Lösbare Verbindungen werden hauptsächlich dort eingesetzt, wo Bauteile austauschbar sein sollen und wo der Zugriff zu einzelne wartungsintensive Bauteile gewährleistet sein soll. Eine besondere Bedeutung dieser Verbindungsart kommt den Schraubverbindungen zu. Des Weiteren sind die Bolzen und Stifte als lösbare Verbindungen zu unterscheiden. Diese werden zur Realisierung von gelenkigen Verbindungen eingesetzt.

Darüber hinaus werden nicht lösbare Verbindungen verwendet, wenn die Bauteile nicht vordergründig zerlegbar sein müssen.

Schraubverbindungen – die häufigste lösbare Verbindung

Die wichtigsten, gebräuchlichen Normen über lösbare Verbindungen sowie weitere Maschinenelemente findest Du im Tabellenbuch Metall.

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Die am häufigsten und am vielfältigsten genutzte lösbare Verbindungsart sind die Schraubverbindungen. Es gibt eine Vielfalt unterschiedlicher Formen von Schrauben.

Hergestellt werden Schrauben hauptsächlich spanlos in einer Kalt- oder Warmumformung. In der Regel werden sie gewalzt, wobei die Gewinde von Muttern geschnitten werden. Sollen höhere Festigkeitsstufen realisiert werden, wird eine Wärmebehandlung vorgenommen. In aggressiven Umgebungen ist es ratsam, Schrauben mit einer Oberflächenbehandlung einzusetzen. → Informationen über allgemeine Fertigungstechniken.

Bei dynamisch belastete Schraubverbindungen werden Sicherungen gegen ein Lockern oder völliges Lösen der lösbaren Verbindung vorgenommen. Hierbei wird zwischen formschlüssiger und kraftschlüssiger Sicherung unterschieden.

lösbare Verbindungen - Schraubverbindung
Schraubverbindung – Rainer Sturm / pixelio.de

Die Hauptaufgabe einer Schraubverbindung ist das Aufbringen eines bestimmten Druckes der miteinander verbundenen Bauteile zueinander. Nach der Montage darf dieser Druck während des Betriebes nie auf Null fallen. Bei Verschraubungen von Rohren oder Druckbehälter muss ständig ein vorgegebener Druck garantiert sein. Für die Gewährleistung des Druckes in der Fuge muss die Schraube mit einer bestimmten Vorspannung montiert werden.

Gewinde

Folgende Auflistung zeigt die genormten Gewindearten mit jeweils einem oder mehren Verwendungszecken:

  • Metrisches ISO-Gewinde
    Befestigungsschrauben und Muttern aller Art
  • Metrisches ISO-Feingewinde
    Befestigungsgewinde, Dichtungsgewinde, Mess- und Einstellschrauben
  • Metrisches ISO-Trapezgewinde
    Bewegungsgewinde bei Spindeln an Werkzeugmaschinen
  • Whitworth-Rohrgewinde
    Dichtungsgewinde bei Rohren, Armaturen und Fittings
  • Rundgewinde
    Bewegungsgewinde bei rauem Betrieb (Kupplung)
  • Metrisches Sägengewinde
    Bewegungsgewinde bei hohen einseitigen Belastungen (Hubspindeln)
Eine ausführliche Beschreibung mit Allgemeinem, Arten von Gewinden, Oberflächenfehler und Beschädigungen, Gewindesteigungen und Kernlochgrößen, Gewindeherstellung und Blechgewinde findet ihr in folgendem PDF.

Schraubenarten

Die folgende Auflistung zeigt die genormten Schraubenarten und ihre Einsatzgebiete:

  • Sechskantschrauben
    im Maschinen-, Geräte- und Fahrzeugbau
  • Zylinderschrauben
    im Maschinen-, Geräte- und Fahrzeugbau – wenn der Kopf versenkbar sein soll
  • Senkschrauben
    im Maschinen-, Geräte- und Fahrzeugbau – wenn der Kopf versenkbar sein soll. Aufgrund der kegligen Form zentrieren sie die Bauteile zueinander
  • Blechschrauben mit Blechschraubengewinde
    im Karosserie- und Blechbau (Kernloch besteht – Gewinde wird geformt)
  • Bohrschrauben mit Blechschraubengewinde
    im Karosserie- und Blechbau (ohne Kernloch – Gewinde wird gebohrt und geformt)
  • Stiftschrauben
    wenn Verbindung oft gelöst werden muss. Innengewinde werden geschont
  • Gewindestifte
    Sicherung der Lage von Bauteilen
  • Verschlussschrauben
    im Getriebebau (Ablassschraube)
  • Gewindefurchende Schrauben
    bei geringer Beanspruchung in spanlos formbare Werkstoffe
  • Ringschrauben
    Transportösen an Maschinen und Geräten

Weitere Infos in folgenden PDF´s:

verschiedene Kopfformen und Schrauben
Antriebsformen mit Vor- und Nachteilen

Sonderschrauben im Maschinenbau, wie die Schraube für versetzte oder schräg gebohrte Löcher sind hier zu finden. (Bitte nicht ernst nehmen 🙂 )

Mutterarten

Die folgende Auflistung zeigt die genormten Mutterarten und ihre Verwendungszwecke:

  • Sechkantmuttern Typ 1
    am häufigsten verwendete Muttern
  • Sechskantmuttern Typ 2
    höhere Mutternhöhe als bei Typ 1
  • Niedrige Sechskantmuttern
    bei niedrigen Einbauhöhen
  • Sechskantmuttern mit Klemmteil
    selbstsichernde Eigenschaft
  • Sechskantmuttern mit großen Schlüsselweiten
    in Stahlkonstruktionen bei Hochfest-Vorgespannten Verbindungen
  • Sechskantmuttern mit Flansch
    bei großen Durchgangsbohrungen oder zur Verringerung der Flächenpressung
  • Sechskantmuttern – Schweißmutter
    bei Blechkonstruktionen werden die Muttern meist durch Buckelschweißen mit dem Blech verbunden
  • Kronenmuttern mit Splinte
    zur axialen Fixierung von Bauteilen
  • Hutmuttern
    Schutz für das Gewinde und dekorative Eigenschaft
  • Ringmuttern
    Transportösen an Maschinen und Geräten
  • Nutmuttern mit Sicherungsbleche
    zur axialen Fixierung von Bauteilen
  • Rändelmuttern
    bei Verschraubungen, die häufig gelöst werden müssen
  • Sechskant-Spannschlossmuttern 
    Verbindung und Einstellung von zum Beispiel Gewinde- und Schubstangen

Schraubensicherungen

Aufgrund von hohen Flächenpressungen (plastische Verformungen – Setzungen) oder durch dynamische Belastungen kann es vorkommen, dass sich Schraubverbindungen lösen. Abhilfe schaffen hier Schraubensicherungen:

  • Kraftschlüssige Sicherungen
    • Federring
    • Fächerscheibe
    • Zahnscheibe
    • Federscheibe
    • Kontermutter
    • Sicherungsmutter
  • Formschlüssige Sicherungen
    • Sicherungsblech
    • Kronenmutter mit Splint
    • Drahtsicherung
  • Stoffschlüssige Sicherungen
    • Flüssigklebstoff
    • mikroverkapselte Klebstoffe im Gewinde

Weitere Infos in folgenden PDF´s:

Vergleiche von Sicherungsmitteln
Einteilung von Sicherungsmitteln nach Ursache/ Wirkung
Klebe- und Klemmverbindungen

Scheiben

Darf die Oberfläche der verschraubten Teile nicht beschädigt werden oder ist diese weich oder uneben, werden Scheiben eingesetzt. Sie haben die Aufgaben, die Vorspannkraft der Schrauben und Muttern auf eine größere Fläche zu verteilen und somit die Flächenpressung zu senken.

Bolzen- und Stiftverbindungen

Sollen zwei Bauteile zueinander relativ langsam verdrehbar sein und treten gleichzeitig keine besonders hohen Belastungen auf, werden Bolzen bzw. Gelenkstifte eingesetzt. Um ein Festfressen der Gelenke zu verhindern, werden die Bolzen und Gelenke oft beschichtet oder eine Feststoffschmierung eingesetzt.

In der Regel verwendet man als Bolzen- und Stiftwerkstoff ein härteres Material als für die zu verbindenden Bauteile.