Software: Simulation der Schraubverbindung in Thermoplaste

Berechenbar mehr Leistung

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Berechenbar mehr Leistung war das Ziel, als es darum ging, eine Schraube weiter zu verbessern. Nach intensiver Forschung und Entwicklung ist ein Produkt entstanden, das speziell auf die Anforderungen der Thermoplaste entwickelt wurde. Zudem gibt es ein Berechnungsprogramm, mit dem sich eine Vorauslegung der Schraubverbindung simulieren lässt.

Die Autorin Dipl.-Wirt.-Ing. Annemarie Bremer ist Marketingassistentin bei der Ejot Verbindungstechnik GmbH & Co. KG, Bad Laasphe

Noch vor einer Generation galt das Verschrauben von Thermoplasten als unsicher. Die vorhandenen Schrauben versagten oft bereits während der Montage. Dies änderte sich, als Ejot die PT-Schraube entwickelte.
Gute Montage-eigenschaften
Das speziell auf die Anforderungen der Thermoplaste entwickelte Produkt überzeugt vor allem durch seine guten Montageeigenschaften:
n die 30° Flankengeometrie verursacht geringe Radialspannungen
n die optimierte Steigung bewirkt große Selbsthemmung im Gewinde und
n die Kernauskehlung unterstützt den optimalen Materialfluss.
Ein Forschungsprogramm brachte die Erkenntnis, auch bei Thermoplasten mit Vorspannkräften rechnen zu können (VDI 2230). Parallel dazu entstand die optimierte Geometrie der Delta PT-Schraube.
Sie zeigt die bekannten Eigenschaften der PT, darüber hinaus bietet sie folgende Vorteile:
n Optimierte Gewindefurchen ohne Materialschädigung mit Flankengeometrie
n Gesteigerte Lebensdauer der Verbindung bei statischer und dynamischer Belastung
n bis zu 50% höhere Zug- und Torsionfestigkeit
n Verwendung kürzerer Schrauben und/oder kleinerer Durchmesser möglich.
Berechenbar mehr Leistung
Für die Delta PT-Schraube wurde ein Berechnungsprogramm entwickelt, mit der sich eine Vorauslegung der Verbindung in Thermoplaste simulieren lässt. Die Software ermöglicht ein vorspannkraftorientiertes Konstruieren nach VDI 2230 und gibt Hilfestellungen zum Dimensionieren der Verbindung.
Kennt der Anwender die Belastungen, die auf eine Verbindung wirken, kann er Aussagen über die Lebensdauer treffen. Dies galt bisher im wesentlichen für Metallverbindungen. Mit dem neuen Programm ist es nun gelungen, diese Vorgehensweise auf thermoplastische Werkstoffe zu übertragen. Dabei werden die werkstoffabhängigen Phänomene wie Relaxation und Temperaturverhalten berücksichtigt.
Das Berechnungsprogramm ermöglicht qualitative Aussagen über das Verhalten von Verbindungen sowohl bei statischer als auch bei dynamischer Belastung. Die genaue Betrachtung verhindert Überdimensionierungen – wichtig für eine kostengünstige Konstruktion. Damit auch der Kunde diese Vorteile nutzen kann, sind die anwendungstechnischen Ingenieure von Ejot mit dem Programm ausgestattet und können auch vor Ort Hilfestellungen geben.
Berechnungsgrund-lage einer Schraubverbindung
Die Grundlage zum Berechnen gibt das Verspannungsdreieck, welches die Kraftzusammenhänge und Verformungen in der Schraubverbindung beschreibt. Beim Anziehen einer Schraube werden einerseits die verspannten Teile um einen geringen Betrag zusammengedrückt, andererseits wird auch die Schraube elastisch gelängt. Dadurch entsteht die Vorspannkraft in der Verbindung. Greift an der Verbindung eine axiale Betriebskraft an, längt sich die Schraube zusätzlich. Um den gleichen Betrag können sich die zusammengedrückten Teile wieder ausdehnen.
Ausführliche Informationen
Delta-PT-Schraube
KEM 343
Delta PT-Berechnungsprogramm
KEM 344
Internet:
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