Fastener Technology

Die Nut gegen den Bolzen: Welche ist stärker?

Which is Stronger

Ingenieure konstruieren Schraubverbindungen so, dass sie einer gewissen Vorspannkraft standhalten. Diese ist bei der Montage der Verbindung jedoch nicht immer leicht zu messen. Aus diesem Grund wird das Drehmoment festgelegt. Der Monteur weiss, dass eine „gute“ Verbindung vorliegt, wenn das korrekte Drehmoment erzielt wird – angezeigt durch ein hörbares Klicken des Schraubenschlüssels oder durch ein grünes Licht.

Jetzt stellen Sie sich einmal vor, dass ein zu hohes Drehmoment angewendet wird und die Schraubverbindung beginnt nachzugeben. Ist die Schraube das schwächere Glied der Verbindung, wird sie gedehnt und es kommt zu Einschnürungen im Gewindeteil, bis sie schliesslich bricht, und zwar bevor das festgelegte Drehmoment erreicht wird. In diesem Fall unterbricht der Monteur seine Arbeit und macht auf das Problem aufmerksam und das Problem wird angegangen.

Im zweiten Szenario wird ebenfalls zu viel Drehmoment angewendet und die Schraubverbindung beginnt zu versagen. Dieses Mal gibt jedoch die Mutter oder die Gewindebohrung anstatt der Schraube nach. Beim Versagen der Innengewinde werden Reibung und Wärme erzeugt und es kann zum Festfressen oder Verklemmen der Gewinde kommen. In manchen Fällen kann dabei durch das Klicken oder das grüne Licht eine „einwandfreie“ Verbindung angezeigt werden und der Monteur fährt mit seiner Arbeit fort, ohne zu bemerken, dass es zu einem Nachgeben gekommen ist. Sobald das Produkt dann zum Einsatz kommt, können die Nutzlasten ausreichen, um zu einem katastrophalen Versagen der bereits beeinträchtigten Verbindung zu führen.

Welches Verbindungsglied sollte also stärker sein – die Mutter oder die Schraube? Als Faustregel sollten Sie immer sicherstellen, dass die Mutter (oder das Mutterteil) stärker ist als die Schraube!

Auf unserer Webseite www.bossard.com finden Sie einen Online-Rechner für die Berechnung der Einschraublänge, mit dem Sie sicherstellen können, dass Ihre Schraubverbindungen ordnungsgemäss konstruiert sind.

 

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com

November 24, 2017
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Ultimative Anleitung zu Toleranzen für Befestigungselemente und Baugruppen

Tolerances for Fasteners and Assemblies

Möchte man das metrische System verstehen, ist es unablässlich, auch das entsprechende Toleranzsystem zu kennen. Es gibt schlicht und einfach keine Herstellungsmethode, mit der bei der Produktion exakte Abmessungen eingehalten werden können. Im Zollsystem wird die Toleranz hauptsächlich durch die Angabe von Minimal- und Maximalwerten erzielt.

Das ISO-Toleranzsystem wurde im Jahr 1948 von der Internationalen Organisation für Normung erstellt. Ursprünglich entwickelt wurde es für Passungen, und auch heute wird es hauptsächlich in diesem Bereich verwendet. Das System basiert auf IT-Graden, also Grundtoleranzen, von denen alle individuellen Toleranzen abgeleitet werden.

Aufgebaut ist es auf einer Kombination aus Buchstaben und Zahlen.

Dabei gibt der Buchstabe die Lage des Toleranzfeldes an (entweder Plus oder Minus).

Die Zahl gibt den Toleranzbereich an. Je grösser die Zahl, desto grösser die Spanne zwischen Minimum und Maximum, und im Folgeschluss desto grösser der Toleranzbereich.

Auf unserer Webseite können Sie unter „Technischen Informationen“ Material zu Grundtoleranzen und Toleranzfeldern herunterladen. Wenn Sie weitere Fragen zum Thema Toleranzen haben, können Sie sich ausserdem gerne unter ProvenProductivity@bossard.com an uns wenden.

 

Joe Stephan
Application Engineer

November 17, 2017
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Warum sollten Sie metrische Standardbefestiger verwenden?

Standard Metric Fasteners

Was ist unter dem Begriff „genormte Verbindungselemente“ zu verstehen? Normalerweise sind damit Verbindungselemente gemeint, die auf Lager vorrätig sind und nicht erst auf Bestellung hin angefertigt werden müssen, was gleichzeitig zu kürzeren Lieferzeiten führt. Ein Blick in den Katalog reicht oft schon, um zu sehen, welche Teile verfügbar sind. Nachfolgend finden Sie jedoch ein paar allgemeine Richtlinien sowie einige Ausnahmen, die Sie berücksichtigen sollten.

Die Längenabstufung der genormten Verbindungselemente basiert meistens auf einem Schema. So sind kürzere Verbindungselemente unter 20 mm in den folgenden Abstufungen erhältlich, und zwar mit 8, 10, 12, 16 und 20 mm. Längen von 20 bis 70 mm sind in Abstufungen von 5 mm erhältlich, und Längen über 70 mm in Abstufungen von 10 mm. So gibt es beispielsweise eine M10 x 65 oder eine M10 x 70, die nächste erhältliche Länge ist jedoch eine M10 x 80.

Die Schlüsselweite bei Sechskantschrauben und -Muttern kann etwas verwirrend sein. So sind DIN-genormte Sechskant -Teile für gewöhnlich eher auf Lager als ISO-genormte Teile. Dies kann bei den Durchmessern M8, M10 und M12 von Bedeutung sein. Bei diesen ist die Schlüsselweite der DIN-Teile nämlich um 1 mm grösser, weshalb zum Anziehen ein grösserer Schraubenschlüssel benötigt wird. Bei den anderen Durchmessern stimmt die Schlüsselweite für beide Normen überein. Viele Händler erachten die nach DIN und ISO genormten Sechskant -Teile als äquivalent, obwohl die Grösse der Schraubenköpfe leicht voneinander abweichen kann.

Metrische Zylinderschrauben mit Innensechskant sind nicht ohne Weiteres in allen Festigkeitsklassen erhältlich. So gibt es Zylinderschrauben in den Festigkeitsklassen 8.8 und 12.9 ab Lager, die Qualtiät 10.9 kann jedoch nur auf Anfrage hin geliefert werden. Zylinderschrauben mit niedrigem Kopf und Linsenschrauben sind in der Festigkeitsklasse 10.9 erhältlich, jedoch nicht als 8.8 oder 12.9. Natürlich können wir gerne auf Anfrage hin auch Ausführungen ausserhalb des Sortimentes anbieten.

Wenn Sie mehr über genormte, leicht erhältliche Verbindungselemente erfahren möchten, können Sie sich gerne unter ProvenProductivity@bossard.com an uns wenden.

 

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com

November 10, 2017
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So passen Sie Muttern, Schrauben und Unterlegscheiben an

Bei der Auswahl von Verbindungselementen, die gemeinsam montiert werden sollen, ist es wichtig, deren Festigkeit und Kompatibilität zu beachten. Die Mutter sollte dabei immer über die gleiche Festigkeit verfügen wie die Schraube. Vergewissern Sie sich daher bei der Verwendung von Schrauben einer höheren Festigkeit, beispielsweise der metrischen Festigkeitsklasse 10.9, die entsprechende korrekte Mutter einzusetzen. In diesem Fall wäre eine Mutter der Klasse 10 angemessen. Muttern einer höheren Festigkeit können problemlos mit Schrauben einer niedrigeren Festigkeit montiert werden.

Ausserdem sollte auch die Festigkeit der Unterlegscheiben berücksichtigt werden. Dies wird jedoch häufig übersehen. Werden nicht-wärmebehandelte Unterlegscheiben mit wärmebehandelten Innensechskantschrauben verwendet, kann dies zu einem Setzen der Schraubverbindung führen, wenn die relativ kleine Auflagefläche der Schraube sich mit der Zeit in die weichere Unterlegscheibe setzt, was zu einem Verlust der Vorspannkraft führt.

Genormte metrische flache Unterlegscheiben verfügen über Klassenbezeichnungen, die mit wärmebehandelten Schrauben kombiniert werden können. Mit Hilfe der untenstehenden Kompatibilitätstabelle treffen Sie garantiert die richtige Wahl.

Matching Nuts Chart

Auf unserer Webseite www.bossard.com finden Sie unter „Technische Informationen“ hilfreiche Tipps für die Auswahl der richtigen Verbindungselemente. Ausserdem können Sie sich unter ProvenProductivity@bossard.com jederzeit mit Fragen an uns wenden.

 

Doug Jones
Applications Engineer

November 03, 2017
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Warum die Prozesssteuerung für Befestigungselemente wichtig ist

How Important is Process Control for Fasteners

Viele Hersteller von Verbindungselementen sehen sich mit diversen Kundenanforderungen und internationalen Normen konfrontiert. Dies führt dazu, dass die Hersteller Stichprobenpläne erstellen, um während der Massenproduktion oder der Endkontrolle fehlerhafte Produkte zu erfassen. Je nach Losgrösse gelten zudem unterschiedliche AQL-Werte (annehmbare Qualitätsgrenzlage). Ist eine Probenahme während der Endkontrolle Ihrer Meinung nach jedoch wirklich die beste Alternative? Selbst wenn dafür aus mehreren Behältern verschiedene Proben desselben Loses entnommen werden?

Die Branche der Verbindungselemente unterscheidet sich hier nicht von anderen Industrien. Auch hier sind Geschwindigkeit, Lieferung und Qualität Hauptfaktoren, und die meisten Unternehmen verlassen sich inzwischen auf schlanke Methoden und leistungsfähige Werkzeuge bei der Herstellung. Aber wirkt sich das negativ auf die Qualität aus? Möglicherweise. Dennoch verfolgen die meisten Hersteller von Verbindungselementen weiterhin Stichprobenpläne, die bestimmten internationalen Normen für die Massenproduktion entsprechen.

Sie fragen, welche Nachweisverfahren sich besser eignen, um während des Fertigungsprozesses fehlerhafte Produkte auf ein Minimum zu reduzieren? Kontaktieren Sie uns unter ProvenProductivity@bossard.com, um zu erfahren, welche Prozesse der Qualitätssicherung wir unseren Lieferanten nahelegen, um unseren Kunden hochwertige Verbindungselemente gewährleisten zu können.

 

Tony Peters
Quality Manager

Oktober 27, 2017
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Warum ist die Reibung bei einer Schraubverbindung so wichtig?

Im Rahmen der Untersuchungen, die Sie zu Ihrer Schraubverbindung anstellen, ist es wichtig, den Reibungskoeffizienten der Oberflächenbehandlung zu kennen. So gibt es viele verschiedene Beschichtungsmöglichkeiten mit verschiedenen Reibwerten. Normalerweise werden diese Werte auf eine bestimmte Spezifikation hin getestet. Sei es eine OEM-Spezifikation oder die ISO-Norm 16047, es können immer kleine Differenzen auftreten (sollten Sie Fragen zu den verschiedenen Normen haben, wenden Sie sich bitte an einen unserer Ingenieure bei Bossard). Doch was bedeuten diese Werte nun genau, und in welchem Zusammenhang stehen sie zu Ihrer Schraubverbindung?

Die meisten Tests zur Überprüfung der Reibwerte der Beschichtung werden stellvertretend an Innensechskantschrauben M10 durchgeführt. Getestet werden sie unter Laborbedingungen, entweder mit einer Unterlegscheibe mit glatter Oberfläche, einer gereinigten und entfetteten Mutter oder mit verschiedenen, im Labor erstellten Variationen. Die Anwendung dieser theoretischen Werte an Ihrer Schraubverbindung könnte jedoch problematisch sein. So können die Werte je nach Auflagefläche und Gegengewinde (Material, Oberflächenbeschaffenheit, Schmierung, Auflagefläche usw.) variieren. Wie bereits in anderen Blogposts zur Proven Productivity erwähnt, ist es wichtig, dieses Verhältnis zu verstehen, um im Endeffekt kostspielige Fehler zu vermeiden.

Das ist auch der Grund, warum wir bei Bossard immer empfehlen, die Schraubverbindungen zu testen. Wi sind in der Lage, Ihre Verbindungen zu testen, um Ihnen aufzuzeigen, wie der Reibungskoeffizient und das Verhältnis zwischen Drehmoment und Vorspannkraft an Ihren Schraubverbindungen zusammenhängen. Dafür besuchen wir Sie gerne vor Ort in Ihrem Betrieb oder laden Sie in eines unserer Engineering Design Center ein.

Wenn Sie an weiteren Informationen interessiert sind, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns.

Jon Dabney
Application Engineer
Jdabney@bossard.com

Oktober 13, 2017
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Warum Sie auf die Verbindungselemente Wert legen sollten

Nehmen Sie sich eine Minute Zeit und überlegen Sie einmal, über welche beeindruckenden mechanischen Wunderwerke wir heute verfügen: Elektrofahrzeuge, Aussenskelette, Handys, Windturbinen und vieles mehr. Was haben die meisten von ihnen gemeinsam? Sie werden alle von einer Art Verbindungselement zusammengehalten.

Nun denken Sie an Ihr Produkt. Was passiert, wenn die Verbindungselemente beim Betrieb versagen? Im besten Fall ist der Kunde nicht zufrieden und kauft beim nächsten Mal ein anderes Produkt. Im schlimmsten Fall könnten durch deren Versagen Sach- oder Personenschäden entstehen.

Die Frage, die sich hier stellt, ist folgende: Warum denken wir bei unserer Konstruktion immer zuletzt an die Verbindungselemente? So stimmt es zwar, dass die Montage den letzten Schritt im Produktentwicklungsprozess darstellt. Für ein bestmögliches und sicheres Produkt sollte die Wahl der Verbindungselemente jedoch bereits in den frühen Phasen der Produktentwicklung sorgfältig berücksichtigt werden. Die Wahl der Verbindungselemente in einer frühen Phase steht zudem im Zusammenhang mit Zeit- und Kosteneinsparungen, mit denen Sie Ihre Prozesse schlanker und effizienter gestalten können.

Sie sind sich nicht sicher, welches Verbindungselement Sie wählen sollen? Sie möchten wissen, welche Produkte leicht erhältlich sind oder welche Neuerungen die Verbindungstechnik zu bieten hat? Wenden Sie sich am besten so schnell wie möglich an Ihren Anbieter für Verbindungslösungen, sodass er Sie bei der Wahl der besten Bauteile für Ihr Projekt unterstützen kann. Warten Sie nicht bis zwei Wochen vor Produktionsstart!

Wenn Sie weitere Informationen über die neuesten und besten Innovationen im Bereich Bauteile erhalten möchten oder Hilfe bei Ihrem nächsten Projekt benötigen, können Sie sich gerne unter ProvenProductivity@bossard.com an uns wenden.

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com

Oktober 06, 2017
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Warum hochwertige Verbindungselemente sich lohnen

Sie haben Monate für Ihre Konstruktion verwendet, sorgfältige Analysen durchgeführt und die richtigen Materialien ausgesucht. Endlich rückt die Produktionsphase in greifbare Nähe – doch einen Augenblick, Sie haben noch keinen Lieferanten für Ihre Verbindungselemente ausgewählt. Hauptsächlich benötigen Sie sowieso nur standardmässige Verbindungselemente, bis auf die paar Sonderteile. Ausserdem sind es ja auch nur Verbindungselemente – wie schwer kann das schon sein?

Als Nächstes geben Sie dem Einkäufer eine Liste mit den benötigten Verbindungselementen und beauftragen ihn, einen möglichst günstigen Preis dafür auszuhandeln, sodass Sie ein paar Cent am Produkt sparen können. Wo die Verbindungselemente herkommen, ist ja schliesslich nicht wichtig. Alle Verbindungselemente sind doch gleich, oder?

Dieses Szenario ist vielleicht etwas hart ausgedrückt, allzu oft entspricht es jedoch der Realität. Bei der Herstellung genormter Verbindungselemente sollten natürlich die gleichen Normen für Verbindungselemente eingehalten werden. Leider halten sich aber nicht alle Hersteller an diese Regel, um in diesem wettbewerbsintensiven Markt an Kosten einzusparen. So stellen Billiganbieter vielleicht bei 90% der Fälle einwandfreie Verbindungselemente her. Sie müssen sich jedoch die Frage stellen, ob 90% Ihnen für Ihre Konstruktion ausreicht? Probleme bei der Montage, Ausfälle im Feld, Kosten durch Garantieansprüche und unzufriedene Kunden aufgrund von neuen Geräten, die brechen oder nicht so funktionieren wie angepriesen – all dies kann sehr kosten- und zeitaufwendig für Sie werden.

Daher meine Empfehlung: Stellen Sie sicher, dass Sie wissen, wo Ihre Verbindungselemente herkommen. Hier sind ein paar Fragen, die Sie sich vor der Wahl eines Lieferanten stellen sollten:

  • Hat der Hersteller gute Prozesskontrollen implementiert?
  • Verfolgt er seine Ausschussquote, sowohl intern als auch extern?
  • Lagert er die Oberflächen- oder Wärmebehandlung der Verbindungselemente an Subunternehmen aus?
  • Verfügen die jeweiligen Subunternehmen über gute Prozesskontrollen?

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, welche Schritte wir unternehmen, um hochwertige Verbindungselemente zu gewährleisten, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns.

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com

 

September 22, 2017
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Einschraubtiefe

Einschraubtiefe

Die richtige Einschraubtiefe ist ein wichtiges Thema. Je nach Material und Härte des besagten Materials ist eine andere Mindesteinschraubtiefe erforderlich. Dieser Faktor muss demnach bereits während der Konstruktion einberechnet werden.

Stehen die Schrauben unter voller Zugbelastung, ist es zudem wichtig, die Festigkeit des Materials der Mutter oder des Innengewindeteiles zu berücksichtigen, denn von diesen Faktoren wird die Mindesteinschraubtiefe abhängen. Ein weiterer Faktor ist die erforderliche Lebensdauer der Schraubverbindung, die nur unter Einhaltung der richtigen Mindesteinschraubtiefe gewährleistet werden kann.

Hier ein paar Beispiele empfohlener Mindesteinschraubtiefen für Innengewinde, basierend auf dem Material der Mutterkomponente für wärmebehandelte Stahlschrauben. Ermittelt wurden diese anhand von praktischen Versuchen:

Einschraubtiefe

Unsere Empfehlung: Stellen Sie sicher, dass die Informationen zur Bestimmung der richtigen Einschraubtiefe jederzeit zur Verfügung stehen. Wenn Sie noch Fragen hierzu haben sollten, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns!

Juni 02, 2017
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Dauerfestigkeit von Verbindungselementen

Dauerfestigkeit von Verbindungselementen

Einfach gesagt benötigen Sie Verbindungselemente, die vielen verschiedenen Situationen standhalten, darunter auch Belastungswechseln. Einige Verbindungselemente sind dieser Herausforderung jedoch nicht gewachsen. Einer der häufigsten Gründe für ein Versagen von Verbindungen ist die Ermüdung der Verbindungselemente. Daher sind Dauerbeständigkeit und -festigkeit Faktoren, die Sie bei Ihren Verbindungselementen unbedingt berücksichtigen sollten.

Die Gründe für eine mögliche Ermüdung des Verbindungselements sind vielfältig: Montageparameter, Werkstoff, Geometrie und Belastung. Die Ermüdung tritt häufig im ersten tragenden Gewindegang auf und kann sich nachteilig auf Ihr Produkt auswirken. Das bedeutet, dass Ihre Konstruktion so ausgelegt sein muss, dass die Dauerfestigkeit der Schrauben gesteigert werden kann. Die Dauerfestigkeit von Feingewinden nimmt mit steigender Steifigkeit und Feinheit des Gewindes jedoch ab, sodass Sie im Hinblick auf die Dauerfestigkeit Ihrer Verbindungselemente einige Faktoren beachten sollten.

So gibt es ein paar Möglichkeiten, die Dauerfestigkeit Ihrer Schrauben zu steigern, darunter Maßnahmen zur Reduzierung der effektiven Spannungsspitzen oder zur Vermeidung einer kombinierten Belastung.

Hier ein paar Optionen zur Steigerung Ihrer Dauerfestigkeit:

  • Verwenden Sie eher längere als kürzere Schrauben
  • Verwenden Sie Schrauben mit tailliertem Schaft
  • Verwenden Sie Bolzen oder Passschrauben, um Seitenkräfte aufzunehmen
  • Angemessene und kontrollierte Vorspannung der Schrauben

Wenn Sie mehr über die Dauerbeständigkeit erfahren oder das Verbindungselement mit der perfekten Dauerfestigkeit für Sie finden möchten, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns. Wir beraten Sie gerne.

Mai 26, 2017
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