http://www.schraubenking.at hat geschrieben:Schrauben dienen als lösbare Verbindungen von Bauteilen aller Art. Dazu werden ihr Gewinde in ein entsprechendes „Muttergewinde“ bzw. Innengewinde eingedreht. Dabei wird die Schraube gedehnt und die zusammengefügten Teile werden gestaucht. Die Schraube hält also die Bauteile durch eine Klemmverbindung zusammen, und die Schraube wird ausschließlich auf Zug beansprucht. Zwar werden Schrauben manchmal auch auf Scherung oder Biegung beansprucht, allerdings sind sie für diese Verwendung nicht sonderlich gut geeignet. Das Gewinde stellt eine Kerbung der Oberfläche dar, die die Belastbarkeit auf Scherung oder Biegung gegenüber einem glatten Bolzen um ca. 50% herabsetzt.
Mal so auf die schnelle, was eine Schraube unter Scherbeanspruchung macht.
Findet sich aber genau so auch in der einschlägigen Fachliteratur.
Zwar werden Schrauben manchmal auch auf Scherung oder Biegung beansprucht, allerdings sind sie für diese Verwendung nicht sonderlich gut geeignet. Das Gewinde stellt eine Kerbung der Oberfläche dar, die die Belastbarkeit auf Scherung oder Biegung gegenüber einem glatten Bolzen um ca. 50% herabsetzt.
Jo, so siehts aus und hier bei Biegebelastung ist das so keine gute Idee, wie man ja auch dann an dem Schraubenbruch sieht.
Biegebelastungen hast Du übrigens typisch in der Medizin, beim richten von Beinbrüchen durch Fixateure. Die Schrauben brechen dabei dummer Weise immer im Knochen, Lochbreite innerhalb. Kriegt man dann kaum noch raus.
Auf Scherung und Biegung wird die Schraube belastet wenn sie nicht mit dem richtigen Anzugsmoment montiert wurde bzw. wenn die Maximalast auf die die Kraftschlüssige Verbindung ausgelegt ist überschritten wurde. Beide Fälle sollten bei korrekter Montage, Auslegung nicht auftreten.
Medizintechnik ist eine ganz andere Baustelle (Holzschrauben) und hat mit unseren Anwendungsfällen nichts zu tun.
katapult hat geschrieben:Auf Scherung und Biegung wird die Schraube belastet wenn sie nicht mit dem richtigen Anzugsmoment montiert wurde bzw. wenn die Maximalast auf die die Kraftschlüssige Verbindung ausgelegt ist überschritten wurde. Beide Fälle sollten bei korrekter Montage, Auslegung nicht auftreten.
Genau so ist das, aber hier ist es IMO eher ein Konstruktionsfehler. Die Schraube wird ja hier nicht zum Erzeugen einer kraftschlüssigen Verbindung verwendet sondern als Achse einer Lagerung. Den Eindruck machen die Bilder jedenfalls.
Zur Medizintechnik: Für die Medizintechnik gilt das alles auch, aber bei externen Fixateuren hat man keine andere Wahl, als die Schrauben mechanisch falsch einzusetzen. Das ist dann nach dem Motto: Besser nicht ganz perfekt als gar nicht.
Dann guck doch aber mal, wie sich die beiden Lagerteile überhaupt gegeneinander bewegen können.
Alle Gelenke sind verwundbar, wenn im offenen Zustand die Lenksäule einen seitlichen Stoß bekommt. Im geschlossenen Zustand sollte bei sonst spielfreiem Gelenk nichts passieren. Da greifen ja noch die Formteile ineinander. Hin und wieder gibt es natürlich auch einfach mal defekte oder vorgeschädigte Schrauben.
Diese Art der Gelenkbefestigung (mit Schrauben) ist bei Falträdern gar nicht unüblich (an meinem Timor ist das ganz ähnlich gelöst - am Kentex war das auch so gelöst) Das gleich als Konstruktionsfehler zu bezeichnen finde ich eine gewagte Aussage. Als Nichtmaschinenbauer fehlt mir da aber ganz einfach die Erfahrung, wie das sonst so im Alltag gelöst wird.
katapult hat geschrieben:Auf Scherung und Biegung wird die Schraube belastet wenn sie nicht mit dem richtigen Anzugsmoment montiert wurde
das drehmoment ist jedenfalls so gering, dass die lenksäule noch auf und zuklappen kann. ich denke, dass diese schrauben auch bei richtigem drehmoment auf scherung und biegung belastet werden. man stelle sich einfach vor, die gleit- bzw. lagerstücke hätte einen kleineren durchmesser.
mac hat das oben kompetenter ausgedrückt.
nicht zum Erzeugen einer kraftschlüssigen Verbindung verwendet sondern als Achse einer Lagerung
Motte hat geschrieben:Diese Art der Gelenkbefestigung (mit Schrauben) ist bei Falträdern gar nicht unüblich (an meinem Timor ist das ganz ähnlich gelöst - am Kentex war das auch so gelöst) Das gleich als Konstruktionsfehler zu bezeichnen finde ich eine gewagte Aussage. Als Nichtmaschinenbauer fehlt mir da aber ganz einfach die Erfahrung, wie das sonst so im Alltag gelöst wird.
Das etwas üblich ist bedeutet leider noch nicht, dass es gut gemacht ist. Der Konstruktion ist ja anzusehen, dass der äußere Teil der Schraube als Bolzen bzw. Achse gedacht ist. Dann muss das aber so konstruiert sein, dass die Biegelast vollständig auf dem glatten Teil liegt und der Gewindeteil nur zur Fixierung dient. Das scheint hier aber nicht der Fall zu sein. Bei EmilEmil findet man viele Fahrrad-Konstruktionssünden gut beschrieben.
Also wenn die Schraube satt sitzt sind die Kräfte geringer, das seh ich auch so. Biegelast wird dann sehr klein, ist dann nur noch Scherbelastung, da sollte so eine Schraube einiges abkönnen, auch wenn das nicht ideal ist.
Entscheidend für den Bruch hier war aber wohl, dass sich bei ständigen Lastwechseln so ein Gewinde losrütteln kann, bis die Schraube nicht mehr fest sitzt.
Das ist genau so bei Fixateuren, auf denen man rumläuft, da ist Schraubenversagen ein sehr häufiges Problem.
Sollte man also immer auf festen Sitz bzw. Spiel kontrollieren.
katapult hat geschrieben:Auf Scherung und Biegung wird die Schraube belastet wenn sie nicht mit dem richtigen Anzugsmoment montiert wurde
das drehmoment ist jedenfalls so gering, dass die lenksäule noch auf und zuklappen kann. ich denke, dass diese schrauben auch bei richtigem drehmoment auf scherung und biegung belastet werden. man stelle sich einfach vor, die gleit- bzw. lagerstücke hätte einen kleineren durchmesser.
mac hat das oben kompetenter ausgedrückt.
nicht zum Erzeugen einer kraftschlüssigen Verbindung verwendet sondern als Achse einer Lagerung
Die Kraftschlüssige Verbindung wird hier nicht vom Schraubenkopf sondern zwischen dem Absatz am Übeergang von Schraubenschaft zu Gewinde und dem Gewindesitz durch das entsprechende Drehmoment aufgebaut. Der Schraubenschaft dient als Lagerzapfen und wird bedingt durch das Radiale Spiel auf Biegung belastet, der Schraubenkopf ist funktionslos.
Wichtig ist aber das der Gewindeabschnitt frei von Biegemomenten gehalten wird. Bei einer lockeren Schraube passiert aber genau das, was dann auf dauer zum Bruch führt (Kerbwirkung des Gewindes). Gewindekleber sollte die Schraubverbbindung gegen losrütteln sichern.
P.s. wenn man es ganz richtig machen wollte würde man hier mit separaten Gleithülsen die mit Dehnschrauben montiert werden arbeiten. Der Mehrpreis wäre aber wahrscheinlich am Markt nicht durchsetzbar (sieht man ja nicht und ist deshalb nicht zum Rumprotzen geeignet wie z.B. ein Prestigeschaltwerk).