Verbindungselemente aus Blech: Ein Leitfaden für Ingenieure

Die Blechbearbeitung stellt eine Reihe von Verbindungsproblemen dar, die allein durch Schweißen nicht vollständig gelöst werden können. Schweißen bietet zwar eine dauerhafte und strukturell robuste Lösung, ist aber nicht immer praktikabel. Es erfordert spezielle Ausrüstung und Fachkenntnisse, erzeugt Wärme, die dünne Bleche verformen kann, und es entsteht eine Verbindung, die sich nicht leicht lösen lässt.

Bei Baugruppen, die zur Wartung, Justierung oder Inspektion regelmäßig demontiert werden müssen oder bei denen eine Verformung durch Wärmeeinwirkung nicht toleriert werden kann, bieten Verbindungselemente aus Blech eine flexiblere und oft geeignetere Lösung.

Die Wahl des falschen Verbindungselements für Bleche kann zu Problemen führen, die ebenso gravierend sind wie das Verbindungsproblem, das damit gelöst werden sollte. Dazu gehören beispielsweise das Abziehen der Gewinde, die Beschleunigung der Korrosion oder die Unmöglichkeit einer zuverlässigen Montage unter den für die Montage erforderlichen Bedingungen.

In diesem praktischen, von Ingenieuren geleiteten Leitfaden werden die besten Verbindungselemente für Blechanwendungen untersucht. Dabei werden die wichtigsten Aspekte behandelt, die die Auswahl beeinflussen, eine Vergleichstabelle als Referenz auf einen Blick und ein FAQ-Abschnitt, in dem die häufigsten Fragen zur Blechbefestigung in der Praxis behandelt werden.

Inhalt:

• Was ist beim Fügen von Blechen zu beachten

• Was sind die besten Arten von Blechbefestigungen?

• Welche Arten von Blechverschlüssen sollte ich verwenden?

• Wichtige Hinweise zur Verwendung von Verbindungselementen aus Blech

• Häufig gestellte Fragen

Was ist beim Fügen von Blechen zu beachten

Die Auswahl des richtigen Verbindungselements für eine Blechanwendung ist selten so einfach wie die Auswahl einer Komponente, die physisch zur Verbindung passt. Die spezifischen Anforderungen der Baugruppe hängen alle davon ab, welche Verbindungselemente brauchbar sind, und wenn eines dieser Elemente ignoriert wird, kann es zu Ausfallursachen kommen, deren Behebung schwierig und kostspielig ist.

In der Praxis hängen diese Überlegungen zusammen, und eine Entscheidung, die als Reaktion auf eine Einschränkung getroffen wird, hat oft Auswirkungen auf andere, sodass sie der entscheidende Ausgangspunkt dafür sind, herauszufinden, welche der in diesem Handbuch behandelten Blechbefestigungsmethoden für die jeweilige Aufgabe am besten geeignet sind.

Blechmaterial

Das Material, aus dem das Blech gefertigt wurde, ist eine der grundlegendsten Überlegungen bei der Auswahl von Verbindungselementen und muss berücksichtigt werden, bevor eine andere Spezifikationsentscheidung getroffen wird.

Wenn Sie ein Befestigungselement für Bleche wählen, das zwar mechanisch geeignet, aber mit dem Untergrund nicht kompatibel ist, kann dies zu völlig vermeidbaren Ausfallarten führen, von denen die galvanische Korrosion die wichtigste ist.

Galvanische Korrosion tritt auf, wenn zwei unterschiedliche Metalle in Gegenwart eines Elektrolyten, meistens Feuchtigkeit, in Kontakt kommen. In diesem Fall wirkt das weniger edle der beiden Metalle als Anode und beginnt bevorzugt zu korrodieren.

In einer Blechbaugruppe konzentriert sich dieser Prozess auf die Grenzfläche zwischen dem Befestigungselement und dem Blech, genau dort, wo die strukturelle Integrität am kritischsten ist. Das Ergebnis ist ein beschleunigter Materialverlust an der Verbindungsstelle. Dies kann die Spannkraft beeinträchtigen, zu Verfärbungen auf der sichtbaren Oberfläche führen und in schweren Fällen zu einem Verbindungsversagen führen, das weit vor der erwarteten Lebensdauer der Baugruppe liegt.

Wenn möglich, sollte das Befestigungsmaterial auf das Werkstücksubstrat abgestimmt sein. Selbstbohrende Edelstahlschrauben eignen sich beispielsweise gut zum Verbinden von Edelstahlblechen und bieten sowohl Materialverträglichkeit als auch die Korrosionsbeständigkeit, die für anspruchsvolle Umgebungen erforderlich ist. Bei Aluminiumblechen sind Drucknieten aus Aluminium oder entsprechend beschichtete Stahlbefestigungen unbeschichtetem Stahl vorzuziehen.

Wenn aus Gründen der Verfügbarkeit, der Kosten oder aufgrund mechanischer Beschränkungen keine passende Werkstoffanpassung möglich ist, kann das Risiko der galvanischen Korrosion durch den Einsatz von isolierenden Unterlegscheiben, Barrierebeschichtungen oder Dichtstoffen, die den direkten Kontakt von Metall zu Metall an der Verbindungsstelle verhindern, eingedämmt werden, wie z. B. Gewindesicherungen.

Diese erhöhen jedoch die Komplexität des Montageprozesses und führen zu zusätzlichen Komponenten, die korrekt spezifiziert und einheitlich angebracht werden müssen. Die Auswahl kompatibler Materialien von Anfang an ist nach wie vor der zuverlässigere Ansatz.

Es ist auch erwähnenswert, dass die relativen Oberflächen der beiden Metalle, die sich berühren, die Geschwindigkeit der galvanischen Korrosion beeinflussen. Ein kleines Befestigungselement aus einem weniger edlen Metall, das mit einer großen Platte aus einem edleren Metall in Kontakt kommt, korrodiert schnell, da die anodische Fläche im Verhältnis zur kathodischen Fläche klein ist. Aus diesem Grund ist die Auswahl des Befestigungsmaterials besonders bei Blechbaugruppen von Bedeutung, bei denen das Verbindungselement fast immer das kleinere der beiden Bauteile ist, die sich berühren.

 

Blechdicke

Bleche nehmen naturgemäß einen relativ engen Dickenbereich ein, und innerhalb dieses Bereichs können kleine Dickenunterschiede darüber entscheiden, ob ein Befestigungselement zuverlässig greift, das Material vollständig abstreift oder überhaupt nicht einrastet.

Die unmittelbarste Herausforderung bei dünnen Blechen ist die Unfähigkeit, eine traditionell gebohrte Pilotbohrung und ein Gewinde mit Gewinde zu tragen. Je dünner das Blech, desto weniger Gewindeeingriffe sind möglich. Unterhalb einer bestimmten Dicke ist einfach nicht genug Material vorhanden, um mit herkömmlichen Methoden eine stabile Gewindeverbindung herzustellen. Wenn Sie versuchen, eine Standardmaschinenschraube in ein Blech zu stecken, das zu dünn ist, um es zu tragen, besteht die Gefahr, dass das Material bei der ersten Installation abzieht und ein Befestigungspunkt zurückbleibt, auf den man sich nicht verlassen kann.

Selbstbohrende Bolzen und Schrauben wurden speziell für diese Einschränkung entwickelt. Ihre Bohrspitze durchschneidet das Blech, ohne dass ein vorgebohrtes Pilotloch erforderlich ist. Die Gewindeform ist so optimiert, dass sie dünnes Material angreift, ohne es zu verformen oder abzuziehen. Dies macht sie zu einem der praktischsten und am häufigsten verwendeten Verbindungselemente für Blechanwendungen in einer Vielzahl von Stärken. Dadurch entfällt ein separater Bohrvorgang und das Risiko einer Fehlausrichtung zwischen der Führungsbohrung und dem Befestigungselement wird verringert.

Wenn ein wiederverwendbares Gewinde aus dünnem Blech erforderlich ist, z. B. bei einer Baugruppe, die regelmäßig zu Wartungszwecken demontiert wird, bieten Nietmuttern und Stanzmuttern, die oft als selbstklebende Verbindungselemente bezeichnet werden, eine zuverlässige Lösung. Anstatt sich darauf zu verlassen, dass das Blech selbst das Gewinde trägt, wird bei diesen Befestigungselementen ein Gewindeeinsatz eingesetzt, der mechanisch im Blech gehalten wird.

In der Praxis wird eine Nietmutter in ein vorgebohrtes Loch gesteckt und mit einem Werkzeug eingesetzt, das ihren Körper gegen die Rückseite des Blechs verformt und die Last auf eine größere Auflagefläche verteilt, als es eine Gewindebohrung im Blech allein bieten könnte. In ähnlicher Weise werden Stanzmuttern unter Krafteinwirkung direkt in das Blech gedrückt, wobei ihr gerändelter oder sechseckiger Körper das Material verdrängt, sodass ein sicherer, nicht rotierender Befestigungspunkt entsteht.

Im dünneren Bereich des Blechmessbereichs können selbst die beim Einsetzen einer Nietmutter oder beim Eindrehen einer selbstbohrenden Schraube auftretenden Montagekräfte ausreichen, um das Werkstück zu verformen oder zu verbiegen, wenn der Prozess nicht sorgfältig kontrolliert wird. In diesen Fällen können Pop-Nieten eine Alternative mit geringerer Montagekraft für dauerhafte Verbindungen sein, da beim Setzvorgang das umgebende Material weniger lokal beansprucht wird als beim Gewindeformen.

Härte und Duktilität

Die Härte und Duktilität des Blechsubstrats sind unterschiedliche, aber eng miteinander verbundene Aspekte. Beide haben einen direkten Einfluss darauf, welche Verbindungselemente für eine bestimmte Anwendung geeignet sind.

Die Duktilität bestimmt die Fähigkeit des Blechs, sich zu verformen, ohne zu brechen. Wenn ein gewindeformendes Verbindungselement in ein Blech eingetrieben wird, wird das Material um das Verbindungselement herum eher verdrängt als abgetragen, sodass ein geformtes Gewinde entsteht, das den Körper des Verbindungselements festhält. Durch diesen Vorgang wird das Material, das den Befestigungspunkt unmittelbar umgibt, lokal beansprucht.

Bei unzureichender Duktilität, wie dies bei gehärteten, stark kaltverformten oder spröden Plattenmaterialien der Fall sein kann, können beim Gewindeformen Risse an der Befestigungsstelle entstehen, die sich im umgebenden Material ausbreiten und Schäden verursachen, die nicht immer sofort sichtbar sind, die Verbindung jedoch erheblich schwächen.

Bei selbstschneidenden Schrauben wird dieses Gewindeformverfahren angewendet. Sie eignen sich hervorragend für Bleche mit ausreichender Duktilität, wie z. B. Weichstahl, Aluminiumlegierungen und geglühten Edelstahl. Bei Werkstoffen, die am härteren oder weniger duktilen Ende des Spektrums liegen, sind Varianten zum Gewindeschneiden jedoch die geeignetere Wahl.

Die Härte führt zu einer separaten, aber verwandten Einschränkung. Ist das Blech härter als das Verbindungselement selbst, kann sich das Verbindungselement verformen oder versagen, bevor es schneiden oder ein Gewinde bilden kann. Dies ist besonders relevant, wenn selbstbohrende Schrauben verwendet werden, deren Bohrspitze in der Lage sein muss, das Blech zu durchdringen. Selbstbohrende Schrauben sind für den Einsatz innerhalb bestimmter Werkstoffhärtebereiche ausgelegt. Wenn ein Verbindungselement außerhalb dieses Bereichs angegeben wird, besteht die Gefahr, dass die Spitze versagt, das Werkstück beschädigt wird oder ein unvollständiger Befestigungspunkt entsteht, auf den man sich bei der Konstruktion nicht verlassen kann.

Wenn Gewindeformen oder Gewindeschneiden aufgrund der Härte oder Sprödigkeit des Blechs nicht praktikabel sind, bieten Verbindungselemente, die nicht direkt in das Blechmaterial eingreifen, eine zuverlässigere Alternative.

Schweißbolzen umgehen die Materialbeschränkungen beim Gewindeformen vollständig, indem ein Gewindebolzen direkt mit der Oberfläche des Blechs verschmolzen wird. So entsteht ein permanenter Befestigungspunkt, ohne dass Bohr-, Schneid- oder Formarbeiten erforderlich sind. Dadurch eignen sie sich besonders für härtere Bleche, bei denen andere Befestigungsmethoden das Werkstück beschädigen könnten, sofern das Schweißen mit dem Montageprozess und dem Material kompatibel ist.

In ähnlicher Weise vermeiden Pop-Nieten und Nietmuttern den Prozess der Gewindebildung vollständig. Beide werden durch ein vorgebohrtes Durchgangsloch montiert, wodurch das umliegende Material nicht durch Gewindebildung belastet wird. Sie eignen sich daher für einen größeren Bereich von Blechhärtewerten als Schraubverschlüsse, bei denen der Untergrund direkt anliegt.

 

Anforderungen an die Ladung

Blechbaugruppen können einer Vielzahl von Belastungsbedingungen ausgesetzt werden, von statischen Spannkräften bis hin zu dynamischen, zyklischen Belastungen. Die Spezifizierung eines Verbindungselements aus Blech, das den Belastungen, denen es ausgesetzt ist, nicht ausreichend ist, reicht von einer allmählichen Verschlechterung der Leistung bis hin zum plötzlichen und vollständigen Versagen der Verbindung.

Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen

Vibration ist eine der häufigsten und anspruchsvollsten Belastungsbedingungen bei Blechbaugruppen, insbesondere bei Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Industriemaschinen. Bei zyklischer Belastung durch Vibration werden das Verbindungselement und sein Kontakt mit dem Blech wiederholt beansprucht. Verbindungselemente, die zur Fixierung ausschließlich auf Gewindereibung angewiesen sind, können sich im Laufe der Zeit zunehmend lockern, da diese Vorspannung allmählich verringert wird.

Schweißbolzen bieten eine der effektivsten Lösungen gegen vibrationsbedingtes Lösen von Blechbaugruppen. Da sie direkt mit der Oberfläche des Blechs verschmelzen, bilden sie einen dauerhaften Befestigungspunkt, der sich bei zyklischer Belastung nicht drehen oder zurückdrehen kann. Wenn eine dauerhafte Verbindung angebracht ist und der Montageprozess das Schweißen unterstützt, sind Schweißbolzen eine zuverlässige Wahl für Umgebungen mit starken Vibrationen.

Bitte beachten Sie, dass bei der Verwendung von Schweißbolzen in einer Anwendung mit hoher Vibration das Verbindungselement, mit dem sie verbunden sind, ebenfalls eine Vorrichtung benötigt, die dem Lösen von Vibrationen standhält. Eine Gewindesicherung ist eine gängige Lösung für dieses Problem, ebenso wie schwingungsdämpfende Sicherheitsscheiben.

Nietmuttern und Einpressmuttern widerstehen ebenfalls der Rotation innerhalb des Blechs, sobald sie montiert sind. Sie sorgen für einen stabilen Gewindebefestigungspunkt, der seine Integrität auch bei anhaltenden Vibrationen beibehält, selbst wenn das Gegenstück wiederholt montiert und entfernt wird.

Zugbelastung

Die Zugbelastung, also die Kraft, die wirkt, um das Verbindungselement direkt aus dem Blech zu ziehen, ist ein weiterer wichtiger Aspekt, der das Spektrum der brauchbaren Verbindungselemente erheblich einschränken kann. Bei dünnen Blechen ist die zur Verfügung stehende Auflagefläche, um Zugbelastungen standzuhalten, begrenzt. Verbindungselemente, bei denen die Last auf einen einzigen Punkt konzentriert wird, können sich bei Dauerbelastung oder Stoßbelastung durch das Blech ziehen.

Nietmuttern verteilen die Zugbelastung auf eine größere Tragfläche als ein Gewindeloch im Blech allein. Daher eignen sie sich besser für Verbindungen, bei denen die Ausreißfestigkeit eine angegebene Anforderung ist. Bei Anwendungen mit der höchsten Zugbelastung stellen in das Blech eingepresste Stanzmuttern und andere selbstsichernde Befestigungselemente eine ähnlich robuste Lösung dar. Ihr gerändelter oder sechseckiger Körper ist mechanisch mit dem umgebenden Material verzahnt, um sowohl dem Herausziehen als auch dem Verdrehen standzuhalten.

Scherbelastung

Die Scherbelastung, die parallel zur Blechoberfläche und nicht senkrecht zur Blechoberfläche wirkt, stellt unterschiedliche Anforderungen an die Verbindung. Klappnieten eignen sich gut für schubbelastete Verbindungen in Blechen, da ihr Körper das Bohrloch ausfüllt und auf beiden Seiten direkt am Blechmaterial anliegt, wodurch die Belastung effektiv über die Verbindungsstelle verteilt wird. Aufgrund ihrer relativ geringen Zugfestigkeit sind sie jedoch weniger geeignet, wenn kombinierte Scher- und Zugbelastungen gleichzeitig auftreten.

Montage- und Funktionsüberlegungen

Die praktischen Gegebenheiten bei der Montage eines Werkstücks aus Blech können die Auswahl des Verbindungselements ebenso beeinflussen wie die mechanischen Anforderungen. Selbst ein Verbindungselement, das perfekt auf das Material, die Dicke und das Belastungsprofil einer Baugruppe zugeschnitten ist, kann zu erheblichen Schwierigkeiten führen, wenn es nicht für die Bedingungen geeignet ist, unter denen es eingebaut werden muss, oder für die Funktion, die es nach seiner Inbetriebnahme erfüllen muss.

Eine der häufigsten Herausforderungen bei der Blechbearbeitung ist der eingeschränkte Zugang und das Arbeiten auf engstem Raum. Blechbaugruppen werden häufig so umschlossen, verkleidet oder in größere Strukturen integriert, dass der Zugang zur Rückseite der Verbindungsstelle eingeschränkt oder ganz verhindert wird.

In diesen Situationen werden Verbindungselemente, die beidseitig montiert werden müssen, wie z. B. eine herkömmliche Anordnung von Mutter und Schraube, unpraktisch, unabhängig von ihrer mechanischen Eignung. Der Versuch, sie trotzdem anzubringen, birgt das Risiko, dass Bauteile innerhalb der Baugruppe herunterfallen. In regulierten Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, Elektronik und Präzisionsmaschinen können diese Bauteile als Fremdkörper (FOD) eingestuft werden.

Ein lockeres Befestigungselement, das in einer geschlossenen Baugruppe zurückbleibt, kann zu mechanischen Schäden, elektrischen Störungen oder vorzeitigem Verschleiß führen, wenn es während des Betriebs migriert wird. Das Auffangen kann eine erhebliche Demontage und Nacharbeit erfordern.

Wenn das FOD-Risiko ein vorrangiges Problem darstellt, bieten Feststellschrauben eine praktische Lösung. Da sie mechanisch in ihrer Gegenplatte oder ihrem Gehäuse befestigt sind, können sie nicht vollständig entfernt werden und können daher bei der Installation oder Wartung nicht herunterfallen oder verloren gehen. Daher eignen sie sich besonders für geschlossene Baugruppen in regulierten Branchen. Sie können auch mit einer Unterlegscheibe kombiniert werden, um eine sichere Befestigung und den Halt der Bauteile zu gewährleisten.

Knallnieten und Nietmuttern lösen das Problem des einseitigen Zugangs direkt. Solche Blechnieten werden vollständig von der Vorderseite des Blechs aus angebracht, ohne dass ein Zugang oder eine Befestigung auf der Rückseite erforderlich ist. Stecknieten sorgen für eine dauerhafte, einteilige Verbindung, sodass lose Bauteile vollständig vermieden werden. Nietmuttern sorgen bei einseitiger Montage für eine wiederverwendbare Gewindebefestigung. Dadurch eignen sie sich ideal für Baugruppen, die im Betrieb demontiert und wieder zusammengebaut werden müssen.

Sichtbarkeit und Geschicklichkeit verschärfen diese Herausforderungen noch weiter. Die Position der Verbindungselemente in geschlossenen oder teilweise montierten Werkstücken kann durch umliegende Bauteile oder ungünstige Blickwinkel verdeckt sein, sodass die Montage eher fühlbar als visuell erforderlich ist. Wo zusätzlich persönliche Schutzausrüstung erforderlich ist, wie Handschuhe, Gesichtsschutz und sperrigere Schutzkleidung, steigt das Risiko, dass Teile sich überkreuzen, nicht richtig einrasten oder Bauteile herunterfallen.

Unter diesen Bedingungen reduzieren selbstbohrende Schrauben den Installationsvorgang auf einen einzigen Arbeitsgang und verhindern so die Möglichkeit einer Fehlausrichtung zwischen einem separaten Bohr- und Befestigungsschritt. Wenn der Zugang zum Werkzeug eingeschränkt ist, ermöglichen die Befestigungselemente mit Innensechskant- oder Innensechskantantrieb die seitliche Drehmomenteinleitung. Dadurch sind sie bei schrägen oder optisch eingeschränkten Installationen oft toleranter.

Was sind die besten Arten von Blechbefestigungen?

Es gibt kein einziges Verbindungselement, das als die beste Option für Blechanwendungen bezeichnet werden kann. Die oben dargelegten Überlegungen dienen dazu, das Feld einzugrenzen, bevor eine endgültige Auswahl getroffen wird.

Sobald diese Einschränkungen verstanden sind, bietet die nachstehende Tabelle auf einen Blick eine kurze Referenz, anhand derer das für eine bestimmte Anwendung am besten geeignete Verbindungselement ermittelt werden kann. Dabei werden die wichtigsten Vorteile und Einschränkungen der einzelnen Typen sowie die Bedingungen, unter denen die einzelnen Typen geeignet sind und unter welchen Bedingungen sie nicht geeignet sind, behandelt.

 

 

Welche Arten von Blechbefestigungen sollte ich verwenden?

Die Vergleichstabelle oben bietet eine detaillierte Aufschlüsselung, aber die folgende Anleitung bietet eine schnelle Möglichkeit, Ihre Auswahl anhand der wichtigsten Anforderungen Ihres Projekts einzugrenzen.

• Für die Installation mit hoher Geschwindigkeit ohne Vorbohren: Selbstbohrende Schrauben (oft als TEK-Schrauben bezeichnet) sind ideal, da sie die Notwendigkeit einer separaten Pilotbohrung überflüssig machen und so bei hochvolumigen Baugruppen Zeit sparen.

• Um ein wiederverwendbares Gewinde herzustellen, bei dem Sie nur auf eine Seite zugreifen können: Nietmuttern sind die beste Wahl. Sie werden von der Vorderseite her montiert und bieten ein robustes Innengewinde für handelsübliche Maschinenschrauben aus dünnem Material.

• Für eine dauerhafte, flache Verbindung mit einseitigem Zugang: Pop-Nieten bieten eine zuverlässige, vibrationsfeste Lösung, die sich schnell montieren lässt und das Risiko loser Bauteile (FOD) ausschließt.

• Für maximalen Zug- und Verdrehwiderstand bei dünnen Blechen: Sechskantmuttern und selbstsichernde Befestigungselemente werden in das Blech eingepresst und greifen mechanisch mit dem Material in Verbindung, sodass ein hochfester Gewindebefestigungspunkt entsteht, der bündig mit der Oberfläche abschließt.

• Für Anwendungen im Freien oder bei Witterungseinflüssen: Dachschrauben (TEK-Schrauben mit EPDM-Unterlegscheiben) sollten verwendet werden, um die Befestigungsstelle wasserdicht abzudichten und das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern.

• Für Umgebungen mit starken Vibrationen, in denen sich das Befestigungselement niemals lösen darf: Die Schweißbolzen werden direkt mit der Metalloberfläche verschmolzen, wodurch ein permanenter Befestigungspunkt entsteht, der vor vibrationsbedingtem Lösen geschützt ist.

• Für eingeschränkte Zugänge oder regulierte Umgebungen, in denen das Herunterfallen von Teilen ein Risiko darstellt: Die Feststellschrauben werden mechanisch in der Platte gehalten und eignen sich daher perfekt für Baugruppen, die häufig gewartet werden müssen, ohne dass das Risiko besteht, dass die Hardware verloren geht.

Wichtige Erkenntnisse zur Blechbefestigung

• Es gibt kein einziges bestes Befestigungselement für Bleche. Die richtige Wahl hängt von Material, Dicke, Belastungsprofil, Umgebung und Montagebedingungen ab.

• Die Materialverträglichkeit ist die erste Überlegung. Bei Metallen, die nicht zueinander passen, besteht ein Risiko der galvanischen Korrosion, das durch Beschichtungen und Behandlungen allein möglicherweise nicht zuverlässig behoben werden kann.

• Selbstbohrende und selbstschneidende Schrauben gehören zu den vielseitigsten Optionen, aber beide sind für bestimmte Materialhärtebereiche ausgelegt und müssen entsprechend spezifiziert werden.

• Einseitiger Zugriff ist eine häufige Einschränkung bei Blechbaugruppen. Passnieten und Nietmuttern wurden speziell dafür entwickelt.

• Dauerhafte Verbindungen sind nicht immer die richtige Lösung. Wenn mit einer Demontage zu rechnen ist, sorgen Nietmuttern und Clinchmuttern für robuste, wiederverwendbare Gewindebefestigungspunkte aus dünnem Blech.

• Bei der Auswahl der Verbindungselemente sollte die gesamte Lebensdauer der Baugruppe berücksichtigt werden, nicht nur die Anforderungen der Erstinstallation.

Beschaffung von Verbindungselementen aus Blech

Die Auswahl des richtigen Verbindungselements für eine Blechanwendung ist nur ein Teil der Gleichung. Konsistente Ergebnisse hängen auch von der Beschaffung von Komponenten ab, die den exakten Material-, Maß- und Antriebsanforderungen der Baugruppe entsprechen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Blechtoleranzen eng sind, die Umgebungsbedingungen anspruchsvoll sind oder Nacharbeiten kostspielig sind.

Accu hat über 500.000 Präzisionskomponenten auf Lager, einschließlich der gesamten Palette an Verbindungselementen, die in diesem Handbuch behandelt werden. Unabhängig von den spezifischen Anforderungen des Auftrags gibt es also die passenden Komponenten. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Verbindungselemente für Ihre Anwendung geeignet sind, steht Ihnen unser Ingenieurteam mit Rat und Tat zur Seite, um die Beschaffung der richtigen Komponenten einfach, zuverlässig und schnell zu gestalten.

HÄUFIG GESTELLTE FRAGEN:

F: Was ist der beste Weg, etwas an einem Blech zu befestigen?

A: Das Schweißen ist zwar häufig die erste Methode, die für das Fügen von Blechen in Betracht gezogen wird, aber häufig nicht die praktischste Option. Es erfordert spezielle Ausrüstung und geschultes Personal, ist im Vergleich zum mechanischen Befestigen zeitaufwändig und es entsteht Wärme, die dünne Bleche verziehen oder verformen kann. Entscheidend ist, dass es auch eine dauerhafte Verbindung erzeugt, weshalb es nicht für Montagen geeignet ist, die für Wartungs-, Justier- oder Inspektionszwecke demontiert werden müssen.

Mechanische Verbindungselemente lösen all diese Einschränkungen. Sie können mit Standardwerkzeugen schnell montiert werden, geben keine Wärme in das Material ab und können je nach gewähltem Verbindungselement entweder eine dauerhafte oder eine abnehmbare Verbindung herstellen.

Für eine einfache Durchsteckbefestigung ohne vorgebohrtes Führungsloch gehören selbstbohrende Schrauben zu den praktischsten und am häufigsten verwendeten Optionen. Wenn ein einseitiger Zugang nicht möglich ist und eine dauerhafte Verbindung akzeptabel ist, bieten Pop-Nieten eine schnelle und saubere Lösung. Wo die Verbindung abnehmbar bleiben muss, sorgen Nietmuttern für eine wiederverwendbare Gewindebefestigung, die von einer Seite aus angebracht werden kann.

In allen Fällen sollten das Material, die Dicke und das Belastungsprofil der Baugruppe die Wahl des Verbindungselements vor allen anderen Überlegungen beeinflussen.

F: Welche drei Arten von Verbindungselementen werden zum Verbinden von Blechen verwendet?

A: Es gibt zwar mehr als drei Arten von Verbindungselementen, die bei der Blechbearbeitung verwendet werden, aber die am häufigsten genannten Kategorien sind Schrauben, Nieten und Gewindeeinsätze.

Schrauben, einschließlich selbstbohrender und selbstschneidender Varianten, werden für die Durchsteckbefestigung verwendet und sind in einer Vielzahl von Kopfprofilen und Antriebsarten erhältlich, um unterschiedlichen Installationsbedingungen gerecht zu werden.

Nieten, einschließlich Pop-Nieten und Nietmuttern, werden dort eingesetzt, wo ein einseitiger Zugang erforderlich ist oder eine dauerhafte Verbindung angebracht ist.

Gewindeeinsätze wie Stanzmuttern und Nietmuttern werden verwendet, um eine robuste, wiederverwendbare Gewindebefestigung in Blech einzubringen, das zu dünn ist, um ein herkömmliches Gewinde zu tragen.

F: Was ist der beste Weg, um Blech an Blech zu befestigen?

A: Die am besten geeignete Methode zum Verbinden von Blech mit Blech hängt davon ab, ob die Verbindung dauerhaft oder abnehmbar sein muss und ob beide Seiten der Baugruppe zugänglich sind.

• Für dauerhafte Verbindungen, bei denen ein einseitiger Zugang erforderlich ist: Pop-Nieten sind eine praktische und weit verbreitete Lösung.

• Wo das Gelenk herausnehmbar bleiben muss: Selbstbohrende Schrauben ermöglichen eine schnelle, zuverlässige Befestigung ohne separate Vorbohrung.

• In Umgebungen mit starken Vibrationen: Schweißbolzen sorgen für einen dauerhaften Befestigungspunkt, der sich im Betrieb nicht lösen kann.

• Für Baugruppen, bei denen die Lastverteilung auf dünnem Blech ein Problem darstellt: Mit Nietmuttern oder Clinchmuttern wird ein Gewindebefestigungspunkt eingeführt, der die Zugbelastung über eine größere Auflagefläche verteilt, als es eine Gewindebohrung im Blech allein bieten könnte.

F: Was sind TEK-Schrauben und sind sie für Blechanwendungen geeignet?

A: TEK ist ein Handelsname, der als Oberbegriff für selbstbohrende Schrauben weit verbreitet ist. Dabei handelt es sich um Verbindungselemente mit einer Bohrspitze, die das Blech durchtrennt, bevor das Gewinde einrastet, sodass kein vorgebohrtes Führungsloch erforderlich ist. Der Name stammt von der Buildex TEK-Schraube, wird aber heute häufig für selbstbohrende Schrauben aus einer Reihe von Kopfprofilen und Materialien verwendet.

Welche TEK-Schraube für eine bestimmte Anwendung geeignet ist, hängt von der Blechstärke, der Materialhärte und den spezifischen Anforderungen der Installationsumgebung ab.