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Verbindungselemente 101: Verbindungselementtypen und deren Auswahl

HITOP / Der Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/de/arten-von-verbindungselementen/" title="Verbindungselemente 101: Verbindungselementtypen und deren Auswahl">Verbindungselemente 101: Verbindungselementtypen und deren Auswahl

Verbindungselemente sind bei der Herstellung verschiedener Arten von Objekten äußerst nützlich und stellen sicher, dass sie optimal funktionieren, ohne auseinanderzufallen. Während das erste Verbindungselement aus Holz hergestellt und in der Landwirtschaft verwendet wurde, werden heute viele Materialien zu seiner Herstellung verwendet. Es gibt noch mehr Arten von Verbindungselementen, von denen jedes so konzipiert und konstruiert ist, dass es in einer bestimmten Branche eine Schlüsselrolle spielt. Dieser Artikel beleuchtet diese Verbindungselemente und zeigt, wie man das richtige auswählt. 

Was ist ein Befestigungselement?

Sortiment an robusten Sechskantschrauben und Muttern aus Stahl auf dunkler Oberfläche, die die industrielle Stärke und Zuverlässigkeit hervorheben

Verbindungselemente gibt es seit 4000 v. Chr. Sie können als Objekte definiert werden, mit denen zwei Materialien oder Oberflächen vorübergehend oder in manchen Fällen dauerhaft verbunden werden. Ihr Hauptzweck besteht im Wesentlichen darin, eine Verbindung herzustellen, die wieder gelöst werden kann, ohne die beiden Oberflächen zu beschädigen.

Verbindungselemente oder Befestigungen werden meist aus Metallen wie Aluminium und Messing hergestellt. Neben Titan werden auch einige Nichtmetalle für Bauanwendungen verwendet. 

Arten von Befestigungselementen

Schrauben

Dabei handelt es sich um Befestigungselemente, die für verschiedene Zwecke verwendet werden. Sie können beispielsweise Holzplatten verbinden, aber auch elektrische Teile verbinden. Was sie so nützlich macht, ist ihre Verfügbarkeit in verschiedenen Formen, beispielsweise als Feinschrauben und Grobgewinde.

Basierend auf ihrer Funktion können Schrauben weiter in viele unterschiedliche Typen unterteilt werden, darunter:

  • Maschinenschrauben

Maschinen bestehen aus mehreren Teilen, die miteinander verbunden werden müssen, damit sie funktionieren. Dazu benötigen sie Befestigungselemente wie Maschinenschrauben. Diese sind an ihrem zylindrischen Kopf und einem Schaft mit feinem, regelmäßigem Gewinde zu erkennen. 

Maschinenschrauben gehören zu den am einfachsten zu installierenden Befestigungselementen. Meistens ist ein vorgebohrtes Loch vorhanden und Sie müssen die Schrauben nur noch manuell oder mit einem Schraubendreher eindrehen. 

Das Interessanteste an dieser Art von Befestigungselementen ist ihre Vielseitigkeit. Maschinenschrauben gibt es in verschiedenen Größen, Formen, Durchmessern und Längen. Sie können je nach Anwendung ausgewählt werden.

Zu den Standardschrauben gehören unter anderem Linsenkopfschrauben, Sechskantschrauben mit Unterlegscheibe, unverlierbare Schrauben, Feststellschrauben, belüftete Schrauben und Flügelschrauben.

  • Blechschrauben

Andere Bezeichnungen für diese Art von Befestigungselementen sind Blechschrauben, Metallschrauben und Blechschrauben. Wie der Name schon sagt, sind diese Schrauben äußerst benutzerfreundlich. Man klopft sie einfach an und schon werden sie an Stellen eingesetzt, an denen vorheriges Bohren keine Alternative ist. So funktioniert es gut für Metallbleche oder andere Oberflächen. 

Was die physische Struktur dieser Art von Befestigungselementen betrifft, so variiert sie von spitz über stumpf bis hin zu flach. Ihre Fähigkeit, in unsicheren Umgebungen mit Widerstandsfähigkeit und Stärke standzuhalten, macht sie zu einem idealen Kandidaten für den Einsatz in der Automobil- und Bauindustrie. 

Zu den gängigsten Arten von Blechschrauben auf dem Markt zählen unter anderem selbstschneidende Schrauben, Antriebsschrauben, selbstbohrende Schrauben und gewindeschneidende Schrauben. 

Nüsse

Muttern als Verbindungselemente werden oft als weibliche Partner einer Verbindung bezeichnet. Das männliche Gegenstück ist eine Schraube (darauf wird später eingegangen). 

Muttern haben ein Außengewinde und sind in der Mitte hohl. Dieser Platz wird manchmal mit Schrauben besetzt. Mit einem Kopf und einem zylindrischen Körper können sie verwendet werden, um zwei oder manchmal mehr als zwei Materialien zu verbinden.

  • Sechskantmuttern

Diese Muttern haben ihren Namen von ihren sechs Seiten und können mithilfe eines Schraubenschlüssels ganz einfach zusammengebaut werden. Sechskantmuttern sind ideale Befestigungselemente, wenn Sie Holz mit Metall verbinden müssen. 

Bei Sechskantmuttern spielt die Größe keine Rolle. Sie können sie nach Ihren Anforderungen kaufen.

  • Kronenmuttern

Keine Befestigung in der Maschinenbauindustrie ist ohne Kronenmuttern vollständig. Diese Muttern unterscheiden sich von normalen Muttern durch Kerben und Schlitze zur Aufnahme von Stiften. Solche Konstruktionen eignen sich für Anwendungen, bei denen neben einem geringen Drehmoment auch starke Verbindungen zwischen den Gelenken erforderlich sind.

Darüber hinaus handelt es sich hierbei um Einwegverschlüsse, die konstruktionsbedingt weder gelöst noch wiederverwendet werden können. 

  • Schweißmuttern

Das Wort Schweißen sagt alles. Diese Art von Mutter muss zuerst geschweißt werden, um sie an der Oberfläche zu befestigen. Dies funktioniert gut für Komponenten, die sonst schwer zu erreichen sind. 

Sie verfügen über ein Innengewinde und sind in zwei verschiedenen Formen erhältlich: mit abgerundetem Kopf und scheibenförmig. Sie werden hauptsächlich in Anwendungen eingesetzt, bei denen nur Muttern höchster Qualität erforderlich sind.

Es gibt verschiedene Arten von Schweißmuttern: Muttern mit runder Basis, Muttern mit Laschenbasis, Muttern mit Plattenbasis und Muttern mit Rohrende. 

Bolzen

Sechskantschraube und -mutter aus verzinktem Stahl auf neutralem Hintergrund, die das Gewindedetail der Hardware für eine sichere Befestigung hervorhebt

Lassen Sie uns nun über den männlichen Partner der Mutter-Schrauben-Verbindung sprechen. Schrauben sind Befestigungselemente, die mit Muttern verwendet werden, um eine starke und sichere Verbindung herzustellen. Sie haben ein Außengewinde, das nur dann zusammenkommt, wenn die entsprechende Mutter das erforderliche Innengewinde hat. 

Es gibt, ähnlich wie bei Muttern, verschiedene Arten von Schrauben, darunter:

  • Schlossschrauben

Ein anderer Name für diese Art von Schrauben ist Schlossschrauben oder Pflugschrauben. Obwohl sie hauptsächlich zum Befestigen von zwei Holzstücken verwendet werden, können sie auch verwendet werden, um ein Holzstück mit einem Metallstück oder zwei Metallstücken zu verbinden. 

Ihre Beliebtheit in der Holz- und Möbelindustrie verdanken sie unter anderem ihrer Form. Schlossschrauben haben einen runden, flachen Kopf, was sie optisch ansprechend macht. Die so erzeugte Befestigung ist nahezu dauerhaft. 

  • Ringschrauben

Wenn eine Kette an einer Oberfläche befestigt werden muss, sind Ringschrauben die Lösung. Sie haben keinen Kopf, sondern nur einen Ring zur Befestigung. Ringschrauben haben ein Innengewinde und einen glatten Schaft. Letzterer verleiht ihnen eine neue Stärke, insbesondere bei der Befestigung von Holz an Metall und umgekehrt. 

Durch die Auf- und Abbaubarkeit sind sie ideal für die Verwendung nicht nur einmal, sondern auch ein zweites Mal geeignet. 

Unterlegscheiben

Quadratische Metallscheibe mit abgerundeten Ecken und einem Loch in der Mitte, isoliert auf weißem Hintergrund, dient zur Lastverteilung

Unterlegscheiben sind Befestigungselemente, die Ihre Muttern und Achslager sicher an einem Ort halten. Diese werden direkt unter den anderen Befestigungselementen platziert und verhindern, dass diese sich lösen und abfallen. Ihre Verwendung ist jedoch nicht nur darauf beschränkt. 

Diese Befestigungsmittel können auch verwendet werden, um zwei Teile zu trennen und Leckagen zu vermeiden. Das bedeutet, dass sie eben und horizontal sein sollten, die Form kann jedoch je nach Bedarf variieren. Darüber hinaus sind sie in verschiedenen Materialarten erhältlich, nämlich Gummi, Metall, Kunststoff und Fiberglas. 

Sie können den Unterlegscheibentyp außerdem anhand Ihrer Hauptanforderungen auswählen: Korrosionsschutz oder Umgang mit Feuchtigkeit. 

  • Unterlegscheiben

Ihre Konstruktion ist gerade dazu geeignet, die Last der anderen Verbindungselemente gleichmäßig zu verteilen. Daher eignen sie sich Metall sowie Holzwerkstoffe. 

Sie verfügen über die einzigartige Fähigkeit, Schrauben verschiedener Typen zu befestigen, wie Maschinenschrauben, Holzschrauben und 

selbstschneidende Schrauben. Sie eignen sich auch gut für Befestigungselemente mit Gewinde wie Muttern, Bolzen und solche mit Löchern. 

Um die Langlebigkeit der Verbindung zu gewährleisten, muss jedoch eine Unterlegscheibe der richtigen Größe verwendet werden. 

  • Sicherungsscheiben

Muttern und Schrauben können sich im Laufe der Zeit aufgrund von Überlastung oder Vibrationen lösen. Sicherungsscheiben dienen als Sicherungsmittel und verhindern, dass sie sich von ihrem jeweiligen Platz lösen. Auf dem Markt gibt es viele Sicherungsscheiben, die jeweils für eine bestimmte Funktion entwickelt wurden.

  • Zahnscheiben: Auf ihrer Außenfläche befinden sich Zacken mit Außenzähnen. Diese sind dafür verantwortlich, die Befestigungselemente in der Elektrogeräte- und Automobilindustrie an Ort und Stelle zu halten.
  • Gerippte Federscheiben: Ihr Umfang weist viele Rillen oder Vorsprünge auf. Mit ihrer Hilfe können gerippte Federscheiben besser auf der Gegenfläche haften.
  • Nordlock-Unterlegscheiben: Jede Unterlegscheibe dieses Typs hat auf einer Seite eine keilförmige Nocke. Wenn Sie zwei Unterlegscheiben zusammenschrauben, rasten sie ineinander ein und bieten so einen festen Halt. Perfekt für die Öl-, Gas- und Bauindustrie. 
  • Wellenscheiben: Wie der Name schon sagt, sind diese Scheiben gewellt. Beim Drücken wirken sie wie eine Feder. Wenn Sie dasselbe mit der Gegenfläche tun, entsteht Druck, der die Verbindung festhält. Diese werden häufiger bei Aufhängungssystemen und Kugellagern verwendet.
  • Sicherungsscheiben mit Innenlasche: Der innere Kreis hat eine Lasche, die nach innen gebogen ist. Diese dienen zum Sperren der Passfedernut einer Welle.
  • Sicherungsscheibe mit Außenlasche: Bei dieser liegt die Lasche am Außenumfang. Dadurch können sie die Oberfläche festhalten und eignen sich daher für Hochleistungsanwendungen wie die Luft- und Raumfahrt.
  • Federscheiben: Sie haben eine Spiralform, die Spannung zwischen den Befestigungselementen und der Oberfläche erzeugt. Aus diesem Grund werden sie in vielen Branchen eingesetzt, beispielsweise im allgemeinen Maschinenbau und im Bauwesen. 
  • Federscheiben

Die Spannung zwischen den Befestigungselementen ist eine Möglichkeit, das Auseinanderbewegen von Muttern und Schrauben zu verhindern. Federscheiben mit ihrem konischen Design und dem gespaltenen Ende können dies tun. Dieses Ende bewirkt eine Federbewegung zwischen zwei Oberflächen. Dies verhindert zwar ein Lösen, macht die Verbindung aber auch flexibler. 

Sie finden sie in den Türen und Fenstern von Autos und in Ihren Häusern. Das Beste daran ist, dass Sie sie je nach Anwendung manuell installieren können. Oder verwenden Sie dafür automatisierte Geräte. Es sind verschiedene Formen und Größen erhältlich. 

Nieten

Zwei Nieten mit weißen Kunststoffankern, einer mit flachem Kopf und einer mit Hakenende, auf hellem Hintergrund

Von kleinen elektronischen Baugruppen bis zu großen Strukturen, Nieten kann eine dauerhafte Befestigung für alles bieten. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass es nach der Installation keine Möglichkeit gibt, sie zu entfernen oder wiederzuverwenden. Das müssen Sie jedoch auch gar nicht tun. 

Nieten ähneln Zylindern mit Köpfen an einem Ende, die sich entlang eines langen Schafts zum Ende hin verjüngen. Die Form des Kopfes kann von rund bis sechseckig variieren. Obwohl alle anderen hier besprochenen Befestigungsarten gut sind, ist nichts mit der Stärke und Zuverlässigkeit von Nieten vergleichbar. 

Sie werden sogar Einwegbefestigungen vorgezogen.

  • POP-Nieten

Wenn zwei Materialien dauerhaft miteinander verbunden werden sollen, werden POP-Nieten oder Blindnieten verwendet. Sie haben eine röhrenförmige Form und einen speziellen Kopf (entweder geschlitzt oder versenkt). Außerdem gibt es einen zentralen Stab, der als Dorn bezeichnet wird.

POP-Nieten können weiter unterteilt werden in:

  • Offene Nieten:  Am häufigsten ist dieser mit ovalem Kopf. Innengewinde sind ebenfalls vorhanden.
  • Senknieten: Durch den flachen Kopf sind sie ein idealer Befestiger für Blechoberflächen.
  • Geschlossene Nieten: Wenn eine Seite der Baugruppe schwer erreichbar ist, benötigen Sie einen Flachkopfniet wie beispielsweise einen geschlossenen Niet. Sein Innengewinde sorgt für eine dauerhafte Befestigung.

Die Montage ist einfach, Sie benötigen lediglich einen Hammer oder eine Druckluftpistole.

  • Vollnieten

Dies sind einfache Befestigungselemente mit einem starken Körper, einem langen Schaft und einem Kopf. Ihre Vorderseite ist durch das Hämmern, mit dem sie befestigt werden, oft verformt. Aufgrund ihrer Robustheit werden sie im Flugzeugbau verwendet.

  • Halbhohlnieten

Sie bestehen entweder aus Metall oder Kunststoff und haben ganz oben eine Öffnung, die direkt gegenüber dem Kopf sichtbar ist. Die Kopfstrukturen können unterschiedlich sein und oval, flach, hinterschnitten oder versenkt sein. Bei kraftaufbringender Montage bewegt sich der rohrförmige Teil nach außen. 

Wenn Sie weniger Platz haben, aber dennoch eine solide Befestigung benötigen, kann eine Rohrniete verwendet werden.

Nägel

Die letzte Befestigungsart auf unserer Liste sind die Nägel. Sie gehören zu den ältesten Befestigungsarten und werden seit dem 1. Jahrhundert im Bauwesen verwendet. BronzezeitSie bilden das Rückgrat jeder Konstruktion und sind in vielen Formen und Größen erhältlich. 

Nägel als Befestigungsmittel werden hauptsächlich zum Verbinden von Holzgegenständen verwendet, eignen sich aber auch gut für Beton, Trockenbau und Kunststoff. Sie werden aus verschiedenen Materialien hergestellt, wie z. B. Kupfer, Eisen, Bronze und Aluminium. Genau wie Schweißnähte und Nieten zählen auch Nägel zu den dauerhaften Verbindungselementen. 

Es gibt verschiedene Arten von Nägeln:

  • Gängige Typen: Diese sind am beliebtesten, haben einen runden Kopf und werden zum Verbinden von Holz verwendet.  
  • Kastennägel: Sie sind etwas dünner als herkömmliche Nägel und eignen sich daher für leichtere Konstruktionen.
  • Trockenbaunägel: 1 Zoll bis 1 1/2 Zoll lang; Trockenbaunägel dienen zum Aufhängen an Trockenbauwänden.
  • Nägel fertigstellen: Diese ähneln Holznägeln und sind für ihr ordentliches und sauberes Finish bekannt.
  • Doppelkopfnägel: Mit zwei Köpfen können sie leicht entfernt werden. Sie können sie in Baugerüsten oder temporären Stützen verwenden.
  • Mauernägel: Da sie für harte Mauerwerksoberflächen gedacht sind, sind diese Nägel dicker und viel stärker.
  • Dachpappennägel: Diese sind an ihren großen Köpfen zu erkennen. Letztere Konstruktion verhindert das Reißen dünner Dachmaterialien wie Schindeln oder Asphalt. Sie können verzinkt sein, um Rostbildung vorzubeugen.
  • Jahresringe: Sie haben über die gesamte Länge des Schaftes Ringe. Diese Nägel werden zum Befestigen von Holz verwendet. 

So wählen Sie einen Befestigungselement aus

  • Größe und Form: Denken Sie an die Dicke des zu befestigenden Materials. Überprüfen Sie auch die Größe des Lochs. Diese sollte mit der des Lochs kompatibel sein.
  • Material: Die Umgebung spielt eine große Rolle. Wenn ein Nagel in einem Flugzeug verwendet werden soll, muss er der Intensität der Vibrationen standhalten können.
  • Stärke: Ein schwacher Verschluss kann zu einem Geräteausfall führen. Ebenso kann ein robuster Verschluss die Funktion beeinträchtigen. Denken Sie bei Ihrer Auswahl also an die Belastung, die das Gerät aushalten kann.
  • Menge: Berechnen Sie vor dem Start die Anzahl der benötigten Befestigungselemente. So vermeiden Sie, dass Sie große Mengen kaufen und diese verschwenden.
  • Kosten: Haltbarkeit und Zweck sind zwei wichtige Kriterien beim Kauf eines Verschlusses. Fallen Sie also nicht auf billige Marketingtricks herein. 

Abschluss

Verbindungselemente sind für fast alle Branchen unverzichtbar. Ohne sie wäre es für diese Branchen schwierig, zu arbeiten. Es ist jedoch auch wichtig, die Art des benötigten Verbindungselements zu kennen und das richtige auszuwählen. Wir hoffen, dass unser Artikel Ihnen hilft, die richtige Wahl zu treffen. Und wenn Sie auf der Suche nach Qualitätsproduktmontage, kontaktieren Sie unseren HiTop Industrie Team für Beratung und Service. 

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