Die Experten: Die Vorteile von Schraubenschäften
Was ist ein Schraubenschaft und welche Vorteile/welchen Nutzen bietet diese Lösung?
Der Schaft ist der gewindelose Teil der Schraube zwischen Kopf und Gewinde. Er dient zwei wesentlichen Zwecken. Wird der Schaftdurchmesser vergrößert, ist die Verbindung in der Lage, höhere Scherkräfte aufzunehmen. Wird er verkleinert, nimmt die elastische Nachgiebigkeit der Schraubenverbindung zu.
Unter einer Scherbelastung (siehe Abbildung) erfährt die Schraube eine Kraft, die im rechten Winkel zu ihrer Achse wirkt. Schäfte mit größeren Flächen und ohne Spannungskonzentrationspunkte erhöhen die Beständigkeit der Schraube gegenüber einer Scherbelastung. Aus diesem Grund sollten Konstrukteure sicherstellen, dass sich die Scherebene über den Schaft erstreckt, nicht über das Gewinde.
Werden Schrauben als Spannschrauben verwendet, sollten sie elastischer als die Verbindungsbestandteile sein. Bei Hochleistungsschrauben können Schäfte bis auf ihre Mindestzugfestigkeitsfläche reduziert werden, um die Zunahme der Steifigkeit aufgrund ihres hohen Härtegrades auszugleichen, wodurch eine relativ elastische Schraube gewährleistet ist. In Fällen, in denen das Versagen einer Schraube durch zyklische Biegung verursacht wird, wie sie etwa bei einer exzentrischen Belastung entsteht, kann die Leistungsfähigkeit der Schraubenverbindung verbessert werden, indem die Original-Schraube durch eine Schraube mit Dehnschaft ersetzt wird. Aufgrund seines kleineren Durchmessers würde der Dehnschaft unter gleichen Biegebedingungen zu einer geringeren Ermüdungsbelastung führen, wodurch sich die Lebensdauer der Verbindung erhöht. Dies ist ein typisches Szenario, wie eine Optimierung der Schraubenverbindung die Wartungs- und Reparaturkosten reduzieren kann – was von vielen Kunden übersehen wird – und bei dem unser Team von Performance Services behilflich sein kann.
Es gibt auch noch weitere Vorteile. Wenn beispielsweise eine lange Schraube benötigt wird, können Herstellungszeit und -kosten verringert werden, indem der Schaft nicht mit einem Gewinde versehen wird. Dies kann bei der Massenproduktion von Schrauben ein wichtiger Faktor sein.
