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Jeder „Schrauber" kennt Schrauben und Muttern, die wenigsten gehen jedoch sachgerecht damit um. Die These gründet auf dem Faktum, dass in der Mehrzahl der Fälle Schrauben und Muttern zu stark angezogen sind. Nehmen Sie einmal einen Drehmomentschlüssel und prüfen Sie sich selbst!
Oft gehörte Meinungen:
Schrauben gehören fest angezogen, weil sie sich sonst selbst lösen.
Gewinde darf man nicht schmieren, weil sich sonst die Schraube oder Mutter löst.
Beide Meinungen gehören ins Reich der Fabel.
Eine Selbstlösung von Schrauben und Muttern kann nur dann auftreten, wenn eine schwingende Beanspruchung bei zu geringer wirksamer Schraubenlänge und / oder eine Drehbewegung der Teile (kann auch Mikro- Bewegung sein) auftritt. Die wirksame Schraubenlänge ist insofern von Bedeutung, als die Federwirkung der Schraube mit dieser Länge ansteigt und die Sicherheit gegen „Losprellen" steigt. In beiden Fällen liegt der Fehler entweder beim Konstrukteur oder beim Entwickler.
Apropos „Losprellen": Mein erster Tip zum Lösen einer Sacklochschraube, die „normalem" Werkzeug widersteht: Prellen Sie die Schraube los: eine zweite Person spannt den Schraubenkopf mit Gabel oder besser Ringschlüssel vor, Sie selbst
schlagen mit einem Durchschlag, Hammer und „Schmalz" (aber ohne die anderen Teile zu schädigen) der Schraube auf den Kopf. Das hilft. Probieren Sie's mal.
Selbst bei geschmierten Schrauben ist der Reibwinkel grösser als der Steigungswinkel des Gewindes (das Gewinde ist ein „aufgewickelter Keil"). Damit ist Selbsthemmung gegeben. Zahlenwerte finden Sie in den beiliegenden Tabellen. Mit dem Schmieren des Gewindes und der Auflage erhöhen Sie aber die Vorspannkraft, da „weniger von dem verabreichten Drehmoment" nutzlos durch Reibung verbraucht wird und „mehr" in Zugkraft umgesetzt wird. Die Verwendung von Splinten oder Drähten zum Sichern von „vitalen" Schrauben ist ausser in Sonderfällen nicht notwendig. Sie sind in meiner Sicht historische Relikt und dienen der optischen „Überprüfbarkeit". Das gleiche gilt auch für die Verwendung von Flüssigklebern (z.B. Loctite). Hier gibt es aber einen Vorteil: das Gewinde ist dicht, eventuelle Korrosionsgefahr ist gebannt.
Hier ein weiterer Tip zum Lösen von „Loctite-gesicherten" Schrauben, wenn's immer schwerer geht beim Herausdrehen: Zerstören Sie das sperrige Loctite durch mehrmaliges Heraus-Hineindrehen (aber nur 1-2 Umdrehungen!). Dabei „Zerbröseln" Sie das Loctite im gesamten Bereich und vermeiden so ein „Aufstauen".
Ich unterscheide grob 3 Arten der Verschraubung:
1. Untergeordnete Verbindung
Keine besonderen Haltekräfte sind notwendig (grosse zulässige Toleranz).
Verwendung von Regelgewinden, Gewinde und Auflage brauchen nicht geschmiert werden. Normale Schraubenqualität 8.8 Kein weiterer Kommentar notwendig.
2. Verbindung unter Ausnutzung der Schraubenfestigkeit
Hochfeste oder kräftemässig definierte Verbindung mit grosser Toleranz bezüglich
Schraubenkraft. Verwendung auch von Feingewinden (gibt mehr Vorspannung als Regelgewinde, weil der Kerndurchmesser grösser ist). Anziehvorschrift: Drehmoment. Drehen Sie nach dem „Knacks" des Drehmomentschlüssels nicht weiter". Höhere Schraubenqualität: meistens 10.9, manchmal auch 12.9 Typische Anwendung am UNIMOG: Rahmenanbau, Kugelgelenke.
3. Verbindungen mit eng tolerierter Schraubenkraft
Solche Verschraubungen sind mit extremer Vorsicht zu behandeln, da sie in der Regel „vitale" Funktionen sicherstellen:
Zylinderkopfschrauben, Kurbelwellenverschraubungen, Verschraubungen von Gegengewichten, Hauplagerbügeln und Pleuelstangen. Um die Schraubenkraft in engen Grenzen zu halten wenden die Konstrukteure ein paar Tricks an:
die Festigkeit der Schraube und damit auch die Fliessgrenze (jene Spannung, bei der sich das Material plastisch zu verformen beginnt) können bei der Schraubenherstellung „eingestellt" werden. Man braucht dann nur mehr den Durchmesser des Dehnschaftes eng zu tolerieren und alle Schrauben ergeben die nahezu gleich grosse Vorspannkraft wenn man sie bis in die Fliessgrenze und nicht nur bis an die Fliessgrenze anzieht. Gewinde und Auflagen werden in der Regel geschmiert. Auch damit sinkt die Toleranzbreite der Schraubenkraft. Nachdem Dehnschrauben bis in die Fliessgrenze angezogen werden ist klar, dass sie länger wird. Und das jedesmal beim Anziehen. Und auf einmal ist sie zu lang. Dehnschrauben können deshalb nur für eine begrenzte Anzahl von Montagen verwendet werden (manchmal nur 3 mal, manchmal 5 mal). Man sieht es aber einer Dehnschraube nicht immer an, dass sie eine Dehnschraube ist. Manche Dehnschrauben haben keinen glatten (meist dünneren) Schaft, sondern ein Gewinde bis zum Kopf. Dies hat den Vorteil, dass sich die plastische Deformation auf eine größere Länge aufteilt (hat mit lokaler Verfestigung zufolge der plastischen Deformation zu tun) und die Schraube öfter verwendet werden kann. Das Limit für die Mehrmals-Verwendbarkeit liegt in der Länge. Bei glattem Schaft schnürt sich der Schaft lokal ein, bei mehrmaligem Anzug geht diese Einschnürung genau dort immer weiter. Bis zum Bruch! Das Limit für die Mehrmals-Verwendbarkeit liegt in der maximalen Einschnürbarkeit. Anziehvorschrift: Drehmoment und Drehwinkel.
Das Drehmoment als 1. Stufe dient dazu, die zu verschraubenden Teile in einen halbwegs definierten Anfangszustand zu bringen. Der nachfolgende Drehwinkel bringt die Schraube in die Fliessgrenze, wobei die Grösse des Drehwinkels auch noch
von der elastischen Verformbarkeit der zu verschraubenden Komponenten abhängt. Oft ist die Anziehvorschrift auch mehrstufig um die Strukturdeformationen möglichst zu vergleichmäßigen (z.B. beim Zylinderkopf). Halten Sie sich streng an die Herstellerangaben bezüglich Mehrmals-Verwendung und Schraubenanziehverfahren! Mit 20 Rufzeichen versehen.
Was ist noch wichtig:
Hochfeste Schrauben (Materialqualität über 8.8) sollten keinem galvanischen Prozeß unterworfen worden sein, da dabei die Gefahr der Wasserstoffeinlagerung besteht, wodurch das Material spröd-brüchig wird. Lassen Sie sich keine gelb-phosphatierten oder verzinkten Schrauben der Festigkeitsklasse 10.9 und 12.9 andrehen. Prüfen Sie jede hochfeste Schraube und ihr Gegengewinde auf Leichtgängigkeit. Lässt sich die Schraube nur mit Widerstand eindrehen, so ist etwas faul: entweder verdrückte Gewindegänge oder Schmutzpartikel. Beide Fehler müssen behoben sein.
Versichern Sie sich bei Sacklöchern, dass das Ende der Schraube nicht in deren Gewindeauslauf kommt. Seien Sie nicht zu faul, sondern verwenden Sie einen Drehmomentschlüssel. Prüfen Sie Ihre Drehmomentschlüssel. Jede grössere gute Werkstatt hat ein Prüfgerät. In den Tabellen finden Sie möglicherweise interessante Angaben zu Schrauben: Drehmomente, Vorspannkräfte, Steigungswinkel, Reibwinkel usw.
Die Angaben sind mit grösstmöglicher Sorgfalt zusammengestellt, eine Gewähr für Richtigkeit wird aber nicht übernommen.
Es freut mich, wenn Sie jetzt einen „neuen Blick" auf die Schrauben haben.
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