Befestigungs- und Verbindungstechnik

Industriebedarf

Die Schnittstelle aller Industrien und Materialien: Befestigungs- und Verbindungstechnik

Was von perfekter Befestigungs- und Verbindungstechnologie alles abhängt, ist den wenigsten Menschen bewusst. Fast 48.000 Brückenkonstruktionen allein im deutschen Verkehrsnetz werden täglich mit dem Auto oder zu Fuß überquert. Doch nur selten stellt man sich als Nutzer und Anwender von baulichen Konstruktionen oder Produkten die entscheidende Frage: „Hält das auch?“ Diese Frage zu beantworten, gehört für Ingenieure aller Branchen allerdings zur täglichen Routine bei sämtlichen Planungsstufen eines Projekts oder Bauvorhabens. Geeignete Verfahren und Elemente zu wählen, die höchsten Anforderungen hinsichtlich Stabilität, Traglast und Sicherheit genügen, ist die Basis für jedes Bauprojekt, für die Entwicklung neuer Maschinen und nicht zuletzt auch für die innere Stabilität und auch das äußere Erscheinungsbild neuer Produkte. Je anspruchsvoller die Anwendung oder Größenordnung eines Projekts, desto entscheidender wird die Auswahl der geeigneten Technologie, konstruktive Bauteile oder unterschiedliche Werkstoffe miteinander zu verbinden.

 Schlüssige Verbindungen schaffen: Ausgangspunkt aller Projekte und Produkte

Die Befestigungstechnik spielt vor allem im Bauhandwerk, aber auch im Fahrzeug- und Maschinenbau eine entscheidende Rolle. Unter der Kategorie Befestigungstechnik werden alle Verfahren und Produkte zusammengefasst, die eine stabile Verbindung von Bauteilen gleicher oder unterschiedlicher Materialbeschaffenheit ermöglichen, die einer dauerhaften Belastung ausgesetzt sind. Die Stabilität unter dem Einfluss von Zug- und Druckkräften ist das vorrangige Ziel der Befestigungstechnik. Solche Verbindungen werden daher als „kraftschlüssige“ Fügungen bezeichnet.

Die Materialien selbst, aus denen die Befestigungselemente gefertigt werden, müssen bereits von bestmöglicher Qualität beschaffen sein, um den hohen Ansprüchen zu genügen.

Bei der Verbindungstechnik stehen weniger die Druck- und Zugkräfte auf die Konstruktion, sondern die Stabilität von Bauteilen, Werkstoffen und Materialien untereinander im Zentrum des Interesses. Dazu werden in der Verbindungstechnik auch funktionale Beziehungen von verschiedenen Baugruppen oder Bauteilen untereinander geschaffen. Hier müssen Schnittstellen im buchstäblichen und übertragenen Sinne überwunden werden: Bauteile und Materialien müssen so miteinander verbunden werden, dass sie physikalisch, elektrisch oder mechanisch miteinander harmonieren. Das Marktsegment der Verbindungstechnik kennt deshalb eine Vielzahl unterschiedlichster mechanischer Verbindungen. Bei den Herstellern und Anbietern von Verbindungselementen und -verfahren handelt es sich zumeist um mittelständische Betriebe, die sich auf branchenspezifische Verbindungstechnologien spezialisiert haben. 

Einfluss von Befestigungstechnik auf die Montagekosten

Bei der Wahl der richtigen Verbindungstechnik treten zunehmend Entscheidungskriterien in den Vordergrund, die neben der mechanischen und funktionalen Qualität auch andere Aspekte berücksichtigen: Kosten in der Fertigung oder Montage. Bei Verbindungselementen für die Montage werden Lösungen gesucht, die zur Einsparung bestimmter Arbeitsvorgänge führen. Insbesondere in der Elektrotechnik und im Elektroinstallationshandwerk tragen moderne Verbindungselemente, die praktikabler sind als klassische Verschraubungen, zu erheblichen Kosteneinsparungen bei. 

Verbindungstechniken in der industriellen Fertigung

In der industriellen Fertigung geben vor allem moderne Schweiß- und Fügeverfahren den Takt an. Im erweiterten Sinne müssen auch Anwendungen der Lasertechnologie, die zum Verschweißen von Kunststoffen eingesetzt wird, zum Marktsegment der Verbindungstechnologie hinzugerechnet werden. Zudem haben Klebeverfahren mittlerweile viele klassische Verfahren verdrängt, verschiedene Materialien stabil aneinanderzufügen.

Warum vor allem Designaspekte immer stärker in den Vordergrund treten, ergibt sich aus der Art und Weise, in der sich Produkte beim Kampf um Markanteile dem Verbraucher präsentieren müssen. „Wie aus einem Guss“ treten heutzutage selbst Produkte auf, die aus einem komplexen und technologisch höchst anspruchsvollen Innenleben bestehen. Sogenannte formschlüssige Verbindungen kommen also überall dort zum Einsatz, wo auf zusätzliche Verbindungselemente verzichtet werden muss, weil das Erscheinungsbild des Produkts ein wesentliches Verkaufsargument darstellt. Hier stehen also nicht die Verbindungselemente selbst, sondern Verfahren zur Materialumformung, zur Anpressung oder Einpressung im Vordergrund. Denn es geht darum, verschiedene Bauteile oder Werkstoffe stabil – und auch optisch ansprechend – ineinanderzufügen. Solche Fügungen werden als „formschlüssige“ Fügungen bezeichnet.

Schweißen und Löten gehören zur Kategorie der „stoffschlüssigen“ Verbindungen: Gleichartige oder ähnliche Werkstoffe werden unter thermischem Einfluss miteinander verschmolzen. Auch hier wird der technologische Fortschritt vom Ziel geprägt, solche Verbindungen nicht nur mechanisch haltbarer und korrosionsbeständiger zu gestalten. Neben modernen Lichtbogen-Schweißverfahren haben sich auch Klebetechniken in immer mehr Produktionsprozessen als Alternative zu klassischen mechanischen Verfahren etabliert. 

Fazit: Schnittstellen vermeiden – die Kernaufgabe zukunftsfähiger Verbindungstechnologien

Deutschlands Brücken stehen seit einiger Zeit im Licht der Fachöffentlichkeit, weil hier großer Sanierungsbedarf herrscht. Viele Brückenbauten aus Stahlbeton, die in den 1960er- und 70er-Jahren entstanden, gelten heute als veraltet und können den Druck- und Zugbelastungen, die einst bei ihrem Bau vorhergesagt wurden, wegen des erhöhten heutigen Verkehrsaufkommens mittelfristig nicht mehr standhalten. Diese Situation macht deutlich, welchen Stellenwert nicht nur die verwendeten Materialien selbst, sondern vor allem die Befestigungs- und Verbindungstechnik einnimmt. Die Wahl geeigneter Verbindungselemente und -verfahren ist also im Bauwesen, Handwerk und in der industriellen Fertigung der entscheidende Ausgangspunkt bei der Realisierung langlebigerer Konstruktionen oder neuer Produkte.

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