Dimensionieren I: WS 2005-06

Abstract

Schrauben und die dazugehörigen Muttern bilden die am häufigsten verwendeten Maschinenelemente. Ihre hauptsächliche Anwendung finden sie in lösbaren Elementen. Es existieren bedingt durch die verschiedensten Anwendungsfälle eine Vielzahl von verschiedenen Schraubenarten, Mutterntypen wie auch Gewindearten. Der Nachteil von Schraubenverbindungen liegt darin, dass sie sich durch Erschütterungen lösen oder durch plastische Setzvorgänge der Wirkflächen entspannen können. Abhilfe schaffen dabei verschiedenste kraft- wie auch formschlüssige Sicherungsmassnahmen, die eine Vorspannung der Schraube in allen Betriebszuständen aufrechterhalten und somit ein Lösen der Verbindung verhindern. Damit in der Schraubenverbindung auch bei einer zusätzlichen Betriebslast auf die Bauteile der Verbindung eine verbleibende Klemmkraft sichergestellt werden kann, müssen neben den Kräften der Vorspannung und der Betriebslast ebenfalls die Dehnungen im verschraubten Zustand untersucht werden. Als Hilfsmittel dazu dient die Modellierung der Schraube als eine Aneinanderreihung von Teilzylindern sowie der Hülse durch eine oder mehrere Ersatzhülsen. Die Ergebnisse dieser Betrachtungen können in einem sogenannten Rötscherdiagramm dargestellt und analysiert werden. Bei der Gestaltung von Schraubenverbindungen müssen verschiedene Konstruktionsrichtlinien beachtet werden, so sollten gewöhnliche Schrauben nur auf Zug belastet und Scherkräfte vermieden werden.