Max. Anzugsmoment eines Gewindestiftes, der

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

…ungewöhnlicher Weise bis auf den Bohrungsgrund bzw. bis zum Gewindeauslauf eingeschraubt wird.

Hallo zusammen,

wie der verlängerte Titel andeutet, habe ich einen Geindestift den ich bis „Anschlag“ in die Bohrung einschraube.

Bei der normalen Schraubenberechnung gehe ich ja davon aus, das der Schraubenkopf (den ich nicht habe) irgendwo anliegt.

Für die Berechnung des max. Anzugmomentes in diesem Fall würde ich folgenden Weg gehen:

geg:
1.) Spannungsquerschnitt für Gewindestift M6=…qmm
2.) Material: rostfreier Stahl „A2“

ges:
max. zul. Torsionsmoment für Torsionsstab d=Spannungsquerschnitt

Ist dieser Weg korrekt?

Viele Grüße, Jenny.

#2

Hallo zusammen,

also unter dem Ansatz würd ichs jetzt mit folgender Formel versuchen:
M max / W = tau zul.

Dazu eine kleine Frage: Wenn auf der Zeichnung beim Gewindestift die Angabe „A2“ steht, dann heißt das „rostfreier Stahl“. Aus welchem Werkstoff wird dieser dann übicher Weise hergestellt, damit ich mir mein t zul. raussuchen kann?

Eigentlich müsste ich aber über eine Vergleichsspannung gehen, da ich ja auch noch Normalspannungen (Druckspannungen) habe, richtig?

Ich möchte nicht mit Kanonen auf Spatzen schießen, gibt es vielleicht Richtwerte?

_Zudem komme ich grad ins Zweifeln: ich weiß nicht so recht, ob ich die Rechnung so machen kann - es handelt sich ja um ein Gewinde.

In meinem alten Buch „Konstruktionselemente der Feinmechanik“ wurde unter „überschlägige Bestimmung“ des Wellendurchmessers darauf verwiesen, dass die Richtwerte für die üblichen Spannungen von der Gestalt abhängig sind (Kerbwirkung beim Gewinde - Rechnung mit Spannungsquerschnitt aussagekräftig?)._

Viele Grüße, Jenny.

#3

Hallo,

Dazu eine kleine Frage: Wenn auf der Zeichnung beim
Gewindestift die Angabe „A2“ steht, dann heißt das „rostfreier
Stahl“. Aus welchem Werkstoff wird dieser dann übicher Weise
hergestellt, damit ich mir mein t zul. raussuchen kann?

Schau mal hier:
http://www.wuerth.de/de/service/dino/02rost-verbinde…

was da nicht aufgeführt ist, ist der 1.4305. Wie 1.4301, nur mit Schwefelzusatz wegen der besseren Zerspanbarkeit. Auch da werden manchmal noch Schrauben daraus hergestellt.
Gruß
Peter

#4

Hallo,

wie der verlängerte Titel andeutet, habe ich einen
Gewindestift den ich bis „Anschlag“ in die Bohrung :einschraube.
Bei der normalen Schraubenberechnung gehe ich ja davon aus,
das der Schraubenkopf (den ich nicht habe) irgendwo anliegt.

rein aus Praxiserfahrung stellt sich das Problem bei einem
Gewindestift eher anders dar. Weil kein Kopf da ist, hat der
Stift vermutlich einen Schlitz oder einen Innensechskant
zum einschrauben.

Der Schlitz kann aber wenig Kräfte aufnehmen. Bei zuviel
Drehmoment biegen sich der Schlitz einfach auf und es bricht
leicht ein Teil ab, lange bevor die max. Belastbarkeit des
Gewindestiftes ansich erreicht wird.
Etwas besser ist es bei Innensechskant, aber auch da eben
nur „etwas“.

Ein wesentlicher Unterschied besteht auch darin, ob der
Schlitz(oder Innensechskant) im Gewindeloch versenkt wird,
oder ob ein Teil oben über steht. In letztem Fall verbessert
sich die Situation daduch, daß das Gewindeloch das Aufbiegen
bzw. Aufweiten verhindert.

Höhere Anzugdrehmomente erreichst Du nur durch Einschrauben
mit gekonterten Muttern.

Andernfalls kann die Schraubverbindung auch mit
Schraubenkleber gut gesichert werden z.B. mit Loctide 2701
(aber nicht für höhere Temp. geeignet!).
Gruß Uwi

#5

Hallo Uwi,

vielen Dank! Also der Schlitz „schaut raus“ und wird nach dem Eindrehen der Schraube sowieso entfernt.
Entgegem dem üblichen Fall, dass in der Schraube eine Normalspannung mit Schubkräften erzeugt wird, handelt es sich ja bei mir um eine Normalspannung mit Schubkräften und zusätlicher Torsionsspannung. Wegen der Kerbwirkung müsste ich dann vielleicht mit dem Kerndurchmesser rechnen, mir fehlen aber die genauen Werte, da ich die Legierungszusammensetzung nicht habe.

Deshalb habe ich mir jetzt überlegt, das normale Anzugsmoment anzugeben, oder ist das wegen der Torsion falsch?. Bei Würth ist für M6 A2-50 bei einem Reibwert von my=0,30 und einer Vorspannkraft von 2,06 N ein Moment von 4,8 Nm angegeben. Das würde ich jetzt nehmen.

Weiterhin wirft das Thema noch ein paar Fragen auf:

Bei normalen Schraubverbindungen würde ich bei A2 (austenitischer Kaltstauchstahl mit Cr und Ni) noch eine Angabe vorfinden, die dahinter kommt: A2-50, A2-70 und A2-80. Da mir nichts bekannt ist, gehe ich von 50 aus, das bedeutet dann Rm=500 N/qmm mit Rp0,2=210 N/qmm.

Auf http://www.bike-rebell.de/support/drehmomente.html habe ich Richtwerte gefunden, und die Angabe, dass bei A2 stark vereinfacht Festigkeitsklasse 8.8 nehmen kann.
Dagegen sprechen die Werte für die Schraube 8.8: Rm=800 N/qmm und Rp0,2=640.

Viele Grüße, jenny.

#6

Hallo Peter,

vielen Dank!

Vielen Grüße, Jenny.

#7

Hallo,

war irgendwie im Halbschlaf.

Also meine Schraube wird eigentlich nur auf Druck beansprucht.
Ich kann im Roloff/Matek leider keine Berechnungen für Klemmverbindungen finden. Muss mal woanders suchen.

Nehmen wir mal an, ich würde berechnen wollen, wieviel der Schlitz aushält: Habt ihr einen Ansatz?

Viele Grüße, Jenny.

#8

gelöst
Hallo zusammen,

Problem fast gelöst!

Wurde in Auszügen der VDI 2230 fündig.
Dort ist u.a. das Mindestbruchdrehmoment für austenitische Kopf-Schrauen angegeben (mein Fall: 9 Nm).
Für meine Bedingungen würde ich bei einer Kopfschraube ein Anzugsmoment von 4 Nm bei 90%iger Ausnutzung der Streckgrenze haben.

Gewählt habe ich konstruktionbedingt 5 Nm. Sicherheiten habe ich, weil ich die Reibungszahl klein angegeben habe und weil meine Schraube wahrscheinlich handelsüblich 700 N/qmm Rm hat, ich habe aber nur 500 N/qmm Rm berücksichtigt. Damit müsste ich auf der sicheren Seite sein.

Meine Schraube wird zwar nicht auf Zug sondern auf Druck beansprucht, aber da ich die Druckfestigkeit nicht kenne, kann ich nichts anderes berechnen.

Falls jemand noch einen Tipp zum Schlitz hat, würd mich noch interessieren, obwohl die Schraube hinterher sowieso gekürzt wird.

Viele Grüße, Jenny.

#9

Hallo,

war in Urlaub, deshalb erst jetzt meine Antwort.

Problem fast gelöst!
Wurde in Auszügen der VDI 2230 fündig.

Ich habe diese DIN nicht, vermute aber, daß es nicht
expliziert um Madenschrauben mit schlitz geht, oder?

Ich vermute, daß Du da was falsch interpretierst.

Bei dem Schlitzproblem handelt es sich nicht um die
Belastbarkeit der Schraube an sich, sondern nur um die
Bruchfestigkeit des Schlitzes.

Falls jemand noch einen Tipp zum Schlitz hat, würd mich
noch interessieren, obwohl die Schraube hinterher sowieso
gekürzt wird.

Und warum wird dann nicht gleich eine Kopfschraube verwendet?

Gruß Uwi