Die Befestigungstechnik ist der Oberbegriff für verschiedene Befestigungselemente, die zwei oder mehr Objekte mechanisch verbinden. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen lösbaren und nicht lösbaren Verbindungen in der Befestigungstechnik. In beiden Bereichen gelten deutsche Unternehmen als führend und stehen für erstklassige Qualität und viele innovative Lösungen. Grund genug, uns den Bereich Befestigungstechnik einmal etwas genauer anzuschauen.
Was sind lösbare Verbindungen?
Unter lösbaren Verbindungen versteht man solche, die entfernt oder demontiert werden können, ohne die Verbindungselemente zu beschädigen. Das bekannteste lösbare Verbindungselement ist die Schraube. Aber auch Nagel-, Bolzen- und Stiftverbindungen können lösbar ausgeführt werden.
Was sind nicht lösbare bzw. dauerhafte Verbindungen?
Nicht lösbare Verbindungen können grundsätzlich nur unter Beschädigung der Verbindungselemente gelöst werden. Schweißen ist ein Beispiel für die Herstellung dauerhafter Verbindungen. Weitere Methoden zum dauerhaften Verbinden von Materialien sind Crimpen, Nieten (eingeschränkt), Löten und Kleben.
Die wichtigsten Elemente der Befestigungstechnik im Detail
Nachfolgend stellen wir einige der wichtigsten Befestigungselemente vor, die in nahezu allen Bereichen der Industrie und des täglichen Lebens zum Einsatz kommen:
Schrauben
Die Schraube ist das mit Abstand am meisten verbreitete Befestigungselement. Sie ähnelt einem Bolzen, besteht typischerweise aus Metall und ist gekennzeichnet durch einen schraubenförmigen Steg, bekannt als Außengewinde. Schrauben können selbstschneidend ausgeführt sein, aber auch in vorhandenen Gewinden eingesetzt werden. Es gibt sie in unzähligen Ausführungen und für eine Vielzahl von Materialien. Die häufigsten Werkstoffe, die mit Schrauben versehen werden, sind Holz, Metall und Kunststoff. Sie kommen sowohl bei Industriemaschinen und Halbzeugen als auch im Heimwerkerbereich zum Einsatz.
Schrauben werden auch regelmäßig verwendet, um Schraubverbindungen herzustellen. Dieser Begriff bezeichnet eine Kombination aus der Mutter, die eine axiale Klemmkraft aufbringt, und dem Schaft der Schraube, der als Dübel wirkt und die Verbindung gegen seitliche Querkräfte sichert. Deswegen haben viele Schrauben einen glatten, gewindefreien Schaft, da dieser für eine bessere Klemmkraft sorgt.
Muttern
Eine Mutter ist ein vornehmlich mehreckiges Befestigungselement mit einer Gewindebohrung. Muttern werden fast immer in Verbindung mit Steckbolzen bzw. Schrauben verwendet, um mehrere Teile miteinander zu verbinden. Die beiden Elemente bilden durch eine Kombination aus der Reibung ihrer Gewinde (mit leichter elastischer Verformung), einer Dehnung der Schraube und der Kompression der Einzelteile eine feste Verbindung.
Bei auftretenden Vibrationen oder Drehbewegungen können verschiedene Sicherungsmechanismen eingesetzt werden, die verhindern, dass sich die Mutter eigenständig lockert oder löst. Solche Sicherungsteile sind z. B. Sicherungsscheiben, Kontermuttern, spezielle klebende Gewindesicherungsflüssigkeit wie Loctite, Sicherheitsstifte (Splinte) oder Sicherungsdraht in Verbindung mit Kronenmuttern, Nyloneinsätze (Nyloc-Mutter).
Dübel
Unter einem Dübel versteht man einen Einsatz aus Fasermaterial oder Kunststoff (seltener Metall), der dazu dient, eine Schraube in porösem oder sprödem Material zu befestigen, das ansonsten das Gewicht des mit der Schraube befestigten Objekts nicht tragen würde.
Im Fachhandel sind verschiedene Formen von Dübel erhältlich. Das häufigste Konstruktionsprinzip ist die Verwendung eines konischen Rohres aus weichem Material, wie beispielsweise Kunststoff. Dieses wird lose in ein Bohrloch eingeführt, dann wird eine Schraube eingebracht und angezogen. Beim Eindringen der Schraube in den Stopfen dehnt sich das weiche Material des Stopfens entsprechend dem Wandmaterial aus und wirkt wie ein Anker. Die Verwendung von Dübel bietet sich an, wenn Schrauben, Nägel, Klebstoffe oder andere einfache Befestigungselemente entweder unpraktisch oder unwirksam sind. Es sind verschiedene Typen von Dübel in unterschiedlichen Festigkeiten für die Verwendung in den gängigen Materialien verfügbar.
Nieten
Nieten sind dauerhafte, nicht lösbare Fügeverbindungen, bei denen ein formschlüssiges Verbindungselement (genannt „Niet“) durch vorgebohrte Löcher der Bauteile eingeführt und an einem Ende plastisch verformt wird, sodass ein doppelter Kopf entsteht. Gebräuchlich sind u. a. Vollnieten (häufig im Stahl- und Flugzeugbau), Blindnieten (bei eingeschränktem Zugang), Hohlnieten und Schweißnieten. Welche Art von Nieten verwendet wird, hängt von der Werkstoffpaarung, der Belastungsart (Scherung oder Zug) und der Montagezugänglichkeit ab.
Nieten verteilen auftretenden Druck gleichmäßig und sind nur wenig vibrationsempfindlich, benötigen allerdings präzise Lochtoleranzen und passende Senkungen. Zum Verarbeiten sind spezielle Werkzeuge erforderlich, etwa Nietmaschinen oder Handnietzangen. Regelmäßige Inspektionen auf Risse oder Lockerung und das Einhalten der vorgegebenen Normen sorgen für eine langfristig sichere Verbindung.