Handbuch der hochfesten Schrauben *

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1 Professor Dr.-Ing. habil. Karl-Heinz Kubier^ Dr.-Ing. Walter J. Mages J Handbuch der hochfesten Schrauben * Herausgeber: Kamax-Werke Rudolf Kellermann GmbH & Co. KG Osterode am Harz Verlag W. Girardet Essen

2 Inhalt 1 Einleitung 11 2 Gewinde Begriffe und Definitionen nach DIN Gewinde-Geometrie Die Bestimmungsgrößen Die Ausgleichsbeträge f P und f a Der Paarungsflankendurchmesser d P bzw. D P Gewindesysteme Das Metrische ISO-Gewinde Das MJ-Gewinde Metrisches Gewinde für Festsitz Metrisches, kegeliges Außengewinde Sonstige in Deutschland genormte Gewinde Nur im Ausland genormte Gewinde Gebräuchliche, jedoch national oder international noch nicht genormte Furchgewinde 39 3 Schrauben-Normen Begriffe, Benennungen Grundnormen 51 4 Montage und die dabei auftretenden Beanspruchungen Grundlagen Drehmomentgesteuertes Anziehen Drehwinkelgesteuertes Anziehen Streckgrenzgesteuertes Anziehen Längenkontrolliertes Anziehen Anziehen durch Längskraft (Hydraulisches Anziehen) Impulsgesteuertes Anziehen (Schlagschrauber) Berechnung von Schraubenverbindungen Kräfte und Längenänderungen Die maximale Beanspruchung der Schraube Die erforderliche Mindestklemmkraft 148 7

3 5.4 Eine geschlossene Berechnungsformel Wechselnde Betriebskräfte Überprüfung der näherungsweise berechneten Verbindung Die Rechenschritte Plattenverbindung mit einer Durchsteckschraube Schraubenverbindung zwischen Kolben und Kolbenstange in einem Hydraulikzylinder Schrauben für eine starre Kupplung Sichern gegen Lockern und Losdrehen Verlust der Restklemmkraft Sichern gegen Lockern Sichern gegen Losdrehen Sicherungsmittel und ihre Bewertung Prüfung des Losdrehverhaltens Die Schraubenverbindung unter Betriebsbeanspruchung Vorbemerkungen Haltbarkeit bei statischer Beanspruchung Flächenpressung Dynamisch beanspruchte Verbindungen Thermisch beanspruchte Verbindungen Einfluß temperatur- und zeitbedingter Werkstoffveränderungen auf die Funktion der Schraubenverbindung Berechnung von Schraubenverbindungen für höhere Temperaturen Schraubenverbindungen für tiefe Temperaturen Korrosiv beanspruchte Schraubenverbindungen Schrauben für den Leichtbau Werkstoffe Einleitung Stähle und deren Eigenschaften Unlegierte Vergütungs- und Einsatzstähle Behandlungszustände von unlegierten und niedriglegierten Werkstoffen für das Kaltumformen 210 '8.2.3 Stähle für Flamm- und Induktionshärtung Borlegierte Stähle Legierte Stähle Hochlegierte, rostfreie und/oder säurebeständige Stähle 213

4 8.2.7 Stähle für höhere Temperaturen Kaltzähe Stähle für niedrige Temperaturen Warmbehandlung von härtbaren Stählen Glühen der Stähle Härten der Stähle Vergüten der Stähle Ringvergüten Sonderwerkstoffe Höchstfester Stahl Ausscheidungshärtende, höchstfeste Stähle Nickel-Basis-Legierungen Titanlegierungen Werkstoffe für Verbindungselemente der Reaktortechnik Aluminiumlegierungen Kupferlegierungen Oberflächenbehandlung Grundlagen Gebräuchliche Verfahren der Oberflächenbehandlung Allgemeines Oxidschichten Phosphatschichten, Dünnschichtphosphatierungen Galvanisch abgeschiedene Überzüge Mechanisches Plattieren Dünnschichtlackierungen Aufdampfen Oberflächenverfestigung Reibungszahlen Wasserstoffinduzierter, verzögerter Sprödbruch (Wasserstoff-Versprödung) Spannungsriß-Korrosion Fertigungsverfahren Entwicklung der Verfahren zur Schraubenherstellung Spanabhebende Formgebung Spanlose Formgebung Herstellung von Schrauben durch Kaltumformung Formgebungsverfahren Gewindeherstellungsverfahren Werkzeugtechnologie bei der Kaltumformung 267 9

5 10.3 Nachbearbeitung von Schrauben Mechanische Nachbearbeitung Sonderverfahren Warmbehandlung von Schrauben Warmbehandlungsarten und -anlagen Oberflächenbehandlungen vor und nach dem Vergüten Maschinen zur Schraubenherstellung Doppeldruck- und Mehrstufenpressen Maschinen zur Gewindeherstellung Maschinen zur spanabhebenden Bearbeitung Sonderfertigungsanlagen Qualitätssicherung Begriffsbestimmung und grundsätzliche Maßnahmen zur Qualitätssicherung Objektbezogene Qualitätssicherung Systembezogene Qualitätssicherung Zeitgemäße Qualitätssicherung als Synthese Qualitätsprüfung und -kontrolle Eingangskontrolle Betriebs- bzw. Fertigungskontrolle Endkontrolle Besondere Problematik des Massenproduktes Schraube Fehler vermeiden Fehler selektieren Die Zero-Defect-Philosophie Schadensanalyse Makroskopische Beurteilung Mikroskopische Beurteilung Ermittlung der mechanischen Eigenschaften Beispiele von Schadensbeurteilungen Gelöste Mutter an einer Pleuelschraubenverbindung Schädigung durch Spaltkorrosion Schrifttum Begriffe, Symbole Stichwortverzeichnis 331