Der vollständige Leitfaden zu Schraubverbindungen und ihren Anwendungen

Befestigungselemente mit Gewinde gehören seit ihrer Entdeckung vor mehr als 2.400 Jahren zu den bedeutendsten Erfindungen der Menschheit. Seit Archytas von Tarentum in der Antike erstmals die Technologie zur Verbesserung von Pressen für Öle und Extrakte einführte, erwachte das Schraubenprinzip hinter Gewindebefestigungen während der industriellen Revolution zu neuem Leben und heute verlassen sich Hersteller auf diese mechanischen Verbindungen, um Millionen unterschiedlicher Anwendungen zu unterstützen.

In den 1860er Jahren ermöglichten der erste standardisierte Gewindewinkel und die erste standardisierte Gewindeanzahl pro Zoll Unternehmen die Verwendung werkseitig hergestellter Gewindebefestigungen in allen Arten von Geräten und Produkten. Heute gehen Analysten davon aus, dass der Markt für mechanische und industrielle Verbindungselemente bis 2025 ein Volumen von 109 Milliarden US-Dollar erreichen und in den nächsten fünf Jahren mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von mehr als 4 % wachsen wird. Moderne Verbindungselemente mit Gewinde unterstützen jede Branche in der modernen Fertigung, von der Unterhaltungselektronik bis hin zu robuster Bergbauausrüstung und darüber hinaus.

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

   

• Moderne Verbindungselemente mit Gewinde unterstützen nahezu jede Branche, einschließlich der Elektronik-, Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Industriebranche

   

• Gewindebefestigungen sind in allen Formen und Größen erhältlich und für jede Anwendung geeignet, bei Bedarf auch in kundenspezifischen Designs

   

Im Laufe der Jahre haben sich die Arten und Designs der Verbindungselemente ständig weiterentwickelt, sodass Sie nun aus einer Reihe von Lösungen für Ihre spezifische Anwendung auswählen können. Experten für Verbindungselemente zufolge sind 95 % der Ausfälle entweder auf die Auswahl des falschen Verbindungselements mit Gewinde oder auf die fehlerhafte Montage des Teils zurückzuführen. Unterschiedliche Funktionen, Designmerkmale, Beschichtungen und Materialauswahl beeinflussen alle die Festigkeit der Verbindung und das Gewicht des Gesamtdesigns des Produkts.

Hier finden Sie einen praktischen Leitfaden mit allem, was Sie über moderne Verbindungselemente mit Gewinde und deren Anwendungen wissen müssen.

Die Definition eines Gewindebefestigungselements ist eine Vorrichtung, die eine spiralförmige Rampe verwendet, die aus einem zylindrischen Schaft herausragt, um zwei oder mehr Materialstücke miteinander zu verbinden. Eine Gewinde- oder Spiralrampe wandelt die Rotationskraft (oder das Drehmoment) in eine lineare Verbindung um, die in der Lage ist, die Spannung an mehreren gebundenen Materialien aufrechtzuerhalten.

Wenn sich das Gewinde an der Außenseite des zylindrischen Schafts befindet (wie bei Schrauben), spricht man von einem Außengewinde, während es sich bei den Gewinden an der Innenseite des Schafts (Muttern) um Innengewinde handelt. Wenn Innen- und Außengewinde miteinander interagieren, können die Spannungseigenschaften eines linearen Verbindungselements der Scherbeanspruchung standhalten, die zwei oder mehr miteinander verbundene Materialstücke aufeinander ausüben.

Gewindebefestigungen nutzen ihre Zugfestigkeit, um einem Auseinanderziehen zu widerstehen und zu verhindern, dass verschiedene Teile relativ zueinander verrutschen. Die Zugfestigkeit und Spannungseigenschaften machen sie ideal für Situationen, in denen Sie eine starke, nicht dauerhafte Verbindung zwischen Materialien jeglicher Art benötigen. Gewindebefestigungen unterstützen unter anderem die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Fertigungs-, Bau- und Agrarindustrie.

Die Ausführungen reichen von Fein- bis Grobgewinde und ermöglichen je nach Anwendung unterschiedliche Verbindungsstärken. Wenn Sie ein neues Produkt entwerfen oder bestehende Designs optimieren, müssen Sie wissen, welche Gewindebefestigungen zur Unterstützung Ihrer Verbindungen und Baugruppen verfügbar sind.

Heutzutage stehen zahlreiche Ausführungen zur Verfügung, die für zahlreiche Verbindungs- und Befestigungsanwendungen geeignet sind. Die Wahl des richtigen Designs bleibt ein wesentlicher Bestandteil der Gesamtspezifikation des Produkts, einschließlich Kopftyp, Fadenzahl und Materialstärke.

Zu den wichtigsten Arten von Schraubverbindungen gehören je nach Anwendungsfall:

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

   

• Schrauben– Außengewinde an der Außenseite eines Zylinders, die entweder in ein Materialstück mit Innengewinde eingeschraubt werden oder eine Mutter verwenden, um Materialien an Ort und Stelle zu befestigen

   

• Schrauben– Benötigt keine Mutter und ist in fast jeder Form und Größe erhältlich, wobei das Schraubenprinzip zum Verbinden zweier Materialstücke verwendet wird

   

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

   

Bei den oben genannten Typen handelt es sich lediglich um Hauptkonstruktionskonfigurationen, wobei verschiedene Untertypen wie Sechskantschrauben, Maschinenschrauben, Blechgewindebefestigungen und eine Vielzahl von Materialien und Qualitäten verfügbar sind.

Für spezielle Anwendungen können Sie Gewindebolzen und kundenspezifische Befestigungselemente entwerfen (normalerweise auf Bestellung gefertigt), wenn ein Standardprodukt nicht ausreicht. Ankerbolzen verbinden Baustahl mit Gebäudefundamenten, während Rohraufhängungen und Kabeltrassen regelmäßig höherfeste Gewindebefestigungen benötigen, um Industriekonstruktionen zu unterstützen.

Gewindestangen funktionieren wie Bolzen, haben jedoch normalerweise einen einzigartigen Kopf oder sind Teil des Teils, das in einer Verbindung die größte Kraft ausübt. Moderne Hersteller können mit Ihnen zusammenarbeiten, um das ideale Material, das ideale Kopfdesign und die ideale Zugfestigkeit für jede Anwendung zu finden und dabei Kosten und Gewicht im Auge zu behalten. Mittlerweile sind Kunststoff-Gewindebefestigungen auch in elektronischen Produkten weit verbreitet. Sie ermöglichen eine schnelle Montage und ermöglichen gleichzeitig eine Demontage, wenn das Produkt repariert werden muss.

Die meisten Befestigungselemente mit Gewinde werden mit einer kodifizierten (oder notierten) Kennzeichnung auf dem Produkt geliefert. Die in diesen Codes enthaltenen Informationen helfen Ihnen, die richtige Entscheidung bei der Auswahl eines Produkts für Ihre Anwendung zu treffen.

Die Notation zu Gewindebefestigungen beschreibt:

• Der Laufwerkstyp– Für das Einbringen des Befestigungselements ist möglicherweise ein Spezialwerkzeug oder eine spezielle Vorrichtung erforderlich. Zu den Antriebstypen gehören Werkzeuge wie Kreuzschlitz (Schrauben), Innensechskant (Muttern), Vierkant (Schrauben oder Muttern) und Stern (spezielle Befestigungselemente mit Gewinde).

   

• Der Kopfstil– Beschreibt den Kopf des Befestigungselements, der flach, rund, pfannenförmig, sechskantig oder oval sein kann. Die Auswahl eines Kopftyps hängt von der Art der Endbearbeitung ab, die Sie für Ihr Produkt oder Ihre Baugruppe wünschen.

   

• Der Stoff– Das Material ist einer der wichtigsten Aspekte bei der Auswahl eines Gewindebefestigungselements. Da das Material die Gesamtfestigkeit der Verbindung bestimmt, sollten Sie darauf achten, dass Sie einen Gewindebefestiger wählen, der als Teil seiner Eigenschaften über eine ausreichende Zugfestigkeit verfügt.

   

• Die Messung– Zur Orientierung ist bei jedem Befestigungselement mit Gewinde auch eine Maßangabe auf dem Produkt eingestanzt. Es umfasst den Durchmesser, die Fadenzahl und die Länge. In den Vereinigten Staaten wird für Bolzen oder Schrauben, die kleiner als 1/4 Zoll sind, möglicherweise eine Zahl verwendet, während metrische Größen im Rest der Welt Millimetermaße liefern.

   

Der Hinweis auf der Seite oder dem Kopf des Gewindebefestigers gibt Ihnen alle Informationen, die Sie benötigen, um festzustellen, ob das Produkt für Ihr Design geeignet ist.