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Werkstoffe für Verbindungselemente

Verbindungselemente werden in einer grossen Werkstoffvielfalt gefertigt.  Entscheidend für die Wahl des jeweils richtigen Werkstoffs sind Anwendung und Umgebung.  Zu den beliebtesten Optionen gehören jedoch Verbindungselemente aus Stahl und Edelstahl. Alternativen sind Legierungen auf Aluminium-, Kupfer-, Titan-, Nickel- und Kobalt-Basis sowie Lösungen aus Kunststoff. In der nachstehenden Tabelle finden Sie wichtige Parameter, die Sie bei der Wahl des richtigen Werkstoffs für Ihr Projekt berücksichtigen sollten.

Parameter

Anwendungsbeispiele

Mechanisch
(Festigkeit, Duktilität, Zähigkeit, Ermüdung)

Verbindungselemente aus Stahl verfügen über verschiedene Festigkeitsklassen – stellen Sie daher sicher, dass alle statischen und dynamischen Belastungen bei der Wahl der richtigen Festigkeit berücksichtigt werden.

Korrosionsbeständigkeit

Kontakt- und Spannungsrisskorrosion

Diverse Edelstähle sowie andere Legierungen auf Nickel-, Kobalt- und Titan-Basis verfügen über ausgezeichnete Eigenschaften der Korrosionsbeständigkeit.

Beachten Sie jedoch die Gefahr der Kontaktkorrosion, wenn Sie mit verschiedenen Metallen arbeiten!

Temperaturbeständigkeit
(Hochtemperaturoxidation und -kriechen)

Legierungen auf Nickel-Basis werden immer dann verwendet, wenn eine hohe Korrosions- und Hitzebeständigkeit erfordert sind.

Beispiele: Flugzeugtriebwerke und stationäre Gasturbinen

Magnetische Permeabilität

Einige Edelstähle erreichen eine äusserst geringe magnetische Permeabilität, die beispielsweise für den Einsatz in Kernspintomographen erforderlich ist.

Gewichtseinsparung

Mit einigen Titanklassen können im Vergleich zu Stahl mit gleicher Festigkeit bis zu 40 % des Gewichts eingespart werden.

Beispiel: Automobilanwendungen

 

Wenn Sie an weiteren Informationen über Werkstoffe für Verbindungselemente interessiert sind, können Sie sich jederzeit unter ProvenProductivity@bossard.com an uns wenden.

 

Fadi Saliby
Technical Sales Director
FSaliby@bossard.com

Juli 14, 2017
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Lockere Verbindungselemente: Ursachen und Lösungen

Verbindungselemente, die sich lösen und dadurch Probleme verursachen, bereiten sowohl Konstrukteuren als auch Verbrauchern häufig Kopfzerbrechen. Doch wodurch kann ein Lösen eigentlich verursacht werden?

Einer der Hauptgründe für sich lösende Verbindungselemente ist, dass diese nicht richtig angezogen werden, was eine niedrige Vorspannkraft verursacht. Verfügt eine Verbindung nicht über genug Vorspannkraft, um zu verhindern, dass die Fügeteile sich gegeneinander verschieben, kann dies zu selbsttätigem Losdrehen oder Ermüdungsbrüchen führen. Daher ist es wichtig, die Empfehlungen des Herstellers für das richtige Anziehdrehmoment zu befolgen.

Werden für die Verbindung von weicheren Werkstoffen Verbindungselemente mit kleiner Auflagefläche verwendet, kann dies zudem zum Setzen des Schraubenkopfes im Material führen. Mit der Zeit kann dadurch ein Verlust der Vorspannkraft verursacht werden, was wiederum zu einem Lösen der Verbindungen führen kann. Daher ist es wichtig, die zulässige Flächenpressung der Schrauben und Kontaktmaterialien zu kennen und entsprechend zu kombinieren, um ein Setzen zu vermeiden. Geflanschte Kopfschrauben oder gehärtete Unterlegscheiben eignen sich gut, um die Belastung zu verteilen und so dieses Problem zu umgehen. Dabei sollte jedoch beachten werden, dass viele flache Unterlegscheiben nicht hart genug sind, um den Belastungen hochfester Verbindungselemente standzuhalten. Das sollten Sie bei der Wahl Ihrer Unterlegscheiben also unbedingt berücksichtigen!

Vibrationen sind ein weiterer Grund für das Lösen von Verbindungselementen. Bei gut konstruierten Verbindungen mit Mutter und Schraube wird die Schraube sogar leicht gedehnt, um einen gummibandähnlichen Effekt zu erzielen, der zur richtigen Fixierung des Verbindungselements führt. Eine gute Faustregel für Konstrukteure lautet, eine Klemmlänge zu verwenden, die dem 5-fachen des Schraubendurchmessers entspricht, um bei einem richtigen Drehmoment eine gute Dehnung zu erzielen. Auf Verbindungen, die Schwingungen ausgesetzt sind, kann diese Regel allerdings nicht angewandt werden. Dort werden möglicherweise Kerbverzahnungen, spezielle Sicherungsscheiben oder andere Sicherungselemente erforderlich.

Wenn Sie an weiteren Informationen interessiert sind, wie Sie das Lösen von Verbindungselementen vermeiden können, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns.

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com

Juni 05, 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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Normung von Verbindungselementen

Normung von Verbindungselementen

Ohne eine gewisse Normung der Verbindungselemente wäre es unmöglich, Projekte zu realisieren. So wissen die Verbraucher von Verbindungselementen dank der Normen genau, was für ein Produkt sie erwerben, und dass Materialien und Produkte vereinheitlicht sind.

Insbesondere für den internationalen Handel sind genormte Verbindungselemente äusserst wichtig, da so Produkte aus anderen Ländern gekauft werden können, mit der Gewissheit, dass diese auch passen. Geschaffen werden die Normen für Verbindungselemente von diversen Organisationen, wie unter anderen von der ISO, DIN, ASTM und SAE.

ISO

Offiziell begann die ISO im Jahr 1947 mit der Entwicklung industrieller Normen auf internationaler Ebene. Seitdem wurden von der ISO 21.561 Normen veröffentlicht. Die ISO hat Mitglieder aus über 162 Ländern, die stets danach streben, Aspekte von Technologie und Fertigung zu normieren.

DIN

Bei dieser Organisation handelt es sich um ein gemeinnütziges Unternehmen, dessen Hauptzweck die Bereitstellung von Normungsdienstleistungen ist. In diesem Bereich ist die DIN seit über 100 Jahren tätig. Dabei arbeiten über 32.000 Experten aus den verschiedensten Fachgebieten an der Erstellung von Normen und Spezifikationen. So reicht das breite Spektrum der DIN von Themen wie Akustik über Industrie 4.0 bis hin zu intelligenten Städten.

ASTM

Bei ihrer Gründung im Jahr 1898 war die ASTM International noch unter dem Namen American Society for Testing and Materials bekannt. 2001 wurde die Organisation dann in ASTM International umbenannt. Tätigkeitsfeld dieses Unternehmens, das über 12.000 rund um die Welt genutzte Normen geschaffen hat, ist die Entwicklung von Konsensnormen. Das Unternehmen umfasst über 30.000 Mitglieder in 140 Ländern und aus den verschiedensten Branchen, wie beispielsweise der Metallindustrie, dem Bauwesen und der Konsumgüterindustrie.

SAE

SAE International ist eine globale Vereinigung aus über 128.000 Ingenieuren und Sachverständigen. Fachgebiet dieser Gruppe ist die Bereitstellung von Informationen und Normen für die Bereiche Luft- und Raumfahrt, Nutzfahrzeugbau und Automobilindustrie. Zur Zeit ihrer Anfänge im Jahr 1905 konzentrierte sich die Gruppe noch auf den Wissenstransfer und die Normung im Bereich Automobiltechnik. Ab 1916 wurden dann jedoch Ingenieure aus dem gesamten Mobilitätssektor aufgenommen.

Normen gewährleisten den Erfolg Ihres Projekts. Die Arbeit dieser Organisationen im Bereich der Normung ist demzufolge sehr wertvoll.

Mai 12, 2017
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