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Es gibt 3 Arten von Edelstählen, die bei der Verbindungstechnik zur Anwendung kommen. Dies sind ferritische, martensitische und austenitische Edelstähle. In den jeweiligen Bereichen gibt es viele weitere Unterarten, die sich bei den Legierungsbetandteilen unterscheiden und deshalb unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Bei Verbindungselementen wird am Häufigsten martensitischer Edelstahl verwendet.

Häufig besteht die Meinung, dass Edelstähle nicht-magnetisch sind. Dies ist jedoch nicht korrekt. Der am meisten verwendete Edelstahl, der Austenit, ist grundsätzlich unmagnetisch.

Durch den Herstellungsprozess, beispielsweise durch das Kaltumformen von Verbindungselementen, werden im Gefüge kleinste Eisenanteile ausgeschieden. Diese Ausscheidung sorgt dafür, dass ein geringer Magnetismus vorhanden ist.

Ferritische und martensitische Edelstähle sind magnetisch wie ein normaler Kohlenstoffstahl.

Der ferritische Edelstahl besteht, wie es der Name schon sagt zu einem grossen Teil aus Ferrit, eben Eisen, und ist deshalb magnetisch. Martensitische Edelstähle sind aufgrund ihres Gefüges ebenfalls magnetisch. Diese Stahlsorten werden häufig für federnde Elemente wie Wellensicherungsringe eingesetzt, da austenitische Stähle zu geringe Federeigenschaften aufweisen.

Bei den Verbindungselementen wie Schrauben und Muttern, welche durch Kaltverfestigung umgeformt werden und damit ihre Festigkeit erhalten, kann durch ein nachträgliches Lösungsglühen der Magnetismus entfernt werden.

Durch das Lösungsglühen geht aber auch die durch die Kaltverformung erhöhte Festigkeit wieder verloren. Bei den höher legierten austenitischen Stahlsorten ist die Entstehung von Magnetismus beim Umformen geringer als bei den niedrig legierten austenitischen Stählen.

Vielleicht ist dies auch für Sie ein wichtiges Thema? Nur wenn Sie wissen, warum und wann Magnetismus auftreten kann, können Sie die notwendigen Vorsichtsmassnahmen ergreifen, um dies in der Zukunft zu vermeiden. Um mehr über Magnetismus und Verbindungselemente aus Edelstahl zu erfahren, kontaktieren Sie einfach Bossard unter ProvenProductivity@bossard.com.

Warum Lösen sich Verbindungselemente?

In der Verbindungstechnik wird unterschieden zwischen dem Lockern und dem Losdrehen, mit unterschiedlichen Ursachen. Grundsätzlich treten bei losen Verbindungen immer vergleichbare Probleme auf, diese können im schlimmsten Fall auch zu Unfällen führen. Es ist also wichtig, dies zu verhindern. Deshalb sollten die Faktoren, welche zum Lösen führen, bekannt sein und bei der Konstruktion berücksichtigt werden.

Das Lösen einer Verbindung hat immer einen Vorspannkraftverlust zur Folge, was wiederum zu einem Versagen führen kann. Beim Lockern von Verbindungselementen geht die Vorspannkraft zum Beispiel aufgrund des Überschreitens der Grenzflächenpressung und dem anschliessenden Fliessen verloren.

Dies kann zum Beispiel auch von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von verschiedenen Metallen im Einsatz bei tiefen oder erhöhten Temperaturen auftreten.

Selbstständiges Losdrehen kann durch Vibrationen im Betrieb oder beim Transport auftreten. Dabei wird in einem gewissen Frequenzbereich, in dem das Verbindungselement oder das Bauteil in Eigenschwingungen kommt, die Reibung aufgehoben. Aufgrund der grossen wirkenden Vorspannkraft und der Gewindegeometrie kann es zum selbstständigen Losdrehen kommen.

Auch bei Querkräften, die in einer Verbindung auftreten, kann es zu Mikrobewegungen in den Auflageflächen kommen, die auch zum Lockern oder selbstständigem Losdrehen führen können.

Wenn die Verbindung mit Querkräften belastet ist , führt das Lockern oder Losdrehen zu weiteren Problemen und zeitversetzten Dauerbrüchen. Die zu geringe Vorspannkraft beschleunigt die Bewegungen zwischen den Bauteilen und führt zu zusätzlicher Biegebeanspruchung auf der Schraube, die wegen dem Gewinde und dem Gewindeauslauf eine hohe Kerbwirkungszahl hat.

Es gibt keine universellen Lösungen für das Lösen von Verbindungselementen. Entwickler und Ingenieure treffen jedoch während der Konstruktion ständig vorbeugende Massnahmen.

Zwei wichtige Massnahmen sind unbedingt zu berücksichtigen. Die Vorspannkraft muss unbedingt erhalten bleiben. Die Verbindung muss konstruktiv so gestaltet werden, dass ein Vorspannkraftverlust nicht auftreten kann. Es gibt zu diesem Zweck diverse Schauben- und Gewindesicherungen, die ein selbstständiges Losdrehen verhindern können.

Verbindungselemente, die sich von selbst Lösen, sind ein ernstzunehmendes Problem.

Um mehr über die Faktoren zu erfahren, die dazu führen können, dass Verbindungselemente sich von selbst lösen, kontaktieren Sie einfach Bossard unter ProvenProductivity@bossard.com.

Bei der Entscheidung, welche Grösse oder Art von Verbindungselement Ihren Anforderungen am besten entspricht, sollten Sie unbedingt die Festigkeit der Verbindungselemente kennen, unter denen Sie auswählen. Diese kann über den Grad oder die Festigkeitsklasse des jeweiligen Verbindungselements ermittelt werden. Die in den Vereinigten Staaten üblichen Zoll-Verbindungselemente werden von der American Society for Testing and Materials (ASTM) anhand eines Grades klassifiziert. Für metrische Verbindungselemente werden Festigkeitsklassen verwendet.

Im metrischen System wird die Festigkeit der verschiedenen Verbindungselemente nach ihrer jeweiligen Qualität in Festigkeitsklassen eingeteilt. Dabei besteht jede Klasse aus einer Kombination von zwei durch einen Punkt getrennten Zahlen. Die erste Zahl dieser Kombination steht für die ungefähre Zugfestigkeit des Verbindungselementes, mit 100 multipliziert in metrischen Einheiten von MPa (N/mm²). Mit der zweiten Zahl wird die Streckgrenze bestimmt. Zu diesem Zweck wird diese Prozentzahl mit der Zugfestigkeit des Verbindungselementes multipliziert.

Wenn die Festigkeitsklasse eines Verbindungselementes zum Beispiel 10.9 beträgt, dann liegt die Zugfestigkeit bei ungefähr 1000 MPa (N/mm²). Die Streckgrenze beträgt 90 % davon, das heisst 0,9 multipliziert mit 1000 ergibt 900. Beim amerikanischen System der Grade werden keine solchen Zahlenkombinationen verwendet.

Grade 2 bedeutet, dass das Verbindungselement über eine niedrige Festigkeit verfügt, Grade 5 bedeutet eine mittlere und Grade 8 eine hohe Festigkeit. Aufgrund der grossen Bandbreite an Graden und der Tatsache, dass alle Verbindungselemente dazu neigen, gleich auszusehen, werden die Festigkeitsgrade für Stähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und für legierte Stähle häufig angegeben. Ist die Festigkeit ausschlaggebend für Sie, dann sollten Sie unbedingt auch darauf achten.

In entsprechenden Tabellen finden Sie zudem die Bedeutung aller Grade und Klassen. Ziehen Sie diese also hinzu, bevor Sie eine Kaufentscheidung treffen, bei der die Festigkeit eine Rolle spielt. Um mehr über die Festigkeitsgrade und -klassen von Verbindungselementen zu erfahren, kontaktieren Sie einfach Bossard unter ProvenProductivity@bossard.com.