12 Befestigungselementtypen erklärt: Verwendung, Beispiele & Montagetipps

Was sind Befestigungselemente (Verbinder)?

Befestigungselemente sind Bauteile jeder Maschine – groß oder klein. Sie werden je nach Rolle und Position unterschiedlich verbunden.

Haltevorrichtungen wie Muttern, Schrauben, Schrauben, Scheiben, Passfedern, Nieten, Anker, Stiftschrauben, Einsätze, Sicherungsringe und Stifte nennt man Befestigungselemente. Der Vorgang des Zusammenhaltens heißt Befestigen (Fügen). Drei Arten:

1. Lösbare Befestigung
2. Teilweise lösbare / halbfeste Befestigung
3. Unlösbare / permanente Befestigung

1. Lösbare Befestigung

Verbindung so, dass Teile leicht getrennt und wieder gefügt werden können – ohne Schaden an Maschine oder Teilen.

Verwendet: Muttern, Schrauben, Schrauben, Sicherungsstifte, Scheiben. Diese heißen Befestigungselemente. Haupttypen folgen im Artikel.

2. Halbfeste Befestigung

Verbindung kann zerstört werden, nicht aber das Werkstück. Einsatz bei geringem Wiederöffnungsbedarf. Beispiele: Löten, Nieten.

3. Permanente Befestigung

Einmalige Verbinder für dauerhafte Verbindung zweier Materialien/Teile. Beim Einsatz permanenter Verbinder lassen sich Teile nie wieder trennen. Beispiele: Nieten, Schweißen, Löten, Hartlöten.

Befestigungselementtypen

Übersicht:

1. Muttern
2. Schrauben (Bolzen)
3. Schrauben (Gewindeschrauben)
4. Scheiben
5. Passfedern und Passfedernuten
6. Stiftschrauben (Studs)
7. Nieten
8. Anker (Dübel)
9. Nägel
10. Gewindeeinsätze (Inserts)
11. Sicherungsringe (Retaining Rings)
12. Bolzen und Splinte (Clevis Pins & Cotter Pins)

#1 Muttern

Kleiner Metallblock, meist sechskantig oder vierkant. Innengewinde für Schraubenaufnahme. Schrauben meist mit Muttern verwendet. Je nach Einbauposition verschiedene Ausführungen.

#2 Schrauben (Bolzen)

Eines der am häufigsten verwendeten Befestigungselemente. Aus Metallrundstab. Oben verschiedene Kopfformen. Auf Restlänge oder Teilstück Gewinde. Zur Befestigung in Bauteil oder Mutter.

#3 Schrauben (Gewindeschrauben)

Zum Verbinden von Maschinenteilen. Verschiedene Gewindeformen. Schraube = Helix um Zylinder gewickelt.

Durchmesser kleiner als Bolzen (bis ca. 6 mm / ¼″). Verschiedene Kopfformen. Hauptteilung in vier Bereiche.

#4 Scheiben

Ringförmig. Vor Anziehen auf Bolzen/Schraube. Sichert Festigkeit, erleichtert Lösen, schützt Gewinde.

Auch bei etwas größerer Bohrung als Schraubendurchmesser erleichtert Scheibe das Anziehen.

#5 Passfedern und Passfedernuten

Maschinenelement zur Verbindung eines rotierenden Elements mit Welle zur Drehmomentübertragung. Verhindert Relativbewegung zwischen zwei Teilen.

Mit Passfeder können Zahnrad/Riemenscheibe nicht auf Welle verdrehen – Welle und Zahnrad/Riemenscheibe bilden eine Einheit. Passfeder sitzt zwischen Welle und Rad in der Nut.

Passfedern aus qualitativ hochwertigem Stahl für Spannungsbelastbarkeit.

#6 Stiftschrauben (Studs)

Kopflose Schraube. Langer Stab mit Gewinde an beiden Enden, durchgehend oder teilgewindig. Zuerst in Bohrung des zu verbindenden Teils eindrehen, dann Mutter aufschrauben.

Vorteil: Oberes Teil durch Lösen der Mutter trennen, unteres Teil bleibt fest. Drei Haupttypen:

• Rundstiftschraube: mittlerer Teil rund
• Vierkantschraube: mittlerer Teil vierkantig
• Bundstiftschraube: Bund nahe der Mitte – oft im Zylinderkopf (Kfz)

#7 Nieten

Für dauerhafte Verbindung von Blech-/Plattenbauteilen. In Kessel- und Blechbau für Behälter, Eimer.

Meist Baustahl, auch Messing, Kupfer, Aluminium. Drei Teile: Kopf, Schaft/Schenkel, Schwanz.

#8 Anker (Dübel)

Funktion wie Schiffsanker: verankert sich im Untergrund (Trockenbau, Beton) und hält das zu befestigende Objekt.

#9 Nägel

Kleiner Metallstift mit breitem Flachkopf. In Holz getrieben zum Verbinden oder als Haken. Seit Urzeiten genutzt, heute Haushaltsstandard.

Unterscheidung Schraube vs. Nagel: Nagel hat kein Gewinde. Nageltypen oft nach Anwendung benannt – erleichtert Auswahl.

#10 Gewindeeinsätze (Inserts)

Starke Gewinde, meist zylindrisch – auch Gewindebuchsen genannt. Anwendungen: dauerhafte Verbindungen zwischen verschiedenen Materialien, Reparatur beschädigter Gewinde.

Typisch: Lastverteilung vom kleineren Schraubendurchmesser auf größeren Einsatzdurchmesser.

#11 Sicherungsringe (Retaining Rings)

Halten Wellen oder Baugruppen in Position. Verschiedene Formen. Vielfältiger Maschinenbau-Einsatz.

Beispiel: Halterung des Raststifts am Kolben (Verbrennungsmotor). Auch in Hochdruck-Kraftstoffpumpe (Dieselgenerator).

Meist Einmalverwendung, bei Reparatur Austausch. Manche wiederverwendbar.

#12 Bolzen und Splinte (Clevis Pins & Cotter Pins)

Aus Stahlstiften oder zylindrischen Wellen. Bohrung im Schaft für Splint, der umgebogen als Klammer wirkt. Halten Maschinenteile in präziser Position/Ausrichtung.

Vorteile von Befestigungselementen

1. Gewichtsreduzierung des Bauteils.
2. Hohe Festigkeit bis 1500 MPa Zugfestigkeit.
3. Minimaler Bauraumbedarf.
4. Einfache Wartung.
5. Einfache Montage an jedem Arbeitsplatz.

Nachteile von Befestigungselementen

1. Erhöhen Bauteilgewicht (Widerspruch zu Vorteil 1 – kontextabhängig).
2. Bohrungen für Montage schwächen Bauteil.
3. Kraftangriff an definierten Punkten → Ermüdungsgefahr.
4. Einmal befestigt, erneutes Befestigen schwierig.
5. Korrosionsanfälligkeit.

Zusammenfassung

Angesichts der Vielfalt an Befestigungselementen wird die richtige Wahl zur Herausforderung. Fast alle Typen und Verwendungen in diesem Artikel abgedeckt.

Offene Fragen zu Befestigungselementtypen? Kommentare – ich antworte. Artikel gefallen? Teilen!

Newsletter abonnieren.