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Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
#680520 19/12/2019 18:57
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Hallo,

an meinem IVECO ( 7,5to ) ist der federgelagerte Zwischenrahmen ( hinten ist das Festlager des Zwischenrahmens ) an den Federn mit M12 Schrauben befestigt.
Die ganzen Zwischenrahmen, die im Netz beschrieben werden, sind mit M14 oder gar M16 Schrauben befestigt.

Da ich kein GefĂŒhl dafĂŒr habe welche Belastung da wirklich auftritt bin ich am Überlegen vorsorglich die M12 8.8 Schrauben durch 10.9 oder 12.9 Schrauben zu ersetzen.
( Durchmesser vergrĂ¶ĂŸern geht konstruktionsbedingt leider nicht )

Das hier habe ich mal zusammengetragen, hoffe die untere Formel zum Berechnen stimmt.

[Linked Image von up.picr.de]


Mein Problem bisher:

- Nur große Abnahmemengen ( recht teuer )
- Festigkeit 12.9 gibt es nur in "unbehandelt", also nicht verzinkt, ist am Fahrzeugrahmen suboptimal.

Ich war nun schon beim lokalen, eigentlich gut sortierten SchraubenhÀndler, der hat aber in M12 nichts passendes.

Wer kennt Bezugsquellen fĂŒr 4x M12 x 320 und 6x M12 x 200 in den hohen Festigkeitsklassen.

WĂ€ren Gewindestangen eine Alternative, oder sind die weniger belastbar als Schrauben?

Joachim

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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
grijo_110 #680522 19/12/2019 20:43
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Hi,

12.9er Schrauben wird es nicht verzinkt geben, weil Schrauben dieser Festigkeit im Galvanikbad durch Wasserstoffaufnahme verspröden wĂŒrden. Ich hoffe, das hat mein LangzeitgedĂ€chtnis so richtig abgespeichert. Bei 10.9er Festigkeit ist das Problem grenzwertig vorhanden. Aber oft genug findet man sie verzinkt.

Es gibt doch einige Online-Shops. Mir fÀllt spontan wegertseder.de ein. Guck da mal. Aber dass die gefragte LÀnge ein Problem ist, kann ich mir vorstellen

Zuletzt bearbeitet von landybehr; 19/12/2019 20:46.

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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
landybehr #680524 19/12/2019 22:09
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Wenns dir keine Ruhe lÀsst dann nimm 10.9

KEINESFALLS darfst du 12.9 nehmen, die sind viel zu spröde und völlig ungeeignet an der Stelle. Sie könnten einfach wegbrechen wenn das Chassis arbeitet unter Last.


Erfahrung ist nur der Name den wir unseren IrrtĂŒmern geben
Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
Ozymandias #680525 20/12/2019 07:12
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Original geschrieben von Ozymandias
Wenns dir keine Ruhe lÀsst dann nimm 10.9

KEINESFALLS darfst du 12.9 nehmen, die sind viel zu spröde und völlig ungeeignet an der Stelle. Sie könnten einfach wegbrechen wenn das Chassis arbeitet unter Last.

Vielen Dank fĂŒr den Hinweis.
Dann wÀre 10.9 die Schraube der Wahl.

Gewindestangen in 10.9 sind leicht zu bekommen. Irgendwie habe ich da Sorge dass gewindestangen nicht so gut geeignet sind wenn die Schraubverbindung "arbeitet".
Da ist mir ein Schraubenschaft lieber.

Aus Sicht der Zugfestigkeit spricht allerdings nichts gegen eine gewindestangen.

Feingewinde haben aufgrund des grĂ¶ĂŸeren Kernlochdurchmessers eine leicht höhere Zugfestigkeit.
Das wÀre auch noch eine Option.

Joachim

Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
grijo_110 #680526 20/12/2019 08:25
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Gruß Juergen
Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
grijo_110 #680527 20/12/2019 08:32
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Hallo Joachim,

jede der 8.8er Schrauben hat eine Zugfestigkeit von rund 5,9to. D.h. an einer einzelnen Schraube kannst du Dein ganzes Chassis hoch heben.


Zum Vergleich, bei der LadeflÀche vom Unimog 406 ist die Wippe mit je einer Schraube M12 10,9 pro Seite am Rahmen fest.
Du hast mehr Schrauben, die durch die LĂ€nge auch noch deutlich weniger Last(spitzen) abbekommen.


GrĂŒĂŸe
DaPo


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
DaPo #680529 20/12/2019 08:50
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Bei Verwindung wird vermutlich eine der vorderen Federn zuerst auf Block gehen.
Es ist doch recht unwahrscheinlich dass mehrere gleichzeitig auf Block kommen.
Also wird an einer Schraube alles hÀngen.
Oder habe ich einen Denkfehler?

Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
grijo_110 #680531 20/12/2019 18:47
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Hi,

könnt ihr mir das mit dem "Spröde-sein" nochmal erklÀren?

Mir ist im Sinn, dass sich die ElastizitÀt der Stahlschrauben gar nicht nennenswert unterscheidet. Egal welcher Festigkeit.
Heisst, bei zB 50 Nm dehnt sich M12er 8.8 Schraube genauso, wie die 12.9er. Nur wenn ich immer mehr anschraube, kommt bei der 8.8 viel frĂŒher der Bereich, ab dem ihr elastischer Bereich verlassen und der Bereich plastischer Verformung (Streckgrenze ĂŒberschritten) beginnt. Die 12.9er kann zu diesem Zeitpunkt bloss noch viel weiter angezogen werden ..und die Bauteile fester zusammenfĂŒgen, was vielleicht gar nicht immer Sinn macht.
Die 12.9er Schraube ist auch hÀrter. Aber bedeutet das automatisch, spröde zu sein .... ?


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
juergenr #680543 22/12/2019 10:35
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Hier gibt es 10.9er in verzinkt leider nur bis 130mm.

Bei Frantos aber auch in lÀnger, bis 340mm.


Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
landybehr #680548 22/12/2019 16:12
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Original geschrieben von landybehr
Hi,

könnt ihr mir das mit dem "Spröde-sein" nochmal erklÀren?

Mir ist im Sinn, dass sich die ElastizitÀt der Stahlschrauben gar nicht nennenswert unterscheidet. Egal welcher Festigkeit.
Heisst, bei zB 50 Nm dehnt sich M12er 8.8 Schraube genauso, wie die 12.9er. Nur wenn ich immer mehr anschraube, kommt bei der 8.8 viel frĂŒher der Bereich, ab dem ihr elastischer Bereich verlassen und der Bereich plastischer Verformung (Streckgrenze ĂŒberschritten) beginnt. Die 12.9er kann zu diesem Zeitpunkt bloss noch viel weiter angezogen werden ..und die Bauteile fester zusammenfĂŒgen, was vielleicht gar nicht immer Sinn macht.
Die 12.9er Schraube ist auch hÀrter. Aber bedeutet das automatisch, spröde zu sein .... ?

Die 12.9 sind fĂŒr absolut starre Verschraubungen geeignet, Flansche von Druckleitungen oder Hydraulikzylinder nur als Beispiel.
Bei dynamischen Verschraubungen wo sich Bauteile gegeneinander verschieben können unter Last brechen die Schraubenköpfe weg.
Simpel gesagt, einseitiger Druck auf die KontaktflÀche des Schraubenkopfen und Knack, weg.

Andere Frage, ist das Fahrzeug vom TĂŒV geprĂŒft?


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
Ozymandias #680549 22/12/2019 17:05
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Original geschrieben von Ozymandias
....

Andere Frage, ist das Fahrzeug vom TĂŒV geprĂŒft?

Ja, das Fahrzeug ist mit dem vom Vorbesitzer selbstgebauten Zwischenrahmen getĂŒvt,
dabei wurde das Fahrzeug auch von Feuerwehr auf ATL umgeschrieben.



Joachim


Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
grijo_110 #680550 22/12/2019 18:53
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Original geschrieben von grijo_110
ATL

Altteillager ?

Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
grijo_110 #680551 22/12/2019 19:12
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Original geschrieben von grijo_110
Original geschrieben von Ozymandias
....

Andere Frage, ist das Fahrzeug vom TĂŒV geprĂŒft?

Ja, das Fahrzeug ist mit dem vom Vorbesitzer selbstgebauten Zwischenrahmen getĂŒvt,
dabei wurde das Fahrzeug auch von Feuerwehr auf ATL umgeschrieben.



Joachim

Warum hast du denn Bedenken, du sagst selber dass du Laie bist und es wurde vom Fachmann abgenommen.
Ich bin auch DaPos Meinung, das passt so.

Gruss Ozy


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
Ozymandias #680554 22/12/2019 21:46
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Ozy, ich will Dir ja glauben. Ich bin technisch auch zu wenig ausgebildet, um alles zu ĂŒberschauen. Nun, aber, wenn sich die Bauteile unter Last verschieben können, also zB zwei miteinander verschraubte Bleche, dann ist doch an der Schraubverbindung was falsch. Es ist doch beispielsweise nicht die Scherung auf den Bolzen, die diese zwei Bleche am auseinanderrutschen hundert, sondern die Reibung zwischen den Blechen. Dass es diese Reibung gibt, dafĂŒr sorgt die Schraube.
Wenn beim Fahrgestell etwas "flext", ist es das Chassis zwischen Schraubverbindungen.

Nicht, dass ich jetzt 12.9er Schrauben propagieren will, oder je bei eigenen Bauteilen verwendet hÀtte.
Gibt es ein Diagramm zu WerkstĂŒckeigenschaften der Schrauben, an dem ich das von dir beschriebene Verhalten ablesen kann?


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
landybehr #680555 23/12/2019 09:10
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Hallo,

ein einzelnes Diagramm, wo Du fĂŒr 8.8 und 10.9/12.9 was ablesen kannst, ist mir so nicht bekannt.

Denn gerade aufgrund des unterschiedlichen Verhalten der Werkstoffe, werden Schrauben bis 8.8 anders angegeben als Schrauben ab 10.9:
bis 8.8 wird ĂŒblicherweise die "Streckgrenze" angegeben, am 10.9 die "0,2% Dehngrenze".

Hier sieht man beide Diagramme nebeneinander (auch wenn sich der Link eher mit FederstÀhlen befasst, da ist es aber analog zu Hochfest).

Kurzum, bei einer 8.8er Schraube schnĂŒrt diese sich bei Überbelastung ein, lĂ€ngt sich. Das merkt man -je nach Einbausituation- dann daran, daß die Verbindung sich lockert.
eine 12.9er knallt einfach ohne VorankĂŒndigung weg, 10.9 sind da oft noch ein guter Kompromiss.


GrĂŒĂŸe
DaPo


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
DaPo #680557 23/12/2019 17:18
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Hoffentlich nerve ich nicht.
Darf ich noch eine Sichtweise zur Diskussion stellen?

Also wenn die 8.8er Schraube in den Bereich kommt, wo sie sich "dĂŒnnt", dann ist es um sie geschehen. Sie hĂ€lt da ja nur noch einen Bruchteil einer neuen 8.8er Schraube.
Dazu darf es doch im Grunde nie kommen. Falls doch ist falsche Auslegung oder Mißbrauch im Spiel.
Doch wenn an ebendieser Stelle nun eine 12.9er Schraube gewesen wĂ€re... Die eben postulierte Überlastung hĂ€tte sie noch nicht gejuckt. Da wĂ€re ich mit ihr doch genaugenommen viel besser dran. Und wenn nun noch einmal mehr missbrĂ€uchliche Belastung obendrauf kommt... Irgendwann gibt der Schraubenkopf nach. Ein Jedes hat seine Grenze. Und wenn ohne Vorwarnung was bricht ist es immer Mist. Aber die 8.8er Verbindung hĂ€tte schon "2x" aufgegeben. In der Praxis kommt es in meiner Hypothese also eher nicht zum Defekt der 12.9er... . Oder wo steckt mein Gedanke Fehler.

Ich denke gerade analog an die WPC- Holzbohlen auf der Terrasse. Das knackt auch ohne Vorwarnung weg, wÀhrend eine Holzbohle bricht und splittert. Im echten Leben stört mich das aber nicht, weil ich nie in Belastungsregionen komme, wo dieser Nachteil auftaucht.


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
landybehr #680566 24/12/2019 08:58
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Hallo,

Original geschrieben von landybehr
Hoffentlich nerve ich nicht.
Darf ich noch eine Sichtweise zur Diskussion stellen?

Also wenn die 8.8er Schraube in den Bereich kommt, wo sie sich "dĂŒnnt", dann ist es um sie geschehen. Sie hĂ€lt da ja nur noch einen Bruchteil einer neuen 8.8er Schraube.
Dazu darf es doch im Grunde nie kommen. Falls doch ist falsche Auslegung oder Mißbrauch im Spiel.
das erklĂ€re mal den Flugzeugbauern. Dort wird die plastische Verformung in die Konstruktion mit eingerechnet. D.h. die Verbindungselemente sind so ausgelegt, daß sie sich verformen. Leichtbau...


Zitat
Doch wenn an ebendieser Stelle nun eine 12.9er Schraube gewesen wĂ€re... Die eben postulierte Überlastung hĂ€tte sie noch nicht gejuckt. Da wĂ€re ich mit ihr doch genaugenommen viel besser dran. Und wenn nun noch einmal mehr missbrĂ€uchliche Belastung obendrauf kommt... Irgendwann gibt der Schraubenkopf nach. Ein Jedes hat seine Grenze. Und wenn ohne Vorwarnung was bricht ist es immer Mist. Aber die 8.8er Verbindung hĂ€tte schon "2x" aufgegeben. In der Praxis kommt es in meiner Hypothese also eher nicht zum Defekt der 12.9er... . Oder wo steckt mein Gedanke Fehler.
Wenn es nur um den reinen Zug ginge, hÀttest Du wohl Recht.

In der Praxis kommt es aber sehr hÀufig zu (Zug-)Spannungsspitzen, im obigen Fall wÀre das, wenn die Federn auf Block gehen.
Die weichere Schraube kann sich verformen, die HĂ€rtere knallt einfach weg.



GrĂŒĂŸe
DaPo


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
Ozymandias #680568 24/12/2019 12:32
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Gruss Ozy

Bisher habe ich nur vergleichbare Zwischenrahmen in BeitrÀgen diverser Foren gesehen, die alle mit M14 oder M16 gearbeitet haben.
M12, wie an meinem Zwischenrahmen, kommt nirgends vor, daher meine Unsicherheit und der Gedanke, z.B. mit 10.9 er Schrauben, ein wenig mehr Reserve zu haben.



Gruss
Joachim

Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
grijo_110 #680570 24/12/2019 17:38
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Hi,
ich möchte nochmal kurz dran erinnern, dass das E-modul von Stahl ziemlich gleich ist, egal ob Edelstahl, oder jeder andere Stahl.
Da passt in meinem Kopf noch nicht zusammen.
Aber Dapo, die Nachgiebigkeit, die du beschreibst ist im "roten Bereich". Das ist fĂŒr die Schraube pathologisch.

Ich hatte mal so einen Fall. VW Passat. Alt und gebraucht gekauft. In Kurven einer Richtung kam Quietschen von vorn. Es hat etwas gedauert, bis die verkaufende Werkstatt raus hatte, dass die Zentralmutter der Radnabe locker war. Sie wurde nachgezogen und das GerÀusch war weg. Aber nicht lange. Nun hatte ich mir gemerkt, wieviel Drehmoment da "kommen musste". Und das GerÀusch war wieder weg. Als nÀchstes kam, dass der Gewindezapfen gebrochen ist und das Rad im Grunde abgefallen wÀre, wenn da nicht eine Bremsscheibe nicht aus der Bremszange wegkonnte.
Ich beschreibe eine Schraubverbindung, die im "plastischen Bereich" gewesen ist, die ĂŒber die Streckgrenze belastet wurde. Wie gesagt, ich kann extrem schwer glauben, dass dieser Bereich von Konstrukteuren nicht gemieden wird.

Zuletzt bearbeitet von landybehr; 24/12/2019 17:40.

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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
grijo_110 #680572 24/12/2019 19:49
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Original geschrieben von grijo_110
Original geschrieben von Ozymandias
Warum hast du denn Bedenken, du sagst selber dass du Laie bist und es wurde vom Fachmann abgenommen.
Ich bin auch DaPos Meinung, das passt so.

Gruss Ozy

Bisher habe ich nur vergleichbare Zwischenrahmen in BeitrÀgen diverser Foren gesehen, die alle mit M14 oder M16 gearbeitet haben.
M12, wie an meinem Zwischenrahmen, kommt nirgends vor, daher meine Unsicherheit und der Gedanke, z.B. mit 10.9 er Schrauben, ein wenig mehr Reserve zu haben.



Gruss
Joachim



M14 oder M16 ist oft nur ,,angst essen seele auf,, geschuldet.
warscheinlich hat es niemand nachgerechnet.

das du gegen die 8.8er schrauben bist kann ich nicht nachvollziehen.
ICH hab lieber eine verbogene schraube anstatt eine abgerissene.


gruss siggi109

wenn der klĂŒgere immer nachgibt....ist er irgendwann der dumme!


mein teiledealer....FWD
Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
landybehr #680575 24/12/2019 19:57
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Original geschrieben von landybehr
Hi,
Wie gesagt, ich kann extrem schwer glauben, dass dieser Bereich von Konstrukteuren nicht gemieden wird.

Aber genau das tun sie doch, darum findest du keine 12.9er Schrauben an Fahrzeugen.
10.9 werden regelmÀssig verwendet.


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
Ozymandias #680578 25/12/2019 14:27
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Äh, da vermischt' jetzt was.
OK, den Bereich, wo Schrauben ĂŒberdehnt werden, vermeiden Konstrukteure. Da sind wir einig. Aber weiter vorn im Thread habe ich verstanden, daß als Vorteil der 8.8er angefĂŒhrt wurde, dass sie sich leichter dehnt und verbiegt und nachgibt oder so. Alles Dinge, die nach meiner Theorie nur passieren in dem Belastungsbereich, von dem wir jetzt just erklĂ€rten, Konstrukteure vermieden ihn.

Mal anders, fangen wir mit 4.6er an. Warum nimmt man sie nicht, sie dehnt ĂŒberdehnt,biegt sich nochmal leichter, als 8.8.Die Antwort ist klar, sie ist nicht widerstandsfĂ€hig genug gegen Streckung. Und sie kommt schon bei zu wenig Drehmoment in den Bereich, den man meiden will. Siehe oben. Gut, daß Ganze eine Stufe weiter, verglichen werden 8.8 mit 10.9. Die QualitĂ€ten, die uns von der 4.6eer haben Abstand nehmen lassen, werden noch einmal auf ein höheres Niveau gebracht. Die 10.9er kann alles nochmal besser.
Und warum dieser Schritt "aufwÀrts" bei der 12.9er nicht weiter zu "spinnen" ist, hab ich halt noch nicht völlig geschluckt. Bisher gab es doch Grafiken, die die Streckgrenze betrafen, die als Kurve straight in eine Richtung liefen. Das einzige, das ich entnommen hab, warum es nicht geht ist, dass die 12.9 spröde ist. Und mein Problem ist, ich habe keine Grafik, nicht in DatenblÀttern gefunden, dass dies darstellt.

Anderes Beispiel. Nehmen wir KĂŒhlerfrostschutz. Reines Wasser friert bei 0Grad. Je mehr Frostschutz dazu kommt, desto kĂ€lter kann es werden. Spinne ich das weiter, mĂŒsste reiner Frostschutz die tiefste Temperatur erlauben. Aber das ist nicht so. Irgendwo kippt die Kurve und es gibt ein MischungsverhĂ€ltnis mit Wasser, das den tiefsten Gefrierpunkt hat.
So eine Kurve / Grafik vermisse ich in unser Problemstellung


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
landybehr #680579 25/12/2019 15:18
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Hallo,

es gibt durchaus Bereiche, wo 4.6er Schrauben gezielt eingesetzt werden. Beispielsweise bei Flanschverschraubungen, eben WEIL sie sich bei zu viel Last zunĂ€chst dehnen. Passiert das, werden die Flansche nicht mehr fest genug aufeinander gepresst, die Verbindung wird undicht, der Druck sinkt, die Rohre halten aber noch zusammen. Nun kann man die Ursache der Überlastung angehen, ohne daß vorher die Verbindung komplett auseinander fliegt.
Ich habe von frĂŒher noch haufenweise solche Schrauben rum liegen, meistens ab M20 aufwĂ€rts.

Anderes Beispiel aus der Praxis, Nebenabtrieb am Unimog-Getriebe. Das da mit steigenden Leistungen das Zusatzgetriebe am Hauptgetriebe Probleme verursachte, ging man den Problemen auf den Grund und stellte fest, daß sich der Abstand des Zusatzgetriebes zum HauptgetriebegehĂ€use unter Last minimal verĂ€nderte, was zur folge hatte, daß die ZahnrĂ€der nicht mehr so im Eingriff waren, wie es vorgesehen war. Als erste Maßnahme wurde die Festigkeit der Befestigungsschrauben erhöht. Das fĂŒhrte aber statt zu weniger Problemen zu mehr, bis hin zum Abreißen der Schrauben. Erst eine VergrĂ¶ĂŸerung der Schrauben bei wieder normaler Festigkeit schaffte dann Abhilfe.


Zum Thema Ausnutzen der Dehnung:
Fahrzeugbauer meiden diesen Bereich. Flugzeugbauer nutzen ihn gezielt wegen Leichtbau, nehmen dafĂŒr in Kauf, daß Bauteile öfter gewechselt werden (mĂŒssen), nicht nur Schrauben, auch TrĂ€ger etc.


GrĂŒĂŸe
DaPo


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Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
landybehr #680580 25/12/2019 15:31
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Soo einfach wÀre das Bildchen nicht: Es gÀlte darzustellen, dass "zÀhes" Rissverhalten
a) die Kaltverfestigung das Material höhere Spannungen vertragen lÀsst und der Zerstörungsprzess dadurch stoppe, und
b) durch die plastische Verformung Energie bindet -> es wird weniger Energie in das Weiterlaufen des Risses frei und die Ausbreitung stoppt von selbst

Spödes Rissverhalten kann nicht mehr viel "kaltverfestigen" und setzt bei weiterlaufen des Risses genug Energie frei, dass der Riss "durchlÀuft".

Ein etwas ĂŒppigeres Skriptum (es spielt die Temperatur auch wesentlich hinein) etwa hier:
Uni Kiel (pdf)

Re: Schrauben Festigkeit und Bezugsquelle
PeterM #680581 25/12/2019 20:23
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Hi, danke. Das hilft mir ĂŒber den Berg smile
Mit Zugspannung und ElastizitÀt allein konnte ich es mir nicht erklÀren.

Das passt vielleicht auch
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Verfestigung_(Werkstoffkunde)

Das PDF mit der schlagartigen Bruchbelastung lese ich mir jetzt gleich durch!


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