Schraubensicherung
Beigesteuert von gerd_
22.10.2009
Wozu und wie?
Die Antwort auf „wozu“ ist relativ trivial: Die Schraube soll sich nicht von selbst und auch nicht durch Einflüsse die bei ihrem normalen Einsatz vorkommen lösen.
Diejenige auf „wie“ ist interessanter.
Was passiert eigentlich wenn man eine Schraube festzieht und weshalb löst sie sich nicht (leicht) von selbst?
Wird eine Schraube eingedreht so „klappern“ ihr Schrauben (aussen)- und das Muttern(innen)gewinde der „Gegenseite“ mehr oder weniger locker ineinander. Wird die Schraube fest angezogen pressen sich die Gewindeflanken von Innen- und Aussengewinde aneinander, die Reibung zwischen ihnen „verhakt“, und hemmt sie sich zu lösen.
Je nach Schraubenmaterial kann man die Schrauben unterschiedlich fest anziehen. Dass eine Schraube aus Knetmasse nichts aushält muss nicht näher erläutert werden. Sie lässt sich zwar weit dehnen ohne zu reissen, ist aber nicht elastisch, hat also keine „Federwirkung“.
Ähnlich verhalten sich viele Leichtmetallschrauben (Bremsleitung). Sie sind zwar aus sehr hochwertigem Leichtmetall aber dieses erreicht nur die Elastizitätswerte von einfachem Stahl. Sie dichten gut weil sich das Material vergleichsweise leicht verformt, müssen vergleichsweise wenig (fest)halten.
Stahlschrauben lassen sich kraftvoller anziehen. Auch bei ihnen gibt es unterschiedliche Qualitäten.
Neben der Anzugskraft massgeblich für die Haltekraft (also dass sie sich nicht lösen) sind auch die Oberflächenbeschichtungen der Schraubenpaarung.
Als Beispiel
Verwendet man Schrauben UND Muttern aus Titan so wird diese Paarung nicht fest. Relativ kleine Erschütterungen lösen die beiden Teile. Versilbert mal eines der beiden Teile nur minimal sind auf ein Mal hochfeste Verbindungen (Pleuelschrauben) möglich.
Wie kann man das Lösen verhindern oder zumindest mildern?
1 Die Schrauben mit einem bestimmten Drehmoment anzuziehen ist eine bekannte Methode. Ausssergewöhnlich ist sie nicht. ALLE Schrauben sollten,abhängig von ihrer Grösse und der Materialpaarung entsprechendem minimal/maximal-Drehmoment angezogen werden. Die Schraube wird dabei - im Sinn des allgemeinen Maschinenbaues - NICHT gedehnt. Die Gewinde wirken wie Sollbruchstellen. Bestenfalls werden die Gewinde minimal gegeneinander verspannt („verbogen“) oder der Kopf reisst ab weil die Reibung des Gewindes höher ist als die Festigkeit des Gewindeüberganges zum Kopf
2 Bekannt sind Bauteile zum Unterlegen des Schraubenkopfes. Sprengring, Fächerscheibe, Schnorrsicherung, etc.. dienen dazu dessen Reibung gegen das Bauteil zu vergrössern oder ihn gegen das Gegenstück zu verspannen.
3.1 Wie aber wird z.B. eine Stahlschraube in einem AL-Gewinde „richtig“ fest? Das maximale Drehmoment ist relativ gering weil sonst das Stahlgewinde der Schraube das Leichtmetallgewinde ausreisst.
Die Lösung ist, volkstümlich gesagt, die Schrauben festzukleben. Nichts anderes tun Loctite und seine Verwandten.
Hochfestes Loctite entspricht einer Verklebung mit 2-Komponentenkleber! Auch UHU-Plus löst sich wenn man die Klebstelle auf über 150Grad erwärmt.
3.2 Die Variante dazu sind Schrauben mit bereits von ihren Herstellern aufgebrachten, mikroverkapselten Klebern.
Was aber macht man wenn die Einsatztemperatur den Kleber sinnlos macht?
4 Da wäre als Mittelweg die selbstfurchende Schraube
Das klingt erst mal nach „billiger Blechschraube“, muss aber nicht so sein. Meist ist die Blechschraube sogar eine schneidende Schraube, fällt also gar nicht unter diese Kategorie. Allerdings habe die selbstfurchenden Schrauben diese Eigenschaft nur bei ihrer ersten Anwendung.
5 Dehnschrauben sind eine weitere Möglichkeit.
Die Dinger haben zwischen ihren Enden einen verjüngten Schaft und werden so fest angezogen dass dieser tatsächlich minimal gedehnt wird, also wie eine Feder wirkt. Sinnlos ist das wenn das verspannte Material nachgibt (Knetgummi). Mit Vorsicht zu geniessen ist auch, wenn sich das verspannte Material (z.B. festes AL) bei Wärme stärker dehnt als die Schraube. Dann wird die Verschraubung u.U. über ihre Grenzen beansprucht und entweder die Schraube reisst oder das Gewinde im Leichtmetall gibt nach.
Typisches Beispiel sind die bei BMW die Stehbolzen („Stiftschrauben“) mit denen Zylinderkopf, Zylinder und Motorgehäuse miteinander verschraubt werden.
Was sich von selbst erklärt: Dehnschrauben brauchen eine gewisse relative Länge weil sonst kein definierter Dehnschaft realisiert werden kann.
Links
Schraube-gewindefurchend
Dehnschraube
Schraubensicherung-mit-Klebern
Schraubensicherung
Schrauben-mit-Drehmoment-festziehen
Die Antwort auf „wozu“ ist relativ trivial: Die Schraube soll sich nicht von selbst und auch nicht durch Einflüsse die bei ihrem normalen Einsatz vorkommen lösen.
Diejenige auf „wie“ ist interessanter.
Was passiert eigentlich wenn man eine Schraube festzieht und weshalb löst sie sich nicht (leicht) von selbst?
Wird eine Schraube eingedreht so „klappern“ ihr Schrauben (aussen)- und das Muttern(innen)gewinde der „Gegenseite“ mehr oder weniger locker ineinander. Wird die Schraube fest angezogen pressen sich die Gewindeflanken von Innen- und Aussengewinde aneinander, die Reibung zwischen ihnen „verhakt“, und hemmt sie sich zu lösen.
Je nach Schraubenmaterial kann man die Schrauben unterschiedlich fest anziehen. Dass eine Schraube aus Knetmasse nichts aushält muss nicht näher erläutert werden. Sie lässt sich zwar weit dehnen ohne zu reissen, ist aber nicht elastisch, hat also keine „Federwirkung“.
Ähnlich verhalten sich viele Leichtmetallschrauben (Bremsleitung). Sie sind zwar aus sehr hochwertigem Leichtmetall aber dieses erreicht nur die Elastizitätswerte von einfachem Stahl. Sie dichten gut weil sich das Material vergleichsweise leicht verformt, müssen vergleichsweise wenig (fest)halten.
Stahlschrauben lassen sich kraftvoller anziehen. Auch bei ihnen gibt es unterschiedliche Qualitäten.
Neben der Anzugskraft massgeblich für die Haltekraft (also dass sie sich nicht lösen) sind auch die Oberflächenbeschichtungen der Schraubenpaarung.
Als Beispiel
Verwendet man Schrauben UND Muttern aus Titan so wird diese Paarung nicht fest. Relativ kleine Erschütterungen lösen die beiden Teile. Versilbert mal eines der beiden Teile nur minimal sind auf ein Mal hochfeste Verbindungen (Pleuelschrauben) möglich.
Wie kann man das Lösen verhindern oder zumindest mildern?
1 Die Schrauben mit einem bestimmten Drehmoment anzuziehen ist eine bekannte Methode. Ausssergewöhnlich ist sie nicht. ALLE Schrauben sollten,abhängig von ihrer Grösse und der Materialpaarung entsprechendem minimal/maximal-Drehmoment angezogen werden. Die Schraube wird dabei - im Sinn des allgemeinen Maschinenbaues - NICHT gedehnt. Die Gewinde wirken wie Sollbruchstellen. Bestenfalls werden die Gewinde minimal gegeneinander verspannt („verbogen“) oder der Kopf reisst ab weil die Reibung des Gewindes höher ist als die Festigkeit des Gewindeüberganges zum Kopf
2 Bekannt sind Bauteile zum Unterlegen des Schraubenkopfes. Sprengring, Fächerscheibe, Schnorrsicherung, etc.. dienen dazu dessen Reibung gegen das Bauteil zu vergrössern oder ihn gegen das Gegenstück zu verspannen.
3.1 Wie aber wird z.B. eine Stahlschraube in einem AL-Gewinde „richtig“ fest? Das maximale Drehmoment ist relativ gering weil sonst das Stahlgewinde der Schraube das Leichtmetallgewinde ausreisst.
Die Lösung ist, volkstümlich gesagt, die Schrauben festzukleben. Nichts anderes tun Loctite und seine Verwandten.
Hochfestes Loctite entspricht einer Verklebung mit 2-Komponentenkleber! Auch UHU-Plus löst sich wenn man die Klebstelle auf über 150Grad erwärmt.
3.2 Die Variante dazu sind Schrauben mit bereits von ihren Herstellern aufgebrachten, mikroverkapselten Klebern.
Was aber macht man wenn die Einsatztemperatur den Kleber sinnlos macht?
4 Da wäre als Mittelweg die selbstfurchende Schraube
Das klingt erst mal nach „billiger Blechschraube“, muss aber nicht so sein. Meist ist die Blechschraube sogar eine schneidende Schraube, fällt also gar nicht unter diese Kategorie. Allerdings habe die selbstfurchenden Schrauben diese Eigenschaft nur bei ihrer ersten Anwendung.
5 Dehnschrauben sind eine weitere Möglichkeit.
Die Dinger haben zwischen ihren Enden einen verjüngten Schaft und werden so fest angezogen dass dieser tatsächlich minimal gedehnt wird, also wie eine Feder wirkt. Sinnlos ist das wenn das verspannte Material nachgibt (Knetgummi). Mit Vorsicht zu geniessen ist auch, wenn sich das verspannte Material (z.B. festes AL) bei Wärme stärker dehnt als die Schraube. Dann wird die Verschraubung u.U. über ihre Grenzen beansprucht und entweder die Schraube reisst oder das Gewinde im Leichtmetall gibt nach.
Typisches Beispiel sind die bei BMW die Stehbolzen („Stiftschrauben“) mit denen Zylinderkopf, Zylinder und Motorgehäuse miteinander verschraubt werden.
Was sich von selbst erklärt: Dehnschrauben brauchen eine gewisse relative Länge weil sonst kein definierter Dehnschaft realisiert werden kann.
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Letzte Aktualisierung ( 25.10.2009 )
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