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12.10.22

verbindungsarten

Verbindungsarten und ihre Unterschiede

Die Verbindungstechnik besagt, dass es auf der Basis physikalischer Prinzipien verschiedene Optionen gibt, um zwei oder mehrere Bauteile miteinander zu verbinden. Grundsätzlich werden folgende drei Verbindungsarten unterschieden: die formschlüssige Verbindung, die kraftschlüssige Verbindung und die stoffschlüssige Verbindung.

Ein grundlegender Unterschied findet sich z. B. in der Lösbarkeit der Verbindungen. Jede der drei Varianten beschreibt bedeutende Wirkprinzipien, deren Auftreten durchaus auch gleichzeitig stattfinden kann. Als Beispiel dient eine angezogene Schraube. Damit sie fest angezogen werden kann, bedarf es Kraft, weshalb das Prinzip der Kraftschlüssigkeit gegeben ist. Aufgrund ihres passenden Gewindes ist zudem die Formschlüssigkeit erfüllt. Wodurch sich die Verbindungsarten konkret unterscheiden, erklären wir Ihnen im folgenden Text.

Das Prinzip der formschlüssigen Verbindung

Grundsätzlich geht es hierbei darum, dass zwei oder mehrere Teile formschlüssig zusammengefügt werden können. Jedes der Bauteile (u. a. Stifte, Nieten oder Bolzen) verfügt über eigene räumliche Formen, die sich jeweils gegenseitig ergänzen.

Reichen die ersten beiden Teile nicht aus, um ein Auseinanderrutschen zu verhindern, wird ein weiteres Teil als Verbindungselement eingebracht. Eine funktionierende formschlüssige Verbindung soll sicherstellen, dass im Lastfall Normalkräfte (Kräfte, die senkrecht auf die gegenüberliegenden Flächen der Teile wirken) zum Wirken kommen. Hinsichtlich ihrer Lösbarkeit sind formschlüssige Verbindungen den lösbaren Verbindungen zuzuordnen. Darunter sind Verbindungen zu verstehen, die reversibel erzeugt und im Anschluss wieder gelöst werden können.

Mitunter ist für das Lösen aber ein größer Kräfteaufwand nötig. Als Beispiel hierfür dienen Blechränder, die durch Nieten verbunden werden. Formschluss besteht sowohl auf der Zylinder- als auch auf der Bohrachse. Um die Bauteile wieder voneinander zu lösen, bedarf es je nach mechanischer Festigkeit und Materialdicke eine vollkommene Zerstörung der Materialien.

Das Prinzip der kraftschlüssigen Verbindung

Wie der Name schon sagt, basieren kraftschlüssige Verbindungen auf der Anwendung von Kraft. Eine Bewegung der jeweiligen Bindungspartner wird mittels Haftreibung, welche wiederum Normalkräfte voraussetzt, unterbunden. Das Wirken der Kräfte ist der alleinige Grund für das Bestehen der kraftschlüssigen Verbindung. Ein Überschreiten der Kräfte hat ein sofortiges Auseinandergleiten der aufeinandergepressten Komponenten zur Folge.

Beispiele für die kraftschlüssige Verbindung finden sich zur Genüge im Alltag. Dazu gehören u. a. das Halten von Gegenständen mithilfe unserer Zeigefinger und Daumen oder das Binden der Schnürsenkel unserer Schuhe. Ein weiteres typisches Beispiel für diese Verbindungsart findet sich in einer typischen Haushaltstätigkeit: das Aufhängen von Wäsche. Durch die verwendeten Klammern wird ein Herunterfallen der Teile verhindert. Wie die formschlüssige Verbindung erweist sich auch die kraftschlüssige Verbindung als lösbar.

Das Prinzip der stoffschlüssigen Verbindung

Unter stoffschlüssigen Verbindungen versteht man jegliche Verbindungen, die auf atomaren oder molekularen Kräften basieren. Im Hinblick auf die Lösbarkeit sind sie als unlösbar einzustufen. Ist eine Lösung notwendig, ist eine Zerstörung der Bindungspartner erforderlich.

Typische Beispiele für stoffschlüssige Verbindungen sind u. a. das Schweißen, das Löten sowie das Kleben. Je nach Verfahren besteht in der Regel ein geringer Platzbedarf sowie eine gute Kräfteübertragbarkeit. Zu beachten ist, dass besonders beim Kleben diverse Vorbehandlungsmaßnahmen nötig sein können.