Schraubenverbindungen

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Allgemeines

Begriffserklärung

Eine Schraubenverbindung ist eine lösbare Verbindung von zwei oder mehreren Teilen durch eine oder mehrere Schrauben.Die Schrauben sind dabei so zu bemessen, dass das entstandene Verbundteil die ihm zugedachte Funktion erfüllt und den auftretenden ruhenden oder wechselnden Betriebskräften standhält.

Aufbau und Funktion

Die Schraubenverbindung beruht auf der Paarung von Schraube bzw. Gewindeschtift mit Außengewinde und Bauteil mit Innengewinde (meist Mutter). Bei der Verdrehung von Schraube zu Mutter erfolgt ein Gleiten der Gewindeflanken der Schraube auf den Gewindeflanken der Mutter und damit eine Längstbewegung.Formschluss wird im Gewinde erzielt.

Datei:Flansch-klein.jpg

Die wichtigsten Funktionen der Verbindung sind: Vorspannung, Bewegung, Kraftübersetzung, Verschlussfunktion, Dichtfunktion, Hubeinstellung (Stellschraube), sowie Längenmessung (Mikrometerschraube).

Vorteile / Nachteile

Vorteile:

• lösbar
• Einfache Montage und Demontage
• wiederverwendbar
• hohe Temperaturbeständigkeit
• Verbinden unterschiedlicher Werkstoffarten
• unterschiedliche Vorspannkräfte möglich
• verschiedene Gewindearten und Festigkeitsklassen

Nachteile:

• Korrosionanfälligkeit
• Vibrationsenfindlichkeit
• Aufwändige Vorberitung der Verbindung(Bohren,Senken,Gewindeschneiden)
• nicht wirtschaftlich im Vergleich zu Kleb-,Schweiß-,Nietverbindung
• Schwächunng der Bauteile durch Bohrungen
• nicht geeignet für schwerereichbare Verbindungsstellen
• Vorspankraftverlust durch Setzten
• nichkontroliertes Anziehen führt zu plastischen Verformungen

Bauarten und Nutzung

Je nach Nutzung der Schraubenfunktion unterscheidet man:

-Befestigungsschrauben für die Herstellung von Spannverbindungen(Verspannen von zwei Bauteilen)

-Bewegungsschrauben zum Umwandeln von Drehbewegung in Längsbewegung (Schraubstock,Schraubzwingen, Leitspindel einer Drehmaschine)

-Dichtungsschrauben zum Verschließen von Einfüll- und Auslauflöffnungen(Getrieben, Ölwannen)

Herstellung und Beschaffung

Schrauben werden spanend durch Drehen, Fräsen, Schleifen oder spanlos durch Pressen, Stauchen, Eindrücken und Rollen hergestellt. Die Art der Herstellung ist Abhängig von Werkstoff, Genauigkeit, Gewindeform, Festigkeit und Stückzahl.

Aufbauelemente der Verbindung

Schrauben und Muttern

Kräfte und Momente

tanΦ = Ph / d2 * π

Vorspannkraft

Als Vorspannkraft bezeichnet man die in einer Schraube auftretende Spannungs- oder Zugkraft, die durch Streckung der Schraube entsteht, wenn Verschraubungselemente (z.B. zwei Stahlplatten) durch Drehen der Mutter angezogen werden. Zwischen der Verschraubungselementen ensteht eine gleich große Druckkraft. Dadurch längt sich die Schraube und die Verschraubungselemente werden zusammengepresst.

Setzen

Die Rauheit an den Oberflächen der Verschraubungselemente werden gröstenteils schon während des Anziehens durch die Reibung entfernt. Nach der Montage kommt es zu einer plastischen Verfohrmung der zusammengepressten Verschraubungselemente, da sich die Auflagepunkte (Kopf und Mutter)aneinander angleichen. Hierbei spricht man von einem Setzen der Schraubenverbindung. Je mehr Trennfugen eine Schraubenverbindung hat, desto größer ist der Setzbetrag.Auserdem ist die umgebungstemperatur zu berücksichtigen. je höher die Montagetemperatur(z.B. die Erwärmung der Schraubenverbindung), desto größer ist der Setzbetrag.

Berechnung