Formschlüssigen

Formschlüssigen Verbindungen, auch als Formschluss bezeichnet, sind Bau- oder Verbindungselemente, bei denen Relativbewegungen von Bauteilen durch die Geometrie der Kontaktflächen verhindert oder eingeschränkt werden. Der Halt ergibt sich primär aus der Form der Bauteile, nicht aus Reibungskräften. Damit wird eine präzise Lage und oft eine hohe Steifigkeit der Verbindung erzielt.

Im Gegensatz zum Kraftschluss, der sich überwiegend auf Reibung zwischen den Kontaktflächen stützt, nutzt der Formschluss die geometrische Passung, um Bewegungen zu limitieren. In der Praxis können jedoch auch geringe Reibungskräfte auftreten; die Hauptmechanismen bleiben aber die Form und Passung der Bauteile. Formschlüssige Verbindungen eignen sich besonders dort, wo eine exakte Ausrichtung, eine komplexe Geometrie oder eine synchronisierte Bewegung erforderlich ist und Slip vermieden werden soll.

Typische Beispiele sind Dübelverbindungen, bei denen passgenaue Stifte Bohrungen ausrichten und arretieren, oder formgebende Verbindungen wie Schwalbenschwanz- oder Nut-Feder-Verbindungen in der Holzbearbeitung. Auch Zahnstangen- oder Passfedernut-Verbindungen, sowie Passungen von Welle und Nabe mit passender Geometrie (z. B. Splines oder Zahnverbindungen), gelten als formschlüssig, weil die Geometrie die Rotations- oder Translationsbewegung eindeutig bestimmt.

Design- und Fertigungsaspekte umfassen die Wahl der Geometrie, Toleranzen, Oberflächenbeschaffenheit, Materialpaarungen und Montageverfahren. Formschlüssige Verbindungen haben den Vorteil stabiler Führungs- und Drehmomentsübertragung, erfordern jedoch präzise Fertigung und können eine spätere Demontage erschweren. Sie stehen oft neben oder in Kombination mit Kraftschlussverbindungen, abhängig von Anforderung an Stabilität, Demontierbarkeit und Lastpfade.