Der vollständige Leitfaden zu Gewindebefestigungen und ihren Anwendungen

Gewindeverbindungen gehören seit ihrer Entdeckung vor über 2.400 Jahren zu den wichtigsten Erfindungen der Menschheit. Archytas von Tarent führte die Technologie bereits in der Antike zur Verbesserung von Öl- und Extraktpressen ein. Das Schraubprinzip hinter Gewindeverbindungen erlebte während der industriellen Revolution eine neue Blütezeit. Heute sind Hersteller auf diese mechanischen Verbindungen angewiesen, um Millionen verschiedener Anwendungen zu unterstützen.

In den 1860er Jahren ermöglichten die ersten standardisierten Gewindewinkel und die Anzahl pro Zoll den Einsatz fabrikgefertigter Gewindeverbindungen in Geräten und Produkten aller Art. Analysten prognostizieren heute, dass der Markt für mechanische und industrielle Verbindungselemente bis 2025 ein Volumen von 109 Milliarden US-Dollar erreichen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von über 4 % in den nächsten fünf Jahren entspricht. Moderne Gewindeverbindungen finden in allen Branchen der modernen Fertigung Anwendung, von der Unterhaltungselektronik bis hin zu robusten Bergbaugeräten und mehr.

• Gewindebefestigungen nutzen das Schraubenprinzip, um die Zugkraft in eine lineare Kraft umzuwandeln

   

• Moderne Gewindebefestigungen unterstützen nahezu alle Branchen, darunter die Elektronik-, Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Industriebranche.

   

• Gewindebefestigungen gibt es in allen Formen und Größen, passend für jede Anwendung, einschließlich Sonderanfertigungen, falls erforderlich

   

Im Laufe der Jahre haben sich Befestigungsarten und -designs weiterentwickelt, sodass Ihnen heute eine Reihe von Lösungen für Ihre spezifische Anwendung zur Verfügung steht. Laut Befestigungsexperten sind 95 % der Ausfälle entweder auf die Wahl des falschen Gewindes oder auf die fehlerhafte Montage des Teils zurückzuführen. Verschiedene Funktionen, Konstruktionsmerkmale, Beschichtungen und Materialauswahl beeinflussen die Festigkeit der Verbindung und das Gewicht des Gesamtprodukts.

Hier finden Sie einen praktischen Leitfaden mit allem, was Sie über moderne Gewindebefestigungen und ihre Anwendungen wissen müssen.

Ein Gewindebefestigungselement ist eine Vorrichtung, die eine spiralförmige Rampe aus einem zylindrischen Schaft verwendet, um zwei oder mehr Materialstücke miteinander zu verbinden. Ein Gewinde oder eine spiralförmige Rampe wandelt Rotationskraft (oder Drehmoment) in eine lineare Verbindung um, die die Spannung mehrerer verbundener Materialien aufrechterhalten kann.

Befindet sich das Gewinde außen am zylindrischen Schaft (wie bei Schrauben), spricht man von einem Außengewinde, und Gewinde im Schaftinneren (Muttern) von einem Innengewinde. Wenn Innen- und Außengewinde miteinander interagieren, können die Spannungseigenschaften eines linearen Befestigungselements der Scherspannung standhalten, die zwei oder mehr miteinander verbundene Materialstücke aufeinander ausüben.

Gewindebefestigungen nutzen ihre Zugfestigkeit, um dem Auseinanderziehen zu widerstehen und ein Verrutschen verschiedener Teile gegeneinander zu verhindern. Aufgrund ihrer Zugfestigkeit und Zugfestigkeit eignen sie sich ideal für Situationen, in denen eine starke, nicht dauerhafte Verbindung zwischen Materialien aller Art benötigt wird. Gewindebefestigungen kommen unter anderem in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Fertigungs-, Bau- und Landwirtschaftsindustrie zum Einsatz.

Die Ausführungen reichen von Fein- bis Grobgewinden und ermöglichen so unterschiedliche Verbindungsstärken für die jeweilige Anwendung. Bei der Entwicklung eines neuen Produkts oder der Optimierung bestehender Designs müssen Sie wissen, welche Gewindebefestigungen zur Unterstützung Ihrer Verbindungen und Baugruppen verfügbar sind.

Heutzutage ist eine große Auswahl an Designs für zahlreiche Verbindungs- und Befestigungsanwendungen erhältlich. Die Wahl des richtigen Designs ist nach wie vor ein wesentlicher Bestandteil der Produktspezifikation, einschließlich Kopftyp, Gewindezahl und Materialstärke.

Je nach Anwendung gibt es folgende Haupttypen von Gewindebefestigungen:

• Nüsse– Normalerweise passt eine Mutter mit Innengewinde über eine Schraube in verschiedenen Ausführungen, um zwei Materialstücke miteinander zu verbinden

   

• Bolzen– Außengewinde an der Außenseite eines Zylinders, das entweder in ein Materialstück mit Innengewinde geschraubt wird oder eine Mutter verwendet, um Materialien an Ort und Stelle zu befestigen

   

• Schrauben– Benötigt keine Mutter und ist in fast jeder Form und Größe erhältlich. Es nutzt das Schraubenprinzip zum Verbinden zweier Materialstücke

   

• Unterlegscheiben– Verteilt die Lasten gleichmäßig beim Anziehen einer Schraube, eines Bolzens, einer Mutter oder einer Gewindestange

   

Bei den oben genannten Typen handelt es sich lediglich um grundlegende Konstruktionskonfigurationen. Darüber hinaus sind verschiedene Untertypen wie Sechskantschrauben, Maschinenschrauben, Gewindebefestigungen aus Blech und eine Vielzahl von Materialien und Güten verfügbar.

Für spezielle Anwendungen können Sie Gewindebolzen und kundenspezifische Befestigungselemente (normalerweise auf Bestellung) entwickeln, wenn ein Standardprodukt nicht ausreicht. Ankerbolzen verbinden Baustahl mit Gebäudefundamenten, während Rohraufhängungen und Kabeltrassen regelmäßig Gewindebefestigungen mit höherer Festigkeit benötigen, um industrielle Konstruktionen zu unterstützen.

Gewindestangen funktionieren wie Schrauben, haben aber meist einen speziellen Kopf oder sind Teil des Bauteils, das in einer Verbindung die größte Kraft aufnimmt. Moderne Hersteller können mit Ihnen zusammenarbeiten, um das ideale Material, die optimale Kopfform und die optimale Zugfestigkeit für jede Anwendung zu finden und dabei Kosten und Gewicht zu berücksichtigen. Gewindebefestigungen aus Kunststoff sind mittlerweile auch in elektronischen Produkten weit verbreitet und ermöglichen eine schnelle Montage und Demontage im Reparaturfall.

Die meisten Gewindebefestigungen sind mit einer kodierten (oder notierten) Kennung versehen. Die in diesen Codes enthaltenen Informationen helfen Ihnen, die richtige Entscheidung für Ihr Produkt zu treffen.

Die Bezeichnungen auf Gewindebefestigungen beschreiben:

• Der Antriebstyp– Zum Eindrehen des Befestigungselements ist möglicherweise ein Spezialwerkzeug oder -gerät erforderlich. Zu den Antriebsarten gehören Kreuzschlitz (Schrauben), Innensechskant (Muttern), Vierkant (Schrauben oder Muttern) und Stern (spezielle Gewindebefestigungen).

   

• Der Kopfstil– Beschreibt den Kopf des Befestigungselements, der flach, rund, pfannenförmig, sechseckig oder oval sein kann. Die Auswahl des Kopftyps hängt von der gewünschten Oberfläche Ihres Produkts oder Ihrer Baugruppe ab.

   

• Das Material– Das Material ist einer der wichtigsten Aspekte bei der Auswahl eines Gewindeverschlusses. Da das Material die Gesamtfestigkeit der Verbindung bestimmt, sollten Sie darauf achten, einen Gewindeverschluss zu wählen, der zu seinen Eigenschaften eine ausreichende Zugfestigkeit aufweist.

   

• Die Messung– Auf jedem Gewindebolzen ist zur Orientierung eine Maßangabe eingeprägt. Diese enthält Durchmesser, Gewindezahl und Länge. In den USA können Bolzen oder Schrauben kleiner als 1/4 Zoll eine Nummer aufweisen, während metrische Größen im Rest der Welt in Millimetern angegeben werden.

   

Die Kennzeichnung an der Seite oder am Kopf des Gewindeverschlusses gibt Ihnen alle Informationen, die Sie benötigen, um festzustellen, ob das Produkt für Ihre Konstruktion geeignet ist.