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Arten von Kfz-Befestigungselementen: Alles, was Sie wissen müssen

Caleb Hayes
Caleb Hayes

In der Automobiltechnik geht es um feine Details und Genauigkeit, wobei viele Fahrzeugteile zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass das Auto gut funktioniert, sicher und zuverlässig ist. Kfz-Verbindungselementen wird oft nicht viel Aufmerksamkeit geschenkt, aber sie sind dennoch sehr wichtige strukturelle Komponenten.

Für Ingenieure, Hersteller und alle anderen, die in der Automobilindustrie tätig sind, ist es wichtig, die verschiedenen Arten von Kfz-Befestigungselementen, Werkstoffen und deren Verwendung zu kennen. Bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugen kommt der Auswahl des richtigen Materials und des richtigen Verbindungselements für die jeweilige Anwendung große Bedeutung zu.

Was sind Kfz-Befestigungselemente und warum sind sie so wichtig?

Kfz-Befestigungselemente sind mechanische Vorrichtungen, die zwei oder mehr kleine Teile eines Fahrzeugs verbinden oder sichern. Ihre Funktion ist weit mehr als das Verbinden von Fahrzeugkomponenten; sie sind entscheidend für die strukturelle Festigkeit des Fahrzeugs, die Sicherheit während des Betriebs und seine Haltbarkeit im Laufe der Zeit. Jedes Befestigungselement wird unter Berücksichtigung der spezifischen Bedingungen, denen es ausgesetzt ist, und seines Zwecks ausgewählt, wobei nach Möglichkeit einfache Lösungen angestrebt werden.

Kfz-Befestigungselemente erfüllen bei der Herstellung von Kfz-Teilen wichtige Funktionen, die nicht übersehen werden dürfen. Das Versagen eines einzigen Verbindungselements kann in bestimmten Situationen zu lästigen Dingen wie Klappergeräuschen und Ausrichtungsfehlern von Bauteilen oder zu schwerwiegenden Problemen führen, die zu Systemausfällen führen können, die die Sicherheit des Fahrzeugs gefährden. Die Umgebung eines Fahrzeugs, die ständigen Vibrationen, Temperaturen und korrosiven Kräften ausgesetzt ist, stellt eine enorme Belastung dar. Aus diesem Grund müssen die verschiedenen Verbindungselemente, z. B. Kunststoff- und Metallverbindungen, zuverlässig und stabil sein und speziell auf ihren Verwendungszweck zugeschnitten werden. Bei der Herstellung und Wartung von Kraftfahrzeugen werden die Konstruktion und Anwendung von Verbindungselementen eingehend geprüft. Kontinuierliche Innovationen in der Fahrzeugtechnologie, wie z. B. die Gewichtsreduzierung und die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen, rücken die Werkstoffkunde und die Konstruktion von Verbindungselementen zusätzlich in den Mittelpunkt.

Arten von Kfz-Befestigungselementen (1)

Gängige Typen von Kfz-Befestigungselementen

Die Auswahl an Verbindungselementen, die in der Automobilindustrie verwendet werden, ist groß, da jedes einzelne von ihnen für einen bestimmten mechanischen Bedarf, eine bestimmte Wartung, einen bestimmten Montageprozess und bestimmte Betriebsbedingungen hergestellt wird. Im Folgenden sind einige der gängigsten Kfz-Befestigungselemente aufgeführt.

Bolzen

In der Automobilindustrie gehören Schrauben zu den am häufigsten verwendeten und wichtigsten mechanischen Verbindungselementen. Eine Schraube ist meist durch einen Kopf an einem Ende und einen Schaft mit Außengewinde definiert. Sie wird durch gewindelose Löcher in zusammengebaute Teile eingeführt und normalerweise durch Anziehen einer Mutter oder eines Gewindelochs in einem der Bauteile angezogen oder gelöst.

Zahlreiche Varianten, wie z. B.:

  • Sechskantschrauben: die gebräuchlichsten, die ein gutes Drehmoment bieten.
  • Schlossschrauben: mit glattem, gewölbtem Kopf und Vierkantansatz, um ein Verdrehen zu verhindern.
  • Flanschschrauben: haben eine Unterlegscheibe, die direkt unter dem Schraubenkopf angebracht ist, um die Last zu verteilen. Sechskantflanschbolzen sind eine beliebte Option.
  • Bügelschrauben: sehen aus wie der Buchstabe U, mit Gewinden an beiden Schenkeln, werden häufig zum Zusammenhalten von Rohren oder Bauteilen von Aufhängungselementen verwendet.

Alle Arten von Schrauben sind entscheidend für die Motorbaugruppen, tragende Strukturen wie die Fahrgestellrahmen, die Aufhängungssysteme sowie die Radnaben wie die Achslager.

Schrauben

Schrauben sind schraubenähnliche Verbindungselemente mit Außengewinde, die jedoch in der Regel dazu bestimmt sind, in ein bereits mit einem Gewinde versehenes Loch eingesetzt zu werden oder sich mit ihrem Innengewinde in ein weicheres Material einzuschneiden (selbstschneidende Schrauben), während sie sich nach unten drehen. Im Gegensatz zu Bolzen werden Schrauben, einschließlich der üblichen Sechskant- und Maschinenschrauben, in der Regel ohne direkte Verwendung einer Mutter auf der anderen Seite der Baugruppe am rotierenden Kopf festgezogen. Schrauben für die Automobilindustrie sind:

Schrauben werden häufig zum Befestigen von Innenverkleidungen und elektronischen Modulen von Autos wie Karosserieverkleidungen und Armaturenbrettern verwendet. Beispiele sind die Flachkopfschraube und die Senkkopfschraube.

Nüsse

Muttern, einschließlich Muttern für Kraftfahrzeuge, sind für die Befestigung mit dem Außengewinde einer Schraube vorgesehen und haben daher ein Innengewinde. Sie sind wichtig für die Bildung von Klemmverbindungen, da sie beim Verschrauben den erforderlichen Klemmdruck erzeugen. Die gängige Form von Muttern ist ein Sechskant, da sie zum Anziehen mit einem Schraubenschlüssel bestimmt sind. Gängige Typen sind:

  • Sechskantmuttern: Standard für allgemeine Zwecke.
  • Kontermuttern: Kontermuttern mit Nyloneinsatz oder Kontermuttern mit verzerrtem Gewinde, die speziell hergestellt wurden, um ein Lösen bei Vibrationen zu verhindern.
  • Hutmuttern: auch bekannt als Eichelmuttern, werden verwendet, um das Ende der Schraube zu bedecken und zum Schutz mit einer gewölbten Spitze.
  • Flanschmuttern: mit einer aufgesetzten Unterlegscheibe.
  • Kronenmuttern: geschlitzt, so dass ein Splint verwendet werden kann, um ein Lösen zu verhindern.

Muttern sind allgegenwärtig und werden in Verbindung mit Schrauben in fast allen Fahrzeugsystemen verwendet, um eine sichere Verbindung herzustellen.

Nieten

Nieten sind eine Art von Befestigungselementen, die hohen Belastungen standhalten können. Vor dem Einbau ist eine Niete ein glatter zylindrischer Schaft mit einem Kopf an einem Ende. Sobald eine Niete durch das vorgesehene Loch gesteckt wird, wird das hintere Ende verformt, um einen neuen Kopf zu bilden und die verschiedenen Teile sicher zusammenzuhalten. Nieten für die Automobilindustrie umfassen:

  • Vollnieten: Sie müssen von beiden Seiten des Blechs angebracht werden.
  • Blindnieten: Diese auch als Popnieten bezeichneten Nieten können von einer Seite eingesetzt werden und werden häufig bei Karosserieteilen und Verkleidungen verwendet.
  • Röhrennieten: Diese haben hohle Enden, was das Einsetzen erleichtert.

Sie werden vor allem wegen ihrer Festigkeit, ihrer Vibrationsbeständigkeit und ihrer Fähigkeit, verschiedene Materialien miteinander zu verbinden, geschätzt. Nieten werden häufig im Fahrgestell eines Fahrzeugs und in der Karosseriestruktur verwendet, aber auch für Typenschilder oder andere Verkleidungsteile.

Unterlegscheiben

Eine Unterlegscheibe ist ein scheibenförmiges Plättchen mit einem zentralen Loch, das in der Regel zu Schrauben, Muttern oder anderen Verbindungselementen mit Gewinde gehört. Ihre Funktion besteht darin, die durch das Befestigungsmittel verursachte Last gleichmäßig zu verteilen, durch eine glatte Oberfläche Schäden an den zu verbindenden Teilen zu verhindern und bei Bedarf als Abstandshalter, Feder oder Sicherungsmechanismus zu dienen. Sie haben unterschiedliche Funktionen: Unterlegscheiben verteilen das Gewicht, während Federscheiben die Flexibilität erhöhen, um Vibrationsverlusten entgegenzuwirken. Außerdem gibt es Unterlegscheiben in verschiedenen Formen und Ausführungen, was ihre Vielseitigkeit unterstreicht. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit sind Unterlegscheiben in praktisch allen Schraubverbindungen von Fahrzeugen zu finden.

Clips

Clips sind eine heterogene Gruppe von Verbindungselementen, hauptsächlich aus Kunststoff oder Metall, die dazu dienen, Teile zusammen oder in einer bestimmten Position zu halten, ohne Gewinde zu verwenden. Da es keine Gewinde gibt, nutzen sie entweder Federeigenschaften oder Merkmale, die einrasten, um Bewegungen zwischen den Bauteilen zu verhindern. Zu den Arten von Kfz-Clips gehören:

  • Verkleidungsclips: werden zur Befestigung von Innen- und Außenverkleidungen verwendet.
  • Kabelbaumklemmen: für die Befestigung von elektrischen Leitungen.
  • Schlauchschellen: Schellen, die oft in diese Kategorie eingeordnet werden.
  • Paneelklammern: für Teile von Karosseriepaneelen bestimmt.

Sie dienen Teilen, die häufig gewartet oder gepflegt werden müssen, da sie schnell demontiert und rund um das Fahrzeug wieder montiert werden können.

Klammern

Schellen sind Werkzeuge, die speziell zum Festhalten oder Sichern von Gegenständen hergestellt werden, um Bewegungen oder Trennungen durch Druck von innen zu verhindern. Im Automobilbereich sind sie wichtig für Flüssigkeits- und Luftsysteme. Am bekanntesten sind Schlauchschellen, die die Enden von Schläuchen an Armaturen in Kühlsystemen, Kraftstoffsystemen und Lufteinlasssystemen abdichten. Weitere gängige Arten sind Schneckengewindeschellen, Federbandschellen und Ohrschellen, die sich in der Art des Spannens, des Abdichtens und der Gesamtkonstruktion unterscheiden.

Stecknadeln

Bei diesen Stiften handelt es sich um zylindrische oder konische Verbindungselemente, die Fixier-, Ausricht- oder Verbindungsaufgaben übernehmen. In einigen Fällen kann eine Dreh- oder Schwenkfunktion zulässig sein, während in anderen Fällen die Verbindung starr und resistent gegen Scherkräfte sein kann. In der Automobilindustrie kann dies der Fall sein:

  • Passstifte: zur Befestigung von zwei Teilen, z. B. von Motorblockhälften.
  • Splinte: Splinte, die in ein Bolzenloch gesteckt und mit einer Kronenmutter gesichert werden, um ihre Drehbewegung aufrechtzuerhalten.
  • Gabelbolzen: Wird zusammen mit einem Splint zum Überbrücken von Drehgelenken in Wellen verwendet.
  • Federstifte: gerollte oder gewickelte Stifte, die in eine Bohrung eingesetzt werden und eine radiale Kraft nach außen ausüben.

Sie sind von entscheidender Bedeutung für Gestänge, Getriebe und die Sicherung rotierender Bauteile.

Nieten

Bolzen sind eine Art von Befestigungselementen, die mit einem Außengewinde versehen sind. Sie haben Ähnlichkeit mit Bolzen, können aber auch als Gewindestangen verstanden werden. Eine Seite des Bolzens ist für die dauerhafte Befestigung in einem Bauteil vorgesehen (z. B. durch Einschrauben in ein Gewindeloch, Schweißen oder Einpressen). Das andere Ende ist mit einem Gewinde versehen, damit eine Mutter angebracht werden kann. Ein gutes Beispiel sind Radbolzen, die in die Radnabe eingepresst werden und zur Befestigung von Rädern mit Radmuttern dienen. Ein weiteres wichtiges Beispiel sind die Zylinderkopfschrauben, die in den Motorblock geschraubt werden und es ermöglichen, den Zylinderkopf mit Muttern zu befestigen. Im Gegensatz zu anderen Arten von Befestigungselementen, wie z. B. Bolzen, sind Stehbolzen aufgrund ihres geringen Verschleißes an den Gewindebohrungen vorteilhafter, wenn sie wiederholt montiert und demontiert werden.

Federn

Insbesondere Federn werden nicht als primäre Befestigungsmittel angesehen, wie es bei Bolzen oder Schrauben der Fall ist, sie erfüllen jedoch eine Befestigungs- oder Haltefunktion, indem sie eine konstante Kraft ausüben. So hält zum Beispiel eine Ventilfeder die Ventile geschlossen, und Federn, die in verschiedenen anderen Geräten verwendet werden, halten den Druck aufrecht und sichern die Komponenten. Darüber hinaus spielen Schrauben- und Blattfedern eine entscheidende Rolle im Aufhängungssystem eines Autos. Sie bilden die Grundlage der Aufhängungssysteme, indem sie die Achsbaugruppe effektiv am Fahrzeugrahmen befestigen und gleichzeitig die Bewegung ermöglichen.

Spezial-Befestigungselemente

Neben den üblichen Typen gibt es auch spezialisierte Verbindungselemente, die in der Regel für bestimmte Anwendungen in der Automobilindustrie oder für bestimmte Produktionsanforderungen entwickelt werden. Dazu gehören:

  • Schnellverschlüsse: für Platten, die häufig entfernt werden müssen.
  • Selbstklemmende Verbindungselemente: PEM® Muttern, Bolzen, Abstandshalter, die sich meisterhaft mit Blechteilen verbinden.
  • Darüber hinaus entwickeln Automobilhersteller kundenspezifische Konstruktionen wie gewindeformende Schrauben für bestimmte Materialien.
  • Solche Geräte werden in der Regel erfunden, um die Montage zu beschleunigen, das Gesamtgewicht zu verringern oder die Leistung für spezielle Anwendungen zu verbessern.

Die nachstehende Tabelle enthält eine Zusammenfassung der oben genannten Befestigungsarten, die nach ihren Verwendungszwecken und Vorteilen in Kraftfahrzeuganwendungen geordnet sind:

Befestigungsmittel TypBeschreibungTypische AnwendungsfälleDie wichtigsten Vorteile
BolzenBefestigungselemente mit Gewinde, die mit Muttern oder Gewindelöchern verwendet werdenMotorblöcke, Aufhängungen, FahrgestellrahmenHohe Festigkeit, wiederverwendbar
SchraubenGewindeverbinder, oft selbstschneidend oder für VorgewindebohrungenInnenverkleidung, Verkleidung, ElektronikVielseitig, gut für Kunststoff/Metall
NüsseInnengewinde, verwendet mit Bolzen/SchraubenAlle strukturellen und funktionsfähigen VerbindungenBietet Klemmkraft
NietenDauerhafte Befestigungselemente mit verformten EndenKarosserieteile, strukturelle VerbindungenVibrationsbeständig, gut für ungleiche Materialien
UnterlegscheibenScheiben, die mit Bolzen/Schrauben verwendet werden, um die Last zu verteilenNahezu alle VerschraubungenLastverteilung, Schwingungsdämpfung
ClipsDruckknopf- oder Federverschlüsse, oft aus KunststoffVerkleidung, Verkabelung, PaneeleSchnelle Installation/Demontage
KlammernGeräte, die Druck ausüben, um Teile zu haltenSchläuche, Luft-/KraftstoffsystemeSorgt für dichte Dichtungen
StecknadelnZylindrische oder konische Verbindungselemente zur Ausrichtung oder ScherfestigkeitGetriebe, Gestänge, BremskomponentenAusrichtung und Handhabung von Scherlasten
NietenEinseitig befestigte Gewindestangen, die mit Muttern verwendet werdenMotorköpfe, RadnabenVerhindern Sie den Verschleiß von Gewinden im Grundmaterial
FedernElastische Befestigungselemente, die eine Vorspannung erzeugen oder Teile festhaltenVentiltrieb, AufhängungKonstante Kraft, Dämpfung
Spezial-BefestigungselementeMaßgeschneiderte Designs für NischenbedürfnisseRennsport, Elektronik, TrimmungLeichtes Gewicht, schnelle Montage, proprietäre Funktionen

Gängige Materialien für Kfz-Befestigungselemente

Arten von Kfz-Befestigungselementen (2)

Die Auswahl des Werkstoffs für ein Kfz-Befestigungselement spielt eine große Rolle und wird von mehreren Faktoren beeinflusst, wie z. B. Festigkeit, Oberfläche, Anwendungsbereich, Korrosionsbeständigkeit, Betriebstemperatur, Gewicht, Synergie mit anderen verwendeten Werkstoffen und Gesamtkosten, insbesondere in Bezug auf Motorteile. Im Folgenden werden die am häufigsten verwendeten Werkstoffe für Kfz-Befestigungselemente aufgeführt:

Stahl

Stahl in seinen legierten Formen ist aufgrund seines günstigen Preis-/Leistungsverhältnisses und seiner vielseitigen Bearbeitungs- und Formbarkeit der am häufigsten verwendete Werkstoff für Kfz-Befestigungselemente. Der Rostschutz wird häufig durch Beschichtungen erreicht.

  • Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt: Wird für weniger wichtige Anwendungen wie einige Schrauben, Klammern, leichte Bolzen und andere Komponenten verwendet, die keine Festigkeit erfordern.
  • Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt: Wird in irgendeiner Form wärmebehandelt (vergütet), um eine höhere Zugfestigkeit zu erreichen (z. B. SAE-Grade 5 und 8 oder ISO-Klassen 8.8, 10.9, 12.9). Diese Verbindungselemente erfüllen wichtige strukturelle Funktionen in Motoren, Antriebssträngen, Aufhängungen und Fahrwerken.
  • Legierte Stähle: Bestandteile wie Chrom, Molybdän und Nickel werden hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften wie Chrom, Zähigkeit und Hochtemperaturfestigkeit zu verbessern. Sie werden für extrem hochfeste Schrauben und Bolzen in anspruchsvollen Anwendungen verwendet.

Befestigungselemente aus Stahl werden in der Regel beschichtet (z. B. mit Zink, Phosphat oder speziellen Beschichtungen), um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.

Aluminium

Die Verwendung von Aluminium-Verbindungselementen nimmt in der Automobilindustrie zu, vor allem in Bereichen wie Karosserieteilen und Bestandteilen des Motors sowie im Innenraum aufgrund des Ziels der Gewichtsreduzierung. Aluminium bietet eine angemessene Korrosionsbeständigkeit in einer Reihe von Umgebungen, während es auch ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweist. Trotz dieser Vorteile hat Aluminium Schwierigkeiten, mit Stahl zu konkurrieren, da es eine geringere Festigkeit und einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Besondere Aufmerksamkeit sollte der dielektrischen Konstruktion gewidmet werden, wenn Verbindungselemente aus Aluminium mit anderen Metallen, insbesondere Stahl, verwendet werden, da es zu galvanischer Korrosion kommen kann.

Kunststoffe

Verschiedene Arten von technischen Kunststoffen, darunter Nylon, Polypropylen und Acetal, werden für verschiedene Kunststoffbefestigungselemente verwendet, insbesondere für Klammern, Halterungen und leichte Steckverschlüsse sowie Schrauben. Im Vergleich zu Metallen sind Kunststoffe sehr leicht, korrosionsbeständig, elektrisch isolierend, gut dämpfend und können für eine mühelose Einrastmontage in verschiedene Formen gebracht werden. Die Festigkeit von Kunststoffen ist jedoch deutlich geringer als die von Metallen, was ihre Anwendung für Verkleidungen und Innenraumkomponenten bei geringer Belastung einschränkt.

Titan

Titanlegierungen sind außergewöhnliche Werkstoffe für Verbindungselemente, da sie ein unübertroffenes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht (fester als mehrere Stähle, aber 40% leichter) und eine unvergleichliche Korrosionsbeständigkeit bieten, selbst bei hohen Temperaturen). Titan ist jedoch wesentlich teurer als Stahl oder Aluminium. Seine Anwendung in Serienfahrzeugen ist meist auf Hochleistungsfahrzeuge, Rennsportfahrzeuge oder Fahrzeuge mit extremer Gewichtsreduzierung beschränkt, wie z. B. Auspuffsysteme, Aufhängungsteile und Komponenten für den Ventiltrieb einiger exotischer Fahrzeuge, bei denen Kostenüberlegungen zweitrangig sind.

Messing

Messing, eine Legierung aus Kupfer und Zink, wird für Kfz-Befestigungselemente in begrenzten Bereichen eingesetzt, in denen eine gute Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit (insbesondere bei Kraftstoffen und einigen Chemikalien) und nichtmagnetische Eigenschaften erforderlich sind. Sie ist zwar schwächer als Stahl, hat aber ihre Berechtigung. Schrauben, Muttern und Klemmen aus Messing können in elektrischen Systemen und in einigen Komponenten des Kraftstoffsystems verwendet werden. Seine helle Farbe kann für einige nicht-funktionale Anwendungen ansprechend sein, ist aber im modernen Automobildesign eher unüblich.

Tipps für die Auswahl des idealen Kfz-Befestigungselements

Die Auswahl der Verbindungselemente ist entscheidend für die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit einer Fahrzeugbaugruppe. Mehrere Faktoren müssen berücksichtigt werden, darunter der Reibungskoeffizient und die Belastungsanforderungen.

Lastanforderungen

Die Art und Größe der auf das Verbindungselement einwirkenden Lasten sind ein wichtiger erster Schwerpunkt. Dazu gehören Zug- (Auseinanderziehen), Scher- (Gleiten), Torsions- (Verdrehen) und sogar dynamische Belastungen durch Stöße und Vibrationen. Darüber hinaus müssen der Werkstoff, der Durchmesser und der Gewindeeingriff des Verbindungselements eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um diese Belastungen zusammen mit entsprechenden Sicherheitsfaktoren zu bewältigen.

Arbeitsumfeld

Die Schnelligkeit der Auswahl wird in hohem Maße durch das betriebliche Umfeld beeinflusst. Dazu gehören:

  • Temperatur: Bei Überschreitung der zulässigen Temperaturbereiche (z. B. in Auspuffanlagen und Motorkomponenten) kann die Festigkeit eines Befestigungselements geschwächt werden und es kann sich aufgrund von Überhitzung und Abkühlung lösen. In solchen Regionen sind Materialien mit dem richtigen Maß an thermischer Stabilität erforderlich.
  • Korrosion: Streusalz, Chemikalien und feuchte Bedingungen setzen Befestigungselemente der Korrosion aus. Korrosionsbeständige Materialien wie Aluminium, rostfreier Stahl oder sogar Kunststoff sowie Schutzbeschichtungen für Befestigungselemente aus Stahl sind erforderlich.
  • Vibration: Fahrzeuge sind ständigen Vibrationen ausgesetzt, wodurch sich die Befestigungselemente langsam lösen. Spezielle Lockerungsschutzvorrichtungen sowie besondere Konstruktionen der Verbindungselemente sind unerlässlich.

Material der verbundenen Teile und Kompatibilität der Verbindungselemente

Die zu verbindenden Bauteile sind bei der Wahl des Verbindungselements ebenso wichtig.

  • Galvanische Korrosion: Wenn Feuchtigkeit vorhanden ist, kann die Verbindung verschiedener Metalle mit einem Verbindungselement zu galvanischer Korrosion führen. Es wird auch empfohlen, dass das verwendete Befestigungsmittel galvanisch isolierend oder kompatibel ist.
  • Materialstärke: Bevor die richtige Klemmkraft erreicht ist, sollte ein Verbindungselement weder zu schwach sein, so dass es versagt, noch zu stark, so dass es beim Anziehen weichere Verbindungsmaterialien beschädigt.
  • Thermische Ausdehnung: Bei Teilen, die aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten in Bezug auf das Verbindungselement und die zu verbindenden Teile großen Temperaturunterschieden ausgesetzt sind, sind besondere Überlegungen anzustellen, insbesondere in Temperaturbereichen mit starken Temperaturschwankungen.

Kosten

Die Kosten werden in der Massenproduktion immer eine Rolle spielen, während Leistung und Zuverlässigkeit weiterhin entscheidend sind. Das ausgewählte Verbindungselement muss alle technischen Erwartungen erfüllen, aber zu einem besseren Preis. Dies ist in der Regel ein Gleichgewicht zwischen den Kosten für das Material, der Komplexität der Herstellung des Verbindungselements und seiner Montage. Die Verwendung exotischer Werkstoffe oder hochspezialisierter Konstruktionen ist in der Regel den Fällen vorbehalten, in denen die Standardoptionen nicht ausreichen.

Wie man verhindert, dass sich Kfz-Befestigungselemente lockern?

Im Automobilbau sind Vibrationen, thermische Zyklen und andere dynamische Belastungen einige der Hauptursachen für das Lösen von Verbindungselementen, was aufgrund der potenziellen Reparaturkosten ein großes Problem darstellt. Hier sind einige Strategien, um dies zu verhindern:

Anwendung von Verriegelungsvorrichtungen

Es können verschiedene mechanische Verriegelungsfunktionen eingebaut werden:

  • Sicherungsmuttern: Sicherungsmuttern mit Nieteinsatz und Ganzmetallmuttern mit vorherrschendem Drehmoment (d. h. Muttern mit verzerrtem Gewinde oder elliptischem Versatz) widerstehen der Drehung durch die Reibung, die sie auf den Schraubengewinden erzeugen.
  • Sicherungsscheiben: Federscheiben (spiralförmig oder kegelförmig/Belleville) üben Druck auf die Verbindung aus. Gezahnte Sicherungsscheiben (Sternscheiben) verankern sich in den Verbindungselementen und den Verbindungsflächen.
  • Gewindesichernde Klebstoffe: Anaerobe Klebstoffe in flüssiger Form werden auf die gehonten Gewinde aufgetragen. Sie härten in Abwesenheit von Luft aus, indem sie die Gewinde sichern und gegen Korrosion abdichten.
  • Gezahnte Flanschbolzen/-muttern: Die Zacken verankern sich in der angrenzenden Oberfläche, um ein Lösen der Schrauben zu verhindern.

Materialauswahl und Vibrationsbeständigkeit

Die Eigenelastizität der Befestigungs- und Verbindungsmaterialien kann dazu beitragen, dass die Vorspannung erhalten bleibt. Ebenso wichtig ist die Auswahl von Materialien mit angemessener Ermüdungsbeständigkeit. Einige Verbindungselemente sind widerstandsfähiger gegen Vibrationslockerung als andere. Die Gesamtsteifigkeit der Verbindung, die von den Verbindungselementen und den zu befestigenden Komponenten erzeugt wird, ist ebenfalls ein Faktor.

Richtige Anwendung von Drehmomenten und Drehmomentschlüsseln

Um ein Lösen zu verhindern, ist die korrekte Vorspannung (Klemmkraft), die mit dem angegebenen Anzugsdrehmoment erreicht wird, das die aufgebrachte Drehkraft darstellt, die grundlegendste Methode.

  • Drehmoment-Spezifikationen: Für jede Verbindung gibt es ein bestimmtes, von den Ingenieuren festgelegtes Drehmoment. Ein unzureichendes Anziehen führt zu einem Durchhängen der Klemmkraft, während ein zu starkes Anziehen das Gewinde beschädigt oder das Verbindungselement auslöst.
  • Drehmoment-Schlüssel: Klick-, Balken- und Digitalschlüssel sind kalibrierte Drehmomentwerkzeuge, die bei der Montage und Wartung mechanisch kontrolliert gehalten werden müssen. Sie sind so eingestellt, dass sie das erforderliche spezifische Drehmoment aufbringen. Bei kritischen Verbindungen wird mit dem Drehmoment-Winkel-Anzug eine noch bessere Präzision angestrebt.

Regelmäßige Inspektionen und Wartungspläne

Bei einigen kritischen Verbindungselementen, insbesondere bei schweren oder leistungsstarken Fahrzeugen, sind regelmäßige Kontrollen und Drehmomentprüfungen (sofern vom Hersteller vorgeschrieben) Teil des Wartungsplans. Durch eine Sichtprüfung können äußerlich erkennbare Anzeichen von Korrosion oder Ermüdung festgestellt werden, die zu einer Lockerung oder einem Ausfall führen würden.

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Arten von Kfz-Befestigungselementen (3)

FAQS

Welche drei Arten von Kfz-Befestigungselementen gibt es?

Bolzen, Schrauben und Nieten sind drei gängige Kfz-Befestigungselemente, die zum Zusammenbau und zur Sicherung von Kfz-Komponenten verwendet werden.

Wie viele Befestigungselemente hat ein Auto?

Die meisten Autos enthalten zwischen 3.000 und 5.000 Verbindungselemente, je nach Komplexität des Fahrzeugs.

Sind Kfz-Befestigungselemente wiederverwendbar?

Einige Metallbefestigungselemente, wie Standardschrauben und -muttern, können wiederverwendet werden, wenn sie unbeschädigt sind. Drehmomentschrauben, Sicherungsmuttern und viele Kunststoffklammern sind jedoch für den einmaligen Gebrauch bestimmt und sollten ersetzt werden, um Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

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Caleb Hayes

Caleb Hayes

Caleb Hayes verfügt über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung in der Blechbearbeitung und ist auf Präzisionsfertigung und Problemlösung spezialisiert. Mit seinem starken Fokus auf Qualität und Effizienz bringt er wertvolle Erkenntnisse und Fachwissen in jedes Projekt ein und sorgt so für erstklassige Ergebnisse und Kundenzufriedenheit in allen Bereichen der Metallverarbeitung.

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