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Bei der Identifizierung von Muttern und Schrauben können einige Informationen bereits auf den ersten Blick gesammelt werden. Hier ist ein kurzer Überblick darüber, wie Sie Muttern und Schrauben schnell und einfach identifizieren können.

Metrische Schrauben und Muttern verfügen über eine Markierung mit der jeweiligen Klasse. Diese wird bei Schrauben anhand von zwei Nummern angegeben, getrennt durch einen Dezimalpunkt. So erkennt man auf einen Blick, dass es sich um ein metrisches Schraubengewinde handelt. Eine Linie unter der Festigkeitsklasse zeigt an, ob bei der Herstellung des Grundmaterials Bor verwendet wurde. Einige übliche Klassen sind 8.8, 10.9 und 12.9.

Zollschrauben sind durch Linien auf dem Schraubenkopf gekennzeichnet. Sind keine Linien vorhanden, der Kopf verfügt jedoch über eine Markierung, handelt es sich um eine Schraube der Güteklasse 2. Schrauben der Klasse 2 sind weich und nicht wärmebehandelt. Drei abstandsgleiche, in einem Winkel von 120 Grad entfernte Linien kennzeichnen eine Schraube der Klasse 5. Sechs abstandsgleiche Linien markieren eine Schraube der Klasse 8. Die Verwendung von Borstahl wird angezeigt, indem die Identifizierungsmarkierungen im gleichen Abstand zueinander in einem Winkel von 180 Grad auf der Stirnseite des Schraubenkopfes angebracht werden.

Metrische Muttern werden mit einer Nummer gekennzeichnet. Diese Nummer sollte die gleiche sein wie die erste Nummer auf der Schraube. Die Kennzeichnung von Zollmuttern hängt von ihrer jeweiligen Produktionsnorm ab. Wenn nicht ausdrücklich angegeben (Nummer auf der Stirnseite für die Klasse des Materials), wird die Mutter durch Linien gekennzeichnet. Klasse 2, nicht-wärmebehandelte Teile, werden mit keiner oder einer Linie auf einer der Stirnseiten der Mutter markiert. Muttern der Klasse 5 sind mit zwei Linien gekennzeichnet, die in einem Winkel von 120 Grad voneinander entfernt sind. Teile der Klasse 8 verfügen über zwei Linien, die etwa 30 Grad voneinander entfernt sind (ähnliche Klassen werden mit 3 abstandsgleichen Linien markiert – diese werden nach alternativen Normen gefertigt).

Häufig verfügt der Schraubenkopf zudem über einen Fabrikationsstempel des Herstellers. Dieser kann sehr aufschlussreich sein, wenn man es mit Problemteilen zu tun hat. Wenn die Kopfmarkierungen von zwei Teilen verschieden sind, stammen sie auf keinen Fall vom gleichen Hersteller, geschweige denn aus dem gleichen Fertigungslos.

Weitere Informationen zur Identifizierung von Muttern und Schrauben finden Sie auf der Webseite von Bossard unter www.Bossard.com/en/application-engineering/technical-resources. Sie können sich aber auch unter ProvenProductivity@bossard.com direkt mit Ihren Fragen an uns wenden.

Brandon Bouska
Application Engineer
bbouska@bossard.com

Eine verzahnte Sechskant-Flanschmutter verfügt am unteren Ende der Mutter über einen grösseren Auflagedurchmesser. Beim Anziehen der Mutter verdrängt die verzahnte Auflagefläche dann das Material auf der Fügefläche. Dadurch entsteht ein Sicherungseffekt gegen das Losdrehen.

Aufgrund der verzahnten Oberfläche benötigt man für die Mutter ein grösseres Drehmoment, um die Sicherungswirkung zu gewährleisten. Der Flansch kann ein übergrosses oder schlecht ausgerichtetes Loch überdecken und liefert ein gleichmässigeres Verhältnis von Flächenpressung und Klemmkraft als eine gewöhnliche Sechskantmutter.

Verzahnte Sechskant-Flanschmuttern sind in den Güteklassen 5 und 8 erhältlich.

Bei der Verwendung von verzahnten Sechskant-Flanschmuttern kann allerdings die Auflagefläche beschädigt werden, was je nach Anwendung Probleme verursachen könnte. Splittert beispielsweise bei einer Lackoberfläche die Farbe ab und das darunterliegende Material wird freigelegt, stellt dies eine mögliche Ursache für eine beschleunigte Korrosion der montierten Teile dar.

Wenn Sie mehr über multifunktionale Verbindungselemente erfahren möchten, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns.

Joe Stephan
Application Engineer
jstephan@bossard.com

Bei der Wahl einer Oberflächenbehandlung Ihrer Verbindungselemente sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Wenn Sie die vier folgenden Schritte beachten, wird es jedoch um einiges leichter sein, die richtige Oberflächenbehandlung zu finden.

1. Korrosionsbeständigkeit
   Die erforderliche Korrosionsbeständigkeit hängt von der Betriebsumgebung Ihres Produktes ab. Ist Ihr Produkt vor Witterungseinflüssen geschützt oder ist es Feuchtigkeit und Wetterschwankungen ausgesetzt? Auch industrielle oder landwirtschaftliche Umgebungen, in denen Verbindungselemente mit Schmutz, Ablagerungen oder Chemikalien in Berührung kommen, können einen Faktor darstellen, der berücksichtigt werden muss.

2. Reibungskontrolle
   Die Reibungskontrolle wird bei der Wahl einer Oberflächenbehandlung häufig übersehen, ist jedoch ein wichtiger Faktor. Wenn Sie die Reibung der Oberflächenbehandlung Ihres Verbindungselements nicht kennen, wissen Sie auch nicht, welches Drehmoment Sie für Ihre Verbindung anwenden müssen, um die gewünschte Vorspannkraft zu erzielen. Drehmomentwerte aus einer entsprechenden Tabelle zu verwenden, kann gefährlich sein und zu einem vorzeitigen Versagen der Verbindung führen.

3. Aktuell geltende Vorschriften
   Aktuelle Vorschriften zu Chemikalien wie beispielsweise sechswertigem Chrom haben in den letzten fünf bis zehn Jahren zu dramatischen Änderungen bei der Zusammensetzung der Oberflächenbehandlung von Verbindungselementen geführt. So müssen in Ihrer speziellen Branche die RoHS- oder WEEE-Richtlinien vielleicht nicht eingehalten werden, die Oberflächenbehandlung Ihrer Verbindungselemente ist heute mit hoher Wahrscheinlichkeit dennoch anders als noch vor zehn Jahren. Es kann also auf keinen Fall schaden, die Unterschiede zu kennen, und wie sich diese auf Ihr Endprodukt auswirken.

4. Kosten
   Letztendlich sind auch die Kosten immer ein Faktor. Natürlich können Sie eine Designeroberfläche wählen, die eine Lösung für alle erdenklichen Probleme bietet. Diese Technologien haben jedoch ihren Preis. Informieren Sie sich daher besser über die tatsächlichen Anforderungen Ihrer Konstruktion und die entsprechenden Beschichtungsmöglichkeiten. Das sollte Ihnen dabei helfen, die richtige Oberflächenbehandlung für Ihr Produkt zu finden.

Wenn Sie an weiteren Informationen über verschiedene Oberflächenbehandlungen von Verbindungselementen interessiert sind, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns.

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com

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

Was versteht man unter Vibrationen, und wie führen diese zu einem Lösen von Verbindungselementen? Die Antwort auf diese Fragen scheint vielleicht offensichtlich zu sein. Erst wenn man den mechanischen Vorgang des Lösens durch Vibrationen wirklich versteht, kann man jedoch Schritte zu deren Vermeidung einleiten.

Stellen Sie sich dafür einen Holzklotz auf einer Rampe vor. Der Neigungswinkel der Rampe ist so niedrig, dass der Holzklotz auf ihr liegenbleibt. Jetzt schlagen wir wiederholt mit einem Hammer auf die Rampe, nicht zu fest, aber fest genug, dass der Holzklotz jedes Mal etwas in die Höhe springt und so langsam die Rampe herunter „rutscht“. Genauso verursacht auch die Vibration das Lösen eines Gewindes. Bei jeder Vibration wird der Druck zwischen Holzklotz und Rampe (oder in unserem Fall zwischen den Gewindeflanken) kurz, aber wiederholt, verringert, und der Klotz „rutscht“ die Rampe herunter.

Verwenden wir nun einen schwereren Holzklotz, wird eine stärkere Vibration benötigt, damit er die Rampe herunter rutscht. Das ist gleichbedeutend mit einer gesteigerten Vorspannkraft in der Schraubverbindung. In beiden Fällen gilt jedoch: Sind Amplitude und Frequenz der Vibration gross genug, rutscht der Klotz die Rampe herunter, und die Schraubverbindung löst sich.

Eine letzte Denkübung zum Schluss: Wenn wir nun von oben Druck auf den Holzklotz ausüben, sodass er nicht in die Höhe springen und auf der Unterseite einen Reibungsverlust erleiden kann, dann rutscht er auch nicht die Rampe herunter. Doch wie können wir dies nun auf eine Schraubverbindung anwenden? Bei typischen Schraubverbindungen mit Mutter und Schraube ist immer ein gewisses Gewindespiel vorhanden, um eine einfache Montage zu ermöglichen. Dadurch entstehen kleine Spalten auf der Gewinderückseite. Um diese Gewindespalten zu vermeiden, können gewindeformende Schrauben verwendet werden, die bei der Montage im Gegenstück ihr eigenes Gewinde formen.

Natürlich können gewindeformende Schrauben nicht für alle Schraubverbindungen verwendet werden. In Bauteilen, in denen ein Lösen durch Vibration ein grosses Risiko darstellt, sind sie jedoch eine gute Alternative.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Sie ein Lösen durch Vibration vermeiden können, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns.

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com

Die Auswahl von Werkzeugen zum Anziehen von Schrauben auf dem Markt ist sehr groß. So finden Sie im Handel Drehmomentschlüssel, Schlagschrauber, Impulsschrauber und DC-Schraubendreher. Jedem dieser Werkzeuge kann dabei eine gewisse Genauigkeit zugeordnet werden (siehe Tabelle unten). Doch was bedeutet diese Genauigkeit nun in Bezug auf das Werkzeug und – noch wichtiger – welche Auswirkung hat dies auf den Endverbraucher?

Lassen Sie uns anhand eines Beispiels verdeutlichen, wie wichtig die Werkzeuggenauigkeit für die letztendliche Vorspannkraft einer Verbindung ist. Dafür nehmen wir an, dass eine normierte M8-Schraube der Festigkeitsklasse 8.8 mit drei verschiedenen Werkzeugen und Genauigkeiten von 10 %, 20 % und 50 % bis zu ihrer vollen Vorspannkraft angezogen werden soll. Alle anderen Variablen bleiben dabei über alle drei Fälle hinweg gleich (es wird vorausgesetzt, dass der Reibungskoeffizient zwischen 0,09 und 0,14 liegt). Die für die Konstruktion der Baugruppe benötigte Mindestvorspannkraft wird mit 3,8 kN veranschlagt. Die maximal empfohlene Vorspannkraft, die unabhängig von der Werkzeuggenauigkeit erzielt werden kann, liegt bei 18,7 kN (etwa 75 % der Streckgrenze). Wird die M8 nun mit einem Werkzeug mit einer Genauigkeit von 20 % angezogen, verfügt die Schraube über eine Mindestvorspannkraft von 7,7 kN. Mit einem Werkzeug der Genauigkeit von 10% angezogen, verfügt die gleiche Schraube über eine Mindestvorspannkraft von 9,4 kN. Die jeweiligen Mittelwerte liegen bei 11,3 kN, 13,2 kN und 14,1 kN. Kurz gesagt, bedeutet das, dass Sie durch Anpassung der Genauigkeit Ihres Werkzeugs eine allgemein einheitlichere Vorspannkraft sowie eine höher angelegte Vorspannkraft für die gleiche Schraube erzielen können.

Wurde vor der Konstruktion Ihrer Bauteile keine Drehmoment-Analyse durchgeführt, gilt als Faustregel, dass eine Werkzeuggenauigkeit von 20 % angenommen werden kann. Auf jeden Fall ist es immer von Vorteil, die Genauigkeit eines Werkzeugs zu kennen, da Sie Ihre Verbindungselemente so optimal nutzen können. Sie möchten Ihre Vorspannkraft mit Werkzeuggenauigkeit berechnen? Dann besuchen Sie uns unter www.Bossard.com/application-engineering/fastener-expert-tools. Dort finden Sie eine Auswahl von Rechnern, die Ihnen bei der Konstruktion Ihrer Bauteile behilflich sein könnten.

Brandon Bouska
Application Engineer
bbouska@bossard.com

Eines der wichtigsten Themen, die wir in diesem Blog bisher besprochen haben, ist der Reibungskoeffizient, und welche Auswirkung dieser auf Ihre Schraubverbindung haben kann. Offensichtlich verfügen nicht alle Beschichtungen über die gleichen Reibungsmerkmale. So weisen einige Verbindungselemente eine geschmierte und andere eine ungeschmierte Deckschicht auf (höherer Reibwert). Doch wie wirkt sich dies nun auf Ihre Schraubverbindung aus? In den meisten Fällen würde es zur Überdehnung und zum Bruch der Schraube kommen, wenn Sie einfach ungeschmierte durch geschmierte Elemente ersetzen. Der Grund dafür ist ein verringerter Reibungskoeffizient. Daraus resultiert bei gleichem Drehmoment eine erhöhte Vorspannkraft, was wiederum zu einem Versagen der Verbindung führen kann.

Warum ist es so wichtig, dieses Zusammenspiel zwischen Reibung und Vorspannkraft in der Schraubverbindung zu beachten? Weil dies zu höheren Herstellungskosten oder sogar zu Reklamationen führen kann.

Wir von Bossard sind in der Lage, Ihre Verbindungen zu testen, um Ihnen aufzuzeigen, wie der Reibungskoeffizient und das Verhältnis zwischen Drehmoment und Vorspannkraft in 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

Da muss der Papa ran, Retter aller kaputten Spielzeuge! Das war ungefähr mein Gedankengang, als ich auf dem Weg war, meiner Tochter ein neues Spielzeug zu kaufen, weil ich beim Reparieren ihres alten Spielzeugs eine falsche Schraube benutzt hatte. Beim Lieblingsspielzeug meiner Tochter hatte sich ein Kunststoffgelenk ständig gelockert – ganz normal bei einem Spielzeug, das über einen längeren Zeitraum hinweg einem 6-jährigen Kind standhalten musste und schon Tausend Mal an der gleichen Stelle repariert wurde. Wer hätte jedoch gedacht, dass die Verbindung von Kunststoffgelenken mit einer Schraube eine wahre Kunst ist? Wussten Sie zum Beispiel, dass das Verhältnis zwischen dem Kernlochdurchmesser und dem Aussendurchmesser der Schraube äusserst wichtig ist? Ist das Loch zu gross, greift das Gewinde nicht richtig, und ist es zu klein, kommt es zu Spannungsrissen im Gegenstück. Auch das Material, in das die Schraube eingedreht wird, muss bei der Berechnung des Kernlochdurchmessers berücksichtigt werden, damit die Schraube richtig sitzt. Ausserdem bringt die Wahl der richtigen Schraube Vorteile mit sich. So sollte Ihre Schraube über ein niedriges Eindrehmoment und ein hohes Überdrehmoment verfügen. Eine hohe Vibrationsbeständigkeit kann auch nicht schaden – insbesondere, wenn man es mit den Spielgewohnheiten seiner 6-jährigen Tochter zu tun hat. Klicken Sie hier um die richtige Schraube zu finden.

Was ist also angesagt, um zum absoluten Helden für Ihr Kind zu werden? Richtig! Bestimmen Sie die richtige Lochgrösse für Ihre Konstruktion. Unsere Experten bei Bossard helfen Ihnen gerne dabei bei der Konstruktion und der Wahl der richtigen Lochgrössen. Worauf warten Sie noch? Die Spielzeuge dieser Welt brauchen Sie! Wenn Sie noch Fragen haben, wenden Sie sich bitte unter ProvenProductivity@bossard.com an uns.

John Syharath
Technical Sales
jsyharath@bossard.com

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.

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

Seit Jahren ist die galvanische Verzinkung die standardmässige Oberflächenbehandlung für Verbindungselemente. Zudem war es üblich, das Zink noch mit sechswertigem Chrom zu überziehen, um die Bauteile vor Korrosion zu schützen. Seitdem jedoch die RoHS-Richtlinie zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in den USA immer mehr an Bedeutung gewinnt, ersetzen viele Beschichter das sechswertige mit dreiwertigem Chrom, das den aktuellen Richtlinien entspricht, jedoch auch einige unerwünschte Nebenwirkungen hat.

Dreiwertiges Chrom ist nicht selbstheilend wie sechswertiges Chrom. Eine Beschädigung durch unsachgemässe Handhabung kann daher schnell die Korrosionsbeständigkeit vermindern, wenn der Stanardoberflächenbehandlung nicht etwas hinzugefügt wird. Dabei handelt es sich häufig um eine Art Versiegelung, die zwar die Korrosionsbeständigkeit erhöht, jedoch auch den Reibungskoeffizienten der Verbindung verändert – in vielen Fällen vermindert sie ihn – insbesondere wenn ein hoher Korrosionsschutz gewünscht wird.

Nun also zurück zu unserer ursprünglichen Frage aus dem Titel: Warum kann es bei meinen verzinkten Schrauben zur Dehnung und zum Brechen kommen? Die einfache Antwort lautet: durch eine „niedrigere Reibung“. Die Frage, die Sie stellen sollten, ist daher: Wie hoch ist der Reibungskoeffizient meiner galvanischen Beschichtung? Ohne weitere Angaben können Sie davon ausgehen, dass sich dieser in den letzten fünf Jahren geändert hat, wodurch Sie in Ihren Schraubenverbindungen eine andere Vorspannkraft erhalten.

Für weitere Informationen darüber, wie Änderungen an ihrer Oberflächenbehandlung die Vorspannkraft beeinflussen können, kontaktieren Sie einfach Bossard unter ProvenProductivity@bossard.com.

Doug Jones
Applications Engineer
djones@bossard.com