Schrauben sichern: Tipps gegen das Lösen von Verbindungen

Warum lockern sich Schrauben?

Das Lösen von Schrauben ist ein verbreitetes Problem, das in zahlreichen Anwendungen auftreten kann. Um präventive Maßnahmen zu ergreifen, ist es wichtig, die zugrunde liegenden Ursachen zu verstehen. Zu den Hauptfaktoren, die zur Lockerung von Schrauben führen, zählen:

• Vibrationen: Viele Maschinen und mechanische Vorrichtungen erzeugen während des Betriebs Vibrationen. Diese können Mikrobewegungen in der Schraubverbindung verursachen, was zu einem schleichenden Verlust der Vorspannkraft führen kann. Besonders kritisch ist dieses Phänomen bei häufigen Betriebszyklen.
• Dynamische Belastungen: In Bereichen, in denen Schrauben Stößen oder wechselnden Lasten ausgesetzt sind, erhöht sich das Risiko, dass sich Schrauben lockern. Solche Belastungen können durch Bewegungen, wechselnde Kräfte oder sich verändernde Lastverhältnisse hervorgerufen werden.
• Korrosion: Langfristige Exposition gegenüber Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Temperaturwechsel oder chemischen Substanzen kann zur Korrosion von Schrauben führen. Dieser Zersetzungsprozess beeinträchtigt die Materialintegrität und kann schließlich das Festhalten der Verbindung gefährden.
• Setzerscheinungen: In bestimmten Materialien, insbesondere bei weicheren Werkstoffen wie Holz oder Kunststoff, können sich im Laufe der Zeit Setzerscheinungen entwickeln. Diese entstehen durch den Druck, den die Schraube beim Anziehen auf das Material ausübt, und können zu einer Veränderung der Kräfte in der Verbindung führen, wodurch die Schraube lockerer wird.
• Fertigungstoleranzen: Ungenaue Maße oder unzureichende Bearbeitung der Bauteile können einen optimalen Sitz der Schraube verhindern. Stimmen die Gewinde nicht exakt überein, kann dies ebenfalls zu einem vorzeitigen Lösen führen.

Diese Faktoren spielen eine wesentliche Rolle bei der Sicherheit und Haltbarkeit von Schraubverbindungen. Daher sollten Sie bei der Konstruktion und Montage von Verbindungen stets auf die spezifischen Bedingungen achten.

Sichern durch konstruktive Maßnahmen

Die präventive Sicherung von Schrauben beginnt bereits in der Planungs- und Konstruktionsphase. Mithilfe gezielter Ansätze können Sie die Möglichkeit des Lockerns erheblich reduzieren. Achten Sie dabei besonders auf die folgenden Maßnahmen:

• Anpassung der Schraubendimensionen: Wählen Sie Schrauben mit einem ausreichenden Durchmesser und einer geeigneten Festigkeitsklasse, die auf die spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung abgestimmt sind. Ein größerer Durchmesser trägt zur Erhöhung der Stabilität bei.
• Erhöhung der Vorspannkraft: Eine höhere Vorspannkraft verbessert die Schraubensicherung. Dies erreichen Sie durch geeignete Anzugsverfahren oder die Verwendung von Dehnschrauben, die eine verbesserte Dehnfähigkeit aufweisen. Dadurch bleibt die Verbindung auch unter Belastungen stabil.
• Optimierung der Reibung: Um die Bewegung zwischen den verbundenen Bauteilen zu minimieren, empfiehlt sich eine gezielte Bearbeitung der Auflageflächen. Ein raues oder beschichtetes Oberflächenprofil kann die Reibung erhöhen und so die Abrutschgefahr verringern.
• Vermeidung von Relativbewegungen: Sichern Sie die Position der Bauteile, sodass Relativbewegungen an den Trennfugen und Gewindeflanken vermieden werden. Eine möglichst starre Bauweise der beteiligten Komponenten trägt zur Stabilität der Verbindung bei.
• Verwendung zusätzlicher Elemente: Um die Querverschiebung zwischen Schraube und Bauteil einzuschränken, können Passchrauben oder Stifte eingesetzt werden. Diese Elemente fördern die Fixierung und verhindern das ungewollte Lockern.

Durch die Integration dieser konstruktiven Maßnahmen in Ihre Projekte schaffen Sie stabile und sichere Verbindungen, die den unterschiedlichen Belastungen in der Praxis standhalten.

Zusätzliche Sicherungselemente

Zusätzlich zu den konstruktiven Maßnahmen können verschiedene Sicherungselemente eingesetzt werden, um das Lockern von Schrauben zu verhindern. Diese Elemente tragen zur Stabilität und Sicherheit von Verbindungen bei und lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: Verliersicherungen und Losdrehsicherungen.

Verliersicherung

Verliersicherungen kommen zum Einsatz, wenn die Gefahren durch eine gelockerte Schraube minimal sind und eine vollständige Sicherung der Vorspannkraft nicht immer erforderlich ist. Sie gewährleisten, dass Schrauben durch mechanische Klemmwirkung oder spezielle Materialeigenschaften nicht vollständig herausfallen. Zu den gängigsten Verliersicherungselementen zählen:

• Sicherungsmuttern: Diese Muttern besitzen einen integrierten Klemmmechanismus, der ein selbstständiges Lösen erschwert. Sie sind in verschiedenen Varianten erhältlich, die sich durch Material und Art des Klemmteils unterscheiden.
• Gewindefurchende Schrauben: Diese besonderen Schrauben erzeugen beim Eindrehen ihr eigenes Gewinde im Bauteil, wodurch das Risiko eines vollständigen Herausfallens reduziert wird.
• Klemmende Beschichtungen: Durch spezielle Beschichtungen wird die Reibung im Gewinde erhöht, was das Risiko einer Lockerung der Schraube minimiert.

Diese Elemente sind besonders geeignet für Anwendungen, in denen die Gefahr durch eine gelockerte Schraube gering ist und die bevorstehenden Belastungen nicht hoch sind.

Losdrehsicherung

Losdrehsicherungen erweisen sich als effektiver, wenn es darum geht, das ungewollte Lösen von Schrauben zu verhindern. Sie halten die Vorspannkraft über längere Zeit und sind daher ideal für sicherheitsrelevante Anwendungen. Zu den häufigsten Losdrehsicherungen gehören:

• Federscheiben: Sie üben zusätzlichen Druck aus und verhindern das Lockern der Verbindung. Diese Scheiben sind in speziellen Ausführungen erhältlich, wie beispielsweise Keilsicherungsfederscheiben, die auch Setzerscheinungen ausgleichen können.
• Mechanische Sicherungssysteme: Diese umfassen Elemente wie Platten oder Unterlegscheiben mit speziellen Geometrien, die ein Lösen durch Formschluss bewirken.
• Schraubensicherungskleber: Diese Produkte härten im Gewinde aus und bieten damit einen hohen Schutz vor dem Lösen. Sie sind ideal für Verbindungen, die starken Vibrationen oder dynamischen Belastungen ausgesetzt sind.
• Sicherungselemente wie Schnorrscheiben: Diese weisen spezielle Verzahnungen auf, die bei Kontakt in die Oberfläche eindringen und somit einen formschlüssigen Halt gewährleisten.

Der Einsatz von passenden Verliersicherungen oder Losdrehsicherungen erleichtert Ihnen die Gewährleistung stabiler und sicherer Verbindungen in unterschiedlichen Anwendungen, sei es im Maschinenbau, der Bauindustrie oder im privaten Bereich.

Die richtige Wahl treffen

Die Auswahl der geeigneten Sicherungsmethode für Schrauben ist entscheidend und sollte auf einer gründlichen Analyse mehrerer Faktoren basieren. Diese Faktoren umfassen:

• Belastungsart: Bestimmen Sie, ob die Verbindung unter statischen oder dynamischen Bedingungen arbeitet. Dynamische Belastungen, wie sie bei Bewegungen oder Vibrationen entstehen, erfordern oft robustere Sicherungen.
• Sicherheitsaspekte: Überlegen Sie, welche Konsequenzen das Lösen der Schraube für die Maschine oder die Struktur haben könnte. Bei hochsicheren Anwendungen ist ein gründlicherer Ansatz zur Schraubensicherung erforderlich.
• Materialkombination: Berücksichtigen Sie die spezifischen Eigenschaften der Materialien, die verbunden werden. Unterschiedliche Materialien können unterschiedlich auf Belastungen und Umwelteinflüsse reagieren, was die Wahl der Sicherungsmethode beeinflusst.
• Umgebungsbedingungen: Achten Sie auf die speziellen Rahmenbedingungen, unter denen die Schraubverbindung eingesetzt wird. Hohe Temperaturen, Feuchtigkeit oder aggressive Chemikalien können die Leistungsfähigkeit der Sicherungselemente beeinflussen.
• Wiederverwendbarkeit: Überlegen Sie, ob die Schraube in der Zukunft möglicherweise wieder gelöst werden muss. In solchen Fällen sollten Sie Lösungen wählen, die eine Demontage und Wiederverwendung ohne Beschädigung ermöglichen.

Nehmen Sie sich die Zeit, die verschiedenen Faktoren sorgfältig zu bewerten und die Kräftedynamik Ihrer speziellen Anwendung zu verstehen. Diese Überlegungen helfen Ihnen, die optimale Lösung auszuwählen und die Sicherheit sowie Funktionsfähigkeit Ihrer Verbindungen zu gewährleisten. Bei Unsicherheiten kann die Beratung durch Fachpersonal wertvolle Unterstützung bieten.