DE1603708A1

DE1603708A1 - Verfahren zum Anziehen von Schrauben

Info

Publication number: DE1603708A1
Application number: DE19661603708
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Junker
Original assignee: Bauer & Schaurte Schrauben U M
Current assignee: Bauer & Schaurte Schrauben U M
Priority date: 1966-02-17
Filing date: 1966-02-17
Publication date: 1970-09-17
Also published as: LU52516A1; NL6612679A; FR1496505A; GB1150821A; CH466179A; SE310344B; US3443302A; BE687594A

Description

Professor D r. -Ing. , , ι

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Dip I.-1 ng. " " "~ '" ' ' ^"'~~'"^> Carl-Bartelsmann-Slr. 4

GUSTAV MELDAU ' ^T"^efon

Patentanwälte

"B 113φ Prof.M/sch

Firma Bauer & Schaurte

4o4 Neuss/Rhein, Further Str. 24-26

Verfahren zum Anziehen von Schrauben

Die Aufgabe von Kraftschrauben ist die Verbindung von Bauteilen. Ihre Dimension und Festigkeit werden nach der erforderlichen Klemmkraft bestimmt, die ihrerseits aus Funktion und Beanspruchung der zu verbindenden Bauteile vorgegeben ist.

Aus der erforderlichen Klemmkraft einerseits und den Elastizitätsverhältnissen andererseits errechnet sich die erforderliche Vorspannkraft der Schraube und damit deren Festigkeit und Dimension. Beim Anziehen bis auf diese Vorspannkraft . wird ein T_eil des Anziehdrehmomentes zur Überwindung der

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Gewindesteigung verbraucht, der größere Teil jedoch zur Überwindung der Reibung im Gewinde und unter Kopf. Das im Gewinde wirksame Moment beansprucht neben der axialen Vorspannkraft Schraubenschaft und freien Gewindeteil zusätzlich auf Torsion. Die nach der Hypothese über die Energie der Gestaltänderung zusammengesetzte Vergleichsspannung aus Vorspannung des Zuges und Torsion soll in ihrer Größe 9o fo der Schraubenstreckgrenze nicht überschreiten.

Diese Verhältnisse, lassen sich im Vorspannkraftdiagramm für das Anziehdrehmoment darstellen. Dies 1st für Sechskantschrauben M 1o DIN 931-1oK gezeichnet. Man erkennt, daß sich mit einem Reibungskoeffizienten von o,14, wie er für leicht geölte Schrauben ohne besondere Oberflächenbehandlung gilt, eine Schraube der Qualität I0Z und der Abmessung M 1o mit einem Anziehdrehmoment von 6,9 mkp auf eine Vorspann— kraft von 3.69o kp anziehen läßt. Verbessert man die Reibungsverhältnisse durch Verkadmen. der Schraube auf einen Reibwert von 0,08, so läßt sich mit derselben Schraube eine wesentlich höhere Vorspannkraft von 4.14o kp mit einem Anziehdrehmoment von 4,8 mkp anziehen. Die ETadmierung bedeutet jedoch Verteuerung.

Es ist bekannt, daß sichdie Reibung beim Anziehen von Schrau— ben mit wachsender Anziehgeschwindigkeit vermindert, und zwar sind Werte beim Anziehen mit Elektroschraubern und pneumatischen Sehraubern, mithin den Anziehgeräten mit den

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höchsten Anziehgeschwindigkeiten, bekannt geworden, die etwa o,o2 unter denjenigen liegen, welche über das Anziehen von Hand bekannt geworden sind. Also werden für unbehandelte Schrauben noch nicht" die Reibwerte von verkadmeten Schrauben erreicht.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß unbehandelte, leicht geölte Schrauben mit effektiven Reibwerten nahe Null (gemessen 0,001 bis 0,005) angezogen werden können, wenn beim Anziehen Torsionsschwingungen in die Schraube einge>ite1j werden, durch die sich in der Frequenz der Schwingung die Richtung der Relativbewegung zwischen Schrauben-Oberfläche und zu verspannendem Teil umkehrt. Dabei wird der Reibungsscbluß durch die Schwingungsenergie überwunden, so daß die Schraube mit einem wesentlich niedrigeren Anziehdrehmoment angezogen werden kann. Dies entspricht praktisch einer Verminderung der Reibung auf die oben angeführten Werte. ·

Aue der Zeichnung läßt sich ablesen, daß bereits mit einem Reibwert von o,o1 eine Vorspannkraft der gleichen Schraube von 4.600 kp mit einem Anziehdrehmoment von 1,5 mkp erzielt wird· Das bedeutet eine gegenüber dem normalen Anziehprozeß um 25 £ gesteigerte Vorspannkraft. Also würde zur Erfüllung der gleichen Konstruktionsaufgabe eine Schraube ausreichen, deren Querschnitt oder deren Streckgrenze um den gleichen Betrag niedriger sein dürfte. Beides bedeutet

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Kosteneinsparung, die im Fall der Querschnittsverminderung ^; durch Schrumpfen der Anschlußmaße noch vergrößert wird.

Zur Lösung der Aufgabe nach der Erfindung können Torsionsschwingungen zum Beispiel über die Kupplung zwischen Schraubenkopf und Antriebswelle des'Anziehwerkzeuges eingeleitet werden. Hierzu ist eine Vielzahl bekannter Lösungen zur Erzeugung von Schwingungen dienlich. Zum Beispiel lassen sich Unwuchtschwinger, Preßluftvibratoren und Magnetschwinger oder auch besondere Schlagschrauber verwenden?

Es bedarf keiner besonderen Erläuter*ung, daß das neue Verfahren und die dazugehörigen Werkzeuge auch vorteilhaft sind, um wesentlich leichter als bisher Schrauben und Muttern aus verspannten Bauteilen zu lösen, wenn man sie

dynamisch umkehrt.

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Claims

Pat ent ans prüche

1.) Verfahren zum Anziehen von Schrauben, dadurch gekennzeichnet, daß heim Anziehen in die zu verspannende Schraube solche Torsionsschwingungen eingeleitet werden, die die Richtung der Relativbewegung zwischen Schraubenoberfläche (Gewindeflanke und Kopfauflage) einerseits sowie verspannter Gegenauflage und Mattergewinde andererseits in der Frequenz der Schwingung umkehren.

2. Verfahren zum Anziehen von Schrauben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsschwingung über die Kupplung des Anziehwerkzeuges mit dem Schraubenkopf auf die Schraube übertragen wird,.

3. Verfahren zum Anziehen von Schrauben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsschwingung über die Kupplung des Anziehwerkzeuges auf die Mutter übertragen wird.

4. Verfahren zum Anziehen von Schrauben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsschwingung über die . zu verspannenden Bauteile auf Schraube oder Mutter .übertragen

wird. 00983 8/Q384 bad or;s3s;^al

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