Kunststoff-Spreiznieten, Schrauben und Beilagscheiben
Befestigungselemente wie Nieten oder Schrauben aus Kunststoff sind überall dort einsetzbar, wo die höhere Festigkeit metallischer Werkstoffe nicht erforderlich ist. Vorteile sind hier vor allem die Korrosionsbeständigkeit und das geringe Gewicht.
Warum Nieten?
Spreiznieten lassen sich in einem Arbeitsgang in ein vorgelochtes Werkstück einführen und befestigen. Hierfür ist außerdem nur der Zugang von einer Werkstückseite notwendig. Bei Schraubverbindungen muss entweder das Werkstück mit einem Gewinde versehen, oder eine Mutter von der Werkstückrpckseite aufgesetzt werden. Das Festziehen der Schraube ist, im Vergleich zum Nieten, ein zeitaufwändiger Vorgang, der außerdem bei mangelhafter Durchführung (zu niedriges oder zu hohes Drehmoment) die Sicherheit der Verbindung gefährdet. Beim Herstellen einer korrekt berechneten und vorbereiteten Nietverbindung, kann dagegen kaum noch etwas schief gehen.
Problematisch für die Haltbarkeit von Verbindungen mit Spreiznieten sind zu weiche Werkstoffe. Ein normaler Kunststoff-Spreizniet hält dadurch, dass sich der Schaft beim Eindrücken des Dorns auseinander spreizt und dadurch in der Bohrung verklemmt. Bei zu weichen Materialien dehnt sich dabei das Loch aus und der Niet kann durchrutschen. Werden mehrere Lagen zusammen genietet, muss wenigstens eine Lage ausreichend hart sein oder eine Unterlagscheibe verwendet werden, damit die Nietverbindung hält.
Die kritische Seite ist bei derartigen Nietverbindungen die Werkstoffrückseite, da der Schaft sich nur um den Durchmesser der Bohrung, beziehungsweise des hindurch gedrückten Dorns, erweitern kann. Der Nietenkopf kann dagegen beliebig groß gestaltet werden. Bei problematischen Werkstoffen helfen hier Spezialnieten, bei denen nicht der Schaft, sondern etwa L-förmige Beinchen am kurzen Schenkel auseinander gedrückt werden und um 90 Grad in Richtung Nietenkopf unklappen. Die Auflagefläche auf der Werkstückrückseite wird hierdurch erheblich vergrößert.
Wann Schrauben?
Im Gegensatz zu Nietverbindungen lassen sich Schraubverbindungen zerstörungsfrei lösen. Schrauben können daher, nach dem Lösen einer Verbindung, erneut verwendet werden. Es gibt inzwischen allerdings auch spezielle Spreiznieten, bei denen sich der Dorn heraus ziehen oder schrauben lässt, so dass auch lösbare Nietverbindungen möglich sind.
kann der Druck, mit dem zwei Werkstücke durch eine Schraubenverbindung zusammengepresst werden, gezielt variiert werden. Das ist nur in Grenzen möglich, die von der Festigkeit des Schraubenwerkstoffs und der notwendigen Vorspannkraft abhängt. Die Vorspannkraft darf bestimmte Werte nicht unterschreiten, damit sich die Schraube nicht löst.
Wofür Scheiben?
Beilagscheiben können nicht nur die Haltbarkeit von Verbindungen weicher Materialien verbessern. Bei Schraubverbindungen reduzieren sie die Belastung des Werkstücks unter der Mutter oder dem Schraubenkopf beim Anziehen der Verbindung.
Außerdem ist die Reibung zwischen Schraubenkopf, beziehungsweise Mutter und Auflagefläche bei Verwendung einer Unterlagscheibe nicht mehr vom Material und der Beschaffenheit der zu verbindenden Werkstücke abhängig. Das für den Halt der Verbindung notwendige Anzugdrehmoment ist dann nur noch von der Schraubengröße abhängig.
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am Januar 5th 2012 in Technik allgemein