Montage von Bauteilen durch Fügen und Verbinden von Werkstücken

01. Was ist Fügen?

Mit Fügen (auch: Verbinden) bezeichnet man nach der DIN 8580 das dauerhafte Verbinden von mindestens zwei Bauteilen. Sie können eine geometrisch feste Form haben oder aus formlosem Stoff bestehen.

02. Welche technologischen Verfahren liegen dem Prozess „Fügen“ zu Grunde?

03. Welche Wirkungsweisen haben die Fügeverbindungen?

Es können Teile, Baugruppen und Produkte aus völlig unterschiedlichen Werkstoffen untereinander und ggf. auch miteinander gefügt werden. Dabei kann die Verbindung fest oder beweglich, lösbar oder nicht lösbar sowie stoff-, form- oder kraftschlüssig sein.

• Feste Fügeverbindung: Die Teile sind so fest miteinander verbunden, dass ein gegenseitiges Bewegen und Verschieben zueinander ausgeschlossen ist, z. B. ein Fahrradrahmen.

• Bewegliche Fügeverbindung: Die Teile sind beweglich miteinander verbunden. Sie können Gleit- oder Drehbewegungen zueinander ausführen, z. B. ein Scharnier.

• Lösbare Fügeverbindung: Die verbundenen Teile und das Verbindungsteil sind ohne ihre Zerstörung wieder trennbar. Alle Teile sind wiederverwendbar, z. B. eine Schraubenverbindung.

• Unlösbare Fügeverbindung: Die Verbindung kann meist nur durch die Beschädigung oder Zerstörung der Werkstückteile oder ihres Verbindungsmittels getrennt werden, z. B. eine Schweißverbindung.

• Stoffschlüssige Fügeverbindung: Die Teile werden durch die Verbindung ihrer Werkstoffe miteinander gefügt. Diese Verbindung entsteht durch die Wirkung der Kohäsions- und Adhäsionskräfte zwischen den verschiedenen Werkstoffteilchen an der Fügestelle während des Fügevorganges, z. B. beim Schweißen, Löten oder Kleben.

• Formschlüssige Fügeverbindung: Die Teile und ggf. ihre Verbindungselemente werden durch das Ineinanderpassen ihrer Formen oder Formflächen miteinander verbunden, z. B. Passfedern (Welle-Nabe-Verbindung).

• Kraftschlüssige Fügeverbindung: Die Verbindung der Teile und ggf. ihrer Verbindungselemente entsteht an ihren Oberflächen im Fügebereich durch das Auftreten von Reibungskräften zueinander. Diese werden durch eine Zusammenpresskraft erzeugt, z. B. Schraubverbindungen.

04. Welche Anforderungen werden an Fügeverbindungen gestellt?

Fügeverbindungen unterliegen als Kopplungsstelle mehrerer Teile besonders hohen Beanspruchungen. Sie müssen, entsprechend den konstruktiven Erfordernissen, unterschiedliche Anforderungen erfüllen:

• Aufnehmen und Übertragen von Kräften

• Übertragen von Drehmomenten

• Änderung von Wirkungsrichtungen

• elektrische Leitfähigkeit oder Isolation

• thermische Leitfähigkeit oder Isolation

• Dichtheit

• Schutz oder Resistenz gegen chemische Einflüsse

• optische Aspekte, dekoratives Aussehen

• Flexibilität oder Beweglichkeit

• technologische Ausführbarkeit

• Lösbarkeit.

05. Durch wen und in welcher Form wird die Art der Fügeverbindung festgelegt?

Die Verbindungsarten werden durch den Konstrukteur festgelegt. Damit erfolgt bereits in der Konstruktionsphase in Abstimmung mit der Arbeitsvorbereitung die Entscheidung über die anzuwendenden Fügeverfahren. Dokumentiert und dargestellt werden die Verbindungsarten in der technischen Zeichnung.

06. Welche Angaben sind für eine eindeutige Verbindungsdarstellung noch erforderlich?

In Abhängigkeit von der Art der Fügeverbindung sind technische Parameter und ergänzende Zusatzangaben auf der Zeichnung unbedingt erforderlich, z. B.:

07. Welche Gestaltungsregeln gelten hinsichtlich des Fügeverfahrens für eine montagegerechte Konstruktion?

• Vermeidung von gleichzeitigem Anschnäbeln an mehreren Fügestellen

• Fügen senkrecht von oben

• lineare Fügebewegungen

• gleichzeitiges Fügen ermöglichen

• große Fügefreiräume

• Vermeidung langer Fügewege

• Einsatz von Fügehilfen (z. B. Einführschrägen)

• Gewährleistung allseitiger Zugänglichkeit an den Fügestellen

• so wenig wie möglich separate Verbindungselemente (Schnappverbindungen).

08. Nach welchen Merkmalen werden Fügeverbindungen klassifiziert?

Beispiele:

• Formschlüssige Verbindungen:

  • Passverbindungen

  • Keilverbindungen

  • Stiftverbindungen

  • Bolzenverbindungen

  • Passschraubenverbindungen

  • Nietverbindungen

• Kraftschlüssige Verbindungen:

  • Schraubenverbindungen

  • Kegelverbindungen

  • Klemmverbindungen

  • Einscheibenkupplungen

• Stoffschlüssige Verbindungen:

  • Schweißverbindungen

  • Lötverbindungen

  • Klebeverbindungen.

09. Welche Verfahren zählen nach DIN 8593, 4. Hauptgruppe, zu den Fügeverfahren „Zusammensetzen und Anpressen/Einpressen“?