffverbundes über die Glasumwandlungstemperatur des Matrixmaterials erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Nietkörper (1) mit einer aus einem Thermoplast gebildeten Matrix des Faser-Kunststoffverbundes eine Erwärmung des Faser-Kunststoffverbundes über 150 Grad Celsius erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines Nietkörpers aus einem Faser-Kunststoff-Verbund, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkörper (1) zunächst als Hülse aus einem Faser-Kunststoffverbund gebildet und anschließend nach Aushärtung in einem erwärmten Zustand ein Kragen zur Bildung eines Setzkopfes (1a) an der Hülse durch umformende Bearbeitung gebildet wird.