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Warum brechen Schrauben?

Ist Ihnen schon einmal eine Schraube gebrochen? Und wie finden Sie heraus, was zum Versagen der Schraube geführt hat?

Einer der häufigsten Gründe für ein Versagen ist die Überbelastung. So unterliegen alle Schrauben einer Maximalbelastung, der sie standhalten können, bevor sie ihre Streckgrenze erreichen. Diese Belastung wird normalerweise in Form des Drehmoments erzeugt. Ist die Reibung geringer als erwartet, erreicht die Schraube ihre Streckgrenze möglicherweise auch schon vor dem vorgeschriebenen Drehmoment. Beim Erreichen ihrer Streckgrenze wird die Schraube jedoch gedehnt, und es werden „Einschnürungen“ in dem Gewindeteil des Klemmbereichs verursacht, der sich nicht im Gegengewinde befindet. Normalerweise spürt man bei der Montage, wenn sich die Schraube dehnt, da es sehr viel mehr Drehungen des Schlüssels bedarf, bevor es zum Bruch oder Überziehen des Schlüssels kommt. Bricht die Schraube, sieht man eine offensichtliche Reduktion der Oberfläche an der Bruchstelle, wo die Schraube Einschnürungen aufweist.

Bricht die Schraube nach ihrer Montage, können diverse Versagensarten dafür verantwortlich sein.

Wie kommt es zu Ermüdungsbrüchen? Ermüdungsbrüche treten dann auf, wenn eine Schraube nicht richtig angezogen wurde oder wenn sie sich während ihrer Lebensdauer gelockert hat. Wird die gelockerte Verbindung während des Produkteinsatzes stark genug belastet, können Biegespannungen das Verbindungselement schwächen und letztendlich zu dessen Versagen führen. Dies kann normalerweise von einem Verbindungsfachmann durch eine genaue Prüfung der gebrochenen Schraube und der Gegenstücke diagnostiziert werden.

Eine dritte, weniger häufige Ursache für ein Versagen ist die Wasserstoffversprödung. Bei dieser Art des Versagens handelt es sich um ein zeitverzögertes Versagen, das immer nach der Montage auftritt. So tritt die Wasserstoffversprödung gewöhnlich innerhalb von 48 Stunden auf. Dabei bricht die Schraube fast immer direkt unter dem Kopf und nicht im Bereich des Gewindes. Der Kopf kann entweder vollständig abbrechen oder gerade stark genug anreissen, um die Vorspannkraft zu verlieren, bleibt dabei jedoch mit dem Rest der Schraube verbunden. In beiden Fällen hat die Verbindung versagt und ist nicht sicher. Diese Art des Versagens kommt zwar nicht häufig vor, tritt jedoch fast immer bei hochfesten Verbindungselementen oder galvanisierten, einsatzgehärteten Befestigern auf.

Wenn Sie mehr über die Fehleranalyse von Schraubenverbindungen erfahren möchten, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns.

 

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com

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August 18, 2017

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