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Nietmutter für hochfeste Bleche

Effektive Verbindungslösung für den Leichtbau

Die Verwendung von hochfesten Stahlblechen bietet ein großes Potenzial für die zukünftige Entwicklung leichterer und sichererer Fahrzeuge. Solche Bleche spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewichtsreduktion der Fahrzeugkarosserie. Durch die hohe Zug- und Druckfestigkeit ist eine dünnere Blechverarbeitung möglich, was zu erheblichen Gewichtseinsparungen beim Fahrzeug führt. Dies wirkt sich positiv auf die Energieeffizienz des Fahrzeugs aus und hilft auch CO₂-Emissionen zu senken.

Wenn es um die Verbindung von hochfesten Stahlblechen geht, sind insbesondere Nietmuttern eine überlegene Lösung für den Leichtbau. Sie überzeugen durch ihre hohe Durchzugskraft, was sie zur idealen Wahl für hochdynamische Anwendungen macht.

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Inhalt

  1. Eigenschaften von hochfesten Stahlblechen
  2. Leistung der Nietmutter
  3. Einsatzbereich der Nietmutter
  4. Nietmutter für den Leichtbau
  5. Montage der Nietmutter
  6. Anforderungen an Fahrzeugkomponenten aus hochfesten Stahlblechen
  7. Zusammenfassung
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Eigenschaften von hochfesten Stahlblechen

Hochfeste Stahlsorten haben unterschiedliche Eigenschaften, abhängig von den Anteilen an Kohlenstoff und anderen Legierungskomponenten. Hochfester Stahl zeichnet sich durch seine außerordentliche Zugfestigkeit aus. Dies ermöglicht die Verwendung von dünneren Blechen, ohne Einbußen in der Stabilität der Konstruktion.

Somit ist diese Eigenschaft bei Anwendungen, in denen das Gewicht eine Rolle spielt, besonders nützlich.

Trotz der Reduzierung der Blechdicke behält der Stahl seine erforderliche Festigkeit bei. Dieser Ansatz zur Gewichtsreduktion ist ein zentraler Faktor bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugen, die sowohl effizient als auch sicher sein müssen.

Hochfester Stahl hat auch eine gute Formbarkeit. Trotz seiner Festigkeit bleibt er flexibel genug, um die Energie bei einem Aufprall zu absorbieren, was ihn auch zu einer hervorragenden Wahl für sicherheitsrelevante Aspekte im Fahrzeug macht.

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Leistung der Nietmutter

Die Nietmutter ist ein unverzichtbares Verbindungselement, wenn es um Verbindungen in hochfesten Blechen geht. Ihre Drehmomente und Auspresskräfte sind sehr hoch und liegen deutlich über den von Einpressmuttern oder Stanzmuttern. Sie ist somit für ein breites Spektrum von dynamischen Anwendungen geeignet.

Dank des großen Durchmessers und Höhe ist die Nietmutter sehr widerstandsfähig und kann hohe Belastungen aus jeder Richtung tragen. Sie ist auch in der Lage, hohen Seitenkräften standzuhalten.

Der große Mutterkörper ermöglicht zudem eine sehr hohe Durchzugskraft. Die Keilrippen am Unterkopf sorgen für eine hohe Drehmomentaufnahme, insbesondere in höher festen Materialien.

Zudem ermöglicht die Nietmutter hohe Verdrehwiderstände und Ausdrückkräfte, selbst bei dünnen Blechen. Dies macht sie zu einer idealen Wahl für den Einsatz in hochfesten Blechen.

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Einsatzbereich der Nietmutter

Die Nietmutter ist besonders gut geeignet für den Einsatz in hochfesten Blechen mit Härten von 600 Mpa bis 800 Mpa. So kann sie auch bei Blechhärten zum Einsatz kommen, die jenseits des Verwendungsbereichs von herkömmlichen Einpressmuttern oder Stanzmuttern liegen. In Sonderausführungen kann die Nietmutter für hochfeste Bleche mit Zugfestigkeiten bis 1,400 Mpa genutzt werden.

Die Nietmutter ist universell einsetzbar und benötigt keine Anpassung der Geometrie für verschiedene Blechdicken. Dank ihrer Konstruktion kann sie in einem Blechdickenbereich von 0,7 mm bis 2 mm eingesetzt werden. Bei dickeren Blechen 2 mm - 4 mm wird eine Sonderausführung der Nietmutter verwendet. Diese Flexibilität führt zu einer Reduzierung der Variantenvielfalt der Mutter und daher zu geringeren Lagerkosten. Die Nietverbindung eignet sich außerdem auch optimal für wasserdichte und gasdichte Anwendungen.

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Nietmutter für den Leichtbau

Um hohe Durchzugskräfte zu ermöglichen, wird die Nietmutter mit einer großen Auflagefläche ausgestattet. Allerdings hat der große Mutterkörper auch ein höheres Gewicht des Verbindungselements zur Folge. Um dies zu kompensieren, wird die Nietmutter gestuft. Dadurch weist sie eine große Auflagefläche bei optimalem Gewicht auf. Auf diese Weise kann die Mutter hohen Belastungen standhalten, ohne übermäßig schwer zu sein.

Die gestufte ATR Nietmutter eignet sich optimal für Leichtbau-Anwendungen. Sie hat eine übergroße Auflagefläche und ermöglicht zugleich eine Gewichtsoptimierung durch ihre Abstufung. Bei einer M8 Mutter ist das beispielsweise eine Gewichtsersparnis von 33 % im Vergleich zu einer gewöhnlichen Nietmutter.

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Montage der Nietmutter

Standardausführung der Nietmutter für Bleche bis 800 Mpa

Die Nietmutter wird in ein vorgestanztes Loch mit Tüllung eingeführt. Die Einprägung erfolgt auf der Unterseite des Blechs. Der Nietbund steht um etwa 0,2 mm hinter der Blechunterseite. Der Nietbund wird verformt und um das Blech umgelegt. Bei der Installation wird eine spezielle Niet-Matrize verwendet, wobei entweder der Nietbund oder die Matrize geölt werden. Die Keilrippen prägen sich während dieses Nietvorgangs in das Blech ein, was zu einer sehr festen und dauerhaften Verbindung führt.

Die entstandene Verbindung der Nietmutter mit dem Blech weist eine hohe Festigkeit und Durchzugskraft auf. Die Gründe dafür sind die hoch vergütete Mutter, der große und hohe Mutterkörper, sowie die reguläre Vorspannkraft, die zwischen den verbundenen Blechen erzeugt werden kann.

 

Durch den großen Mutterkörper ist kein Setzverhalten möglich. Mit der Nietmutter baut sich bei der späteren Verschraubung eine reguläre Vorspannkraft zwischen den verbundenen Blechen auf. Die aufgebaute Vorspannkraft stellt die hochbelastbare strukturelle Verbindung sicher.

Sonderausführung der Nietmutter für Bleche von 800 Mpa - 1400 Mpa

Die Nietmutter, die für hochfeste Bleiche mit Zugfestigkeiten ab 800 Mpa verwendet wird, verfügt über einen Deformationsbund anstelle der Keilverrippung. Dieser Deformationsbund dient zur Aufnahme der Drehmomente. Die Montage der Nietmutter bleibt unverändert, mit der Unterschied, dass eine unrunde Vorlochung in das hochfeste Blech eingebracht wird und dieses anschließend getüllt wird.

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Anforderungen an Fahrzeugkomponenten aus hochfesten Stahlblechen

Die Anforderungen an Bleche in einer Fahrzeugkarosserie sind vielfältig und abhängig vom jeweiligen Bereich des Fahrzeugs. Aufgrund der Gewichtsersparnis muss das Blech dünn und leicht bleiben, aber dennoch widerstandsfähig sein. Das Material an Front und Heck soll leicht verformbar sein, um die Energie bei einem Aufprall möglichst effektiv absorbieren zu können. Dagegen ist für die Fahrgastzelle höchste Festigkeit des Materials gefordert, um maximale Sicherheit von Insassen bei einem Aufprall zu gewährleisten.

Hochfester Stahl wird bei Fahrzeugkomponenten eingesetzt, die für die Stabilität des Fahrzeugs unerlässlich sind, wie z.B. der B-Säule. Gleiches gilt für den Seitenaufprallschutz und Front-Querträger, die entscheidend zum Schutz der Insassen beitragen. Schweller und Mitteltunnel verstärken die Struktur des Fahrzeugs und profitieren ebenfalls von der hohen Festigkeit des Materials. Auch der Dachrahmen und bestimmte Bereiche der Stirnwand sind weitere Beispiele für die Verwendung von hochfestem Stahl.

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Zusammenfassung

Die Nietmutter ist ein essenzielles Verbindungselement beim Arbeiten mit hochfesten Blechen. Mit ihrer außerordentlichen Leistung ist sie besonders widerstandsfähig gegen hohe Belastungen aus allen Richtungen. Sie hat hervorragende Drehmoment- und Auspresskräfte und ermöglicht eine starke und dauerhafte Verbindung.

Die Nietmutter eignet sich ideal für den Einsatz in der Leichtbauweise. Durch ihr optimiertes Design trägt sie, so wie die hochfesten Bleche, zur Gewichtsreduktion der Fahrzeugkarosserie bei. Dabei erfüllt die Nietmutter höchste Anforderungen, ohne dass Änderungen am Verbindungselement vorgenommen werden müssen. Mit Nietmuttern können hochfeste Bleche effektiv und sicher verbunden werden.

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