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Untersuchungen zum wirksamen Reibdurchmesser in der Auflage für Verschraubungen mit Keilsicherungsscheiben aus Kohlenstoffstahl

Studies to the effective friction diameter in the head bearing of bolted joints with wedge lock washers from carbon steel
 
: Denkert, C.; Ganschow, J.; Henkel, K.-M.

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Volltext ()

Forschung im Ingenieurwesen 85 (2021), Nr.1, S.89-100
ISSN: 0015-7899
ISSN: 1434-0860
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz, Elektronische Publikation
Fraunhofer IGP ()

Abstract
Im Maschinenbau sowie im Stahl- und Metallbau gehört das Verschrauben zu den am weitesten verbreiteten Verfahren, um einzelne Bauteile miteinander zu fügen. Einerseits gewährleisten Verschraubungen eine flexible Montage und Demontage auch abseits von Fertigungs- und Werkstattkapazitäten auf Baustellen oder im "Feld". Andererseits sind große Konstruktionen in zerlegbaren Baugruppen einfacher transportabel, was einen entscheidenden logistischen Vorteil geschraubter Verbindungen darstellt. Verglichen mit Schweißkonstruktionen entfällt beim Schrauben zudem eine Wärmeeinbringung in die Bauteile. Veränderungen des Werkstoffgefüges, Bauteilverzug sowie die Vor- und Nacharbeiten am Korrosionsschutz müssen bei Schraubenverbindungen nicht in besonderem Ausmaß berücksichtigt werden. Auch das Fügen unterschiedlicher Werkstoffe gelingt mit Schraubenverbindungen vorteilhaft. Neben den Vorteilen müssen jedoch auch die inhärenten Nachteile erwähnt werden. Verschraubungen sind im Allgemeinen auf eine Vorspannkraft angewiesen. Als nachteilig ist anzusehen, dass die Vorspannkraft hierbei stark vom gewählten Montageverfahren abhängt und u. U. starke Streuungen aufweist. Um ein selbsttätiges Losdrehen zu unterbinden, werden bisweilen Keilsicherungsscheiben als wirksame Sicherungsmaßnahme für Verschraubungen eingesetzt. Der vorliegende Beitrag stellt Ergebnisse aus Drehmoment/Vorspannkraft-Versuchen mit Keilsicherungsscheiben vor. Hierfür wird der Auflagereibdurchmesser unter Berücksichtigung der Auflagereibungsmomente in Abhängigkeit der Montagevorspannkraft experimentell bestimmt und ausgewertet.

 

For mechanical as well as civil engineered constructions, bolted connections are common to join single parts and assemblies. On the one hand, bolted joints ensure flexible assembling and demounting away from the shop floor, at construction site or in the “field”. On the other hand, large constructions in dismountable assemblies are easier to transport, what represents a significant logistical advantage of this technology. Compared to welded constructions, the introduction of heat into the components is not necessary when bolting. Modifications of the material structure, component distortion as well as the preparatory and finishing work on the corrosion protection do not have to be taken into account to a special extent with bolted joints. Nevertheless, bolted joints also share specific disadvantages. The major number of bolted joints depend on the preloading to satisfy the functional requirements. To prevent self-loosening, wedge lock washers are occasionally used as an effective securing element for bolted joints. The study deals with the characteristic of wedge lock washers in use for torque-controlled tightening. For this purpose, the bearing friction diameter is experimentally determined and evaluated under consideration of the bearing frictional moments as a function of the assembly preload.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-637036.html