Warum sich Schrauben lösen und wie man sie stoppt

Schrauben sind eine der beliebtesten Arten von Gewindebefestigungen. Sie werden verwendet, um Materialien miteinander zu verbinden, normalerweise in Kombination mit einer Mutter, um eine Schraubverbindung zu bilden.

Aufgrund ihrer Vielseitigkeit, da sie bei Bedarf einfach installiert, angepasst oder sogar entfernt werden können, eignen sie sich für eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Branchen, darunter die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt und die Fertigung.

Da es sich um eine nicht dauerhafte Befestigung handelt, können Schrauben auch leicht an Vorspannung verlieren und sich selbst lösen, insbesondere wenn sie starken Vibrationen ausgesetzt sind. In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf einige der Hauptgründe, warum sich Schrauben und andere Gewindebefestigungen lösen, und was Sie tun können, um dies zu verhindern.

Bevor wir uns mit einigen der besten Präventionsmethoden befassen, einschließlich solcher, die von Junker-Tests und Branchenführern unterstützt wurden, ist es wichtig, die Ursache (n) des Problems zu verstehen.

Ursachen für das Lösen der Schraube

Schrauben und andere Befestigungselemente können sich aus einer Vielzahl von Gründen lösen, einschließlich Stößen, Vibrationen und dynamischen Belastungen. Wenn eine Schraubanwendung schlecht konstruiert oder nicht richtig installiert ist, ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich löst, viel höher.

1) Vibration

Vibrationen ausgesetzte Verbindungselemente lösen sich aufgrund der geringen Relativbewegungen und Laständerungen allmählich, was zu kurzzeitigen, reibungsfreien Situationen führt, in denen sich die Mutter oder Schraube abwickelt.

2) Thermisches Radfahren

Metalle dehnen sich aus, wenn sie erhitzt werden, und schrumpfen, wenn sie abkühlen. Dies kann dazu führen, dass sich eine Schraubverbindung lockert, da sich die Vorspannung mit der Schraubenlänge ändert. Dies kann dazu führen, dass sich ein Gelenk lockert. Dies kann zu Ihrem Vorteil genutzt werden, wenn Sie einen festsitzenden Verschluss erhitzen, um ihn zu lösen.

3) Zu starkes Anziehen

Es ist wichtig, dass bei der Montage die Drehmomentspezifikationen eingehalten werden, da durch zu starkes Anziehen von Muttern und Schrauben die Gewinde beschädigt werden können, was sich negativ auf die Leistung des Befestigungselements auswirken kann.

4) Zu wenig festziehen

Die Schraube muss ausreichend angezogen sein, um wirksam zu sein. Dies liegt daran, dass die aufgebrachte Vorspannung durch das Befestigungselement übertragen wird und als Spannkraft wirkt. Wenn die Vorspannung der Schraube nicht ausreicht, dreht sich das Befestigungselement und löst sich aufgrund der fehlenden Spannkraft. Accu verfügt über eine Reihe von Unterlegscheiben, mit denen die Vorspannung erhöht werden kann, z. B. Federscheiben und gezahnte Sicherungsscheiben.

Bei Spannungsanwendungen kann eine Schraube, die nicht ausreichend angezogen ist, dazu führen, dass eine der befestigten Oberflächen verrutscht, wodurch die Schraube auf eine Scherbeanspruchung gerät und sie möglicherweise bricht.

5) Beschädigte Bauteile

Wenn das Befestigungselement beschädigt wurde, beeinträchtigt dies seine Leistung. Dies kann auf einen Installationsfehler, die Wiederverwendung alter Befestigungselemente oder sogar auf einen Herstellungsfehler zurückzuführen sein. Jede Beschädigung kann zu einem falschen Drehmomentwert führen, wodurch das Befestigungselement lockerer oder fester als gewünscht sitzt, was zu den zuvor genannten Problemen führt.

6) Schlechte Installationsbedingungen

Schmutz, Fett oder Schmiermittel können die Fähigkeit eines Verbindungselements beeinträchtigen, die Vorspannung in einer Verbindung aufrechtzuerhalten. Die Schmierung einer Schraubverbindung kann zu einem zu hohen Drehmoment und zu einer Dehnung oder zum Ausfall des Verbindungselements führen. Durch Schmierung wird das Drehmoment bei einer bestimmten Einspannkraft reduziert, was bedeutet, dass bei einem bestimmten Drehmoment viel mehr Druck auf das Verbindungselement ausgeübt werden kann, was das Ausfallrisiko erhöht.

5 Tipps, um zu verhindern, dass sich Ihre Verbindungselemente lösen

Die Kombination aus gutem Design, sorgfältiger Montage und der Anwendung bewährter präventiver Methoden trägt dazu bei, dass sich eine Schraube widerstandsfähiger gegen Lockern macht, insbesondere im Hinblick auf die oben genannten Faktoren. Accu verfügt über ein umfangreiches Sortiment an präventiven Produkten, die von führenden Herstellern der Technik verwendet werden. Die folgenden 6 Tipps helfen Ihnen dabei, Ihre Baugruppen vor dem Lösen zu schützen.

1) Verwenden Sie Kontermuttern als Teil der Baugruppe

Kontermuttern wurden speziell zum Schutz vor Selbstlockerung entwickelt. Sicherungsmuttern aus Nylon und Sicherungsmuttern aus Ganzmetall sind zwei der beliebtesten Beispiele für kostengünstige Schwingungsdämpfung. Als Premium-Option sind aerodichte Muttern erhältlich, die nach dem Einbau einen sehr effektiven Widerstand gegen Lockern bieten.

Lesen Sie unseren Artikel über Sicherungsmuttern, um mehr über die Unterschiede zwischen den verschiedenen Arten von Sicherungsmuttern zu erfahren.

2) Gewindesicherungen sorgen für Reibung und Schutz

AccuLock ist eine spezielle Schraubensicherungsmasse von Accu, die den Gewinden von Edelstahlschrauben und -bolzen hinzugefügt werden kann, um die Befestigungselemente vor Korrosion, Abrieb und Ermüdung zu schützen.

AccuLock Schraubverschlüsse sind eine beliebte Methode, um die Effizienz von Gewindebaugruppen zu maximieren. Der Schraubensicherungs-Klebstoff verbindet die Materialien chemisch miteinander, um die Reibung zu erhöhen und so dem Lösen und Vibrationen zu widerstehen. In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird dieser Klebstoff häufig verwendet, um der Ermüdung von Verbindungselementen vorzubeugen, und in der Automobilindustrie, um Selbstlockern und Korrosion vorzubeugen.

AccuLock-Patches können an praktisch jedem Befestigungselement angebracht werden und können in Verbindung mit mechanischen Optionen wie Schwingungsdämpfern und Sicherungsmuttern verwendet werden.

3) Nord-Lock Keilsicherungsscheiben sind erwiesenermaßen vibrationsfest und wurden durch Junker-Tests bestätigt

Spezialisierte Antivibrationseinrichtungen wie Nord-Lock Keilsicherungsscheiben werden eingesetzt, um Vibrationen und dynamischen Belastungen standzuhalten. Diese Unterlegscheiben werden paarweise verwendet und verfügen über ineinandergreifende Nocken, die ein einzigartiges Keilsicherungssystem bieten, mit dem kritische Verbindungselemente, die extremen Vibrationen oder dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, gesichert werden.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Antivibrationsscheiben, die auf Reibung angewiesen sind, um zu verhindern, dass sich die Schrauben lösen, sichern Nord-Lock Unterlegscheiben die zusammengehörenden Bauteile durch Spannung zusammen.

Diese Spannung wird durch die ineinandergreifenden Nocken an der Innenseite der beiden Unterlegscheiben erreicht, die miteinander verbunden sind. Dadurch entsteht eine Nockenneigung, die größer ist als die Gewindesteigung der Schraube. Durch diesen Aufbau entsteht durch die Spannung ein Keileffekt unter dem Schraubenkopf, der verhindert, dass sich die Mutter lockert.

Nord-Lock Unterlegscheiben können mit Schrauben und Bolzen bis zu hohen Festigkeitsgraden verwendet werden, wie z. B. mit unseren Zylinderkopfschrauben der Güteklasse 12,9.

Um die Wirksamkeit dieser speziellen Keilsicherungsscheibe als Methode zur Verhinderung des Losdrehens von Schrauben nachzuweisen, führte die Nord-Lock Group den Junker-Test gemäß DIN 65151 durch, der im Video unten zu sehen ist.

4) Verwenden Sie Verschlüsse mit Wellenschliff, wenn Unterlegscheiben nicht geeignet sind

Sechskantschrauben mit Wellenschliff und Innensechskantschrauben mit Wellenschliff haben eine Verzahnung an der Unterseite, die in die Oberfläche eingreift, um die Reibung zu erhöhen. Diese Befestigungselemente sorgen für mehr Halt auf der Oberfläche der Baugruppe und verringern das Risiko, dass sie sich lösen. Gezahnte Bolzen und Schrauben werden häufig in Anwendungen verwendet, bei denen Unterlegscheiben nicht geeignet sind.

5) Verwenden Sie mechanische Verriegelungsmethoden

Die mechanische Verriegelung bietet Sicherheit vor dem Lösen, da eine mechanische Barriere das Lösen eines Verschlusses verhindert.

Bei einem gebohrten Verschluss, wie z. B. Feststellschrauben, kann ein Sicherungsdraht verwendet werden, um sicherzustellen, dass das Befestigungselement fest sitzt und nicht unbeabsichtigt entfernt werden kann. Dies ist bei Motorsportanwendungen üblich.

Bei Fahrwerksanwendungen in der Automobilindustrie wird häufig ein Splint in Verbindung mit einer Schlossmutter verwendet, um sicherzustellen, dass sich wichtige Baugruppen bei Vibrationen nicht lösen.

Eine weitere Option sind Flachringscheiben, die zusammen mit Belleville-Unterlegscheiben verwendet werden können. Dabei handelt es sich um eine Art konische Federscheibe, die als Feder für die Vorspannung dient und effektiv verhindert, dass sich die Schrauben lösen.

Ursachen für Vibrationen und Lockerung

Weitere Informationen darüber, warum das Lösen von Schwingungen bei Konstruktionen und Baugruppen ein wichtiger Aspekt ist, finden Sie in unserem Artikel über Verbindungselemente und Vibrationen.