Nägel & Stifte

Nägel & Stifte

Neben Schrauben zählen Nägel und Stifte zu den am häufigsten verwendeten Verbindungselementen. Sie sind preisgünstig, vielseitig einsetzbar und ermöglichen belastbare Verbindungen. Im Shop von Rosentaler Schrauben bieten wir Ihnen eine Auswahl der wichtigsten Nägel und Stifte als Verbindungselemente für Ihren individuellen Einsatzzweck.

Welche Arten von Nägeln und Stiften werden am häufigsten verwendet?

Passstifte / Spannstifte
Passstifte bzw. Spannstifte werden häufig als präzise Fixiervorrichtungen in Maschinen eingesetzt. Stahl-Spannstifte werden mit engen Toleranzen bearbeitet, ebenso wie die entsprechenden Löcher, die typischerweise gerieben werden. Ein Spannstift kann einen kleineren Durchmesser als seine Bohrung haben, so dass er frei einrastet, oder einen größeren Durchmesser, so dass er in seine Bohrung gedrückt werden muss (Presspassung).

Bei der Konstruktion von mechanischen Komponenten verwenden Maschinenbauer typischerweise Sacklöcher als Referenzpunkte, um Positionierungsschwankungen zu kontrollieren und eine wiederholbare Montagequalität zu erreichen. Wenn keine Stifte zum Ausrichten verwendet werden (z. B. werden die Komponenten nur durch Schrauben miteinander verbunden), kann es zu erheblichen Abweichungen oder zum „Spiel“ bei der Ausrichtung der Komponenten kommen.

Typische Bohr- und Fräsoperationen sowie Herstellungsverfahren für Bolzengewinde führen zu einem mechanischen Spiel proportional zur Größe der Verbindungselemente. Beispielsweise haben Schrauben mit einem Durchmesser von bis zu 10 mm typischerweise ein Spiel von 0,2 mm. Bei der Verwendung von Stiften zusätzlich zu den Schrauben können engere Maßtoleranzen eingehalten werden. Allerdings gilt es für Entwickler, stets den Bedarf an mechanischer Präzision gegen die Kosten sowie andere Faktoren wie Herstellbarkeit und Gebrauchstauglichkeit abzuwägen.

Es gibt eine Vielzahl von Spezifikationen (ISO, DIN, ASME usw.), nach denen Stifte angefertigt werden können. Metrische Spannstifte sind oft in zwei Größen erhältlich. In der Norm DIN 6325 sind die Spannstifte etwas größer als der Nennwert. So reicht beispielsweise ein 3 mm Spannstift von 3,002 bis 3,008 mm. In der Norm ISO 2338 sind die Spannstifte etwas kleiner - der Nennbereich von 3 mm beträgt 2,986 bis 3.000 mm.
Im Automobilbau werden Stifte immer dann verwendet, wenn eine präzise Ausrichtung erforderlich ist, wie beispielsweise in Differentialgetriebegehäusen, Motoren und Getrieben.

Auch Schrauben in einer Schraubverbindung übernehmen oft eine wichtige Funktion als Stift und widerstehen teils großen Scherkräften. Aus diesem Grund haben viele Schrauben einen glatten, gewindefreien Abschnitt am Schaft. Dies führt zu einem engeren Sitz am Loch und vermeidet Probleme mit dem Reibverschleiß, wenn ein Gewinde an einem gewindefreien Bauteil anliegt.

Nägel
In der Holzverarbeitung und im Bauwesen versteht man unter einem Nagel ein Objekt aus Metall, das als Befestigungselement, als Stift zum Aufhängen oder manchmal als Dekoration verwendet wird. Im Allgemeinen haben Nägel an einem Ende eine scharfe Spitze und am anderen Ende einen abgeflachten Kopf. Aber auch kopflose Nägel sind erhältlich. Nägel werden in einer Vielzahl von Formen für spezielle Zwecke hergestellt. Am häufigsten anzutreffen ist die Form des Drahtstifts.

Nägel werden typischerweise mit einem Hammer oder einer pneumatischen Nagelpistole in das Werkstück eingebracht. Ein Nagel hält Materialien durch Reibung in axialer Richtung und Scherfestigkeit seitlich zusammen. Manchmal wird auch die Spitze des Nagels nach dem Verarbeiten umgebogen oder eingeklemmt, um ein Herausziehen zu verhindern.

Niete
Im weitere Sinne zu Nägeln und Stiften gehören auch Niete. Ein Niet ist ein dauerhaftes mechanisches Verbindungselement. Vor der Montage besteht ein Niet aus einem glatten zylindrischen Schaft mit einem Kopf an einem Ende. Das dem Kopf gegenüberliegende Ende wird als Schwanz bezeichnet. Bei der Montage wird der Niet in ein gestanztes oder gebohrtes Loch gesetzt, und der Ansatz wird gestaucht oder gestanzt (d. h. verformt), so dass er sich auf das etwa 1,5-fache des ursprünglichen Wellendurchmessers ausdehnt und den Niet in Position hält. Mit anderen Worten, das Stampfen erzeugt auf der anderen Seite einen neuen „Kopf“, indem es das Material flacher zertrümmert, was zu einem Niet führt, der etwa eine Kurzhantel-Form hat. Um zwischen den beiden Enden des Niets zu unterscheiden, wird der ursprüngliche Kopf als Werkskopf und das verformte Ende als Werkstattkopf oder Buchsenende bezeichnet.

Da sich an jedem Ende eines eingebauten Niets effektiv ein Kopf befindet, kann er Zugbelastungen aufnehmen. Seine Hauptaufgabe ist es jedoch, Querkräfte (Lasten senkrecht zur Wellenachse) aufzunehmen.

Die im traditionellen Holzbootbau verwendeten Befestigungen wie Kupfernägel und Einpressschrauben funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie der Niet, wurden aber schon lange vor der Einführung des Begriffs Niet verwendet.