Schrauben
Schwingfestigkeit zuverlässig in die Auslegung integrieren

Von Dr.-Ing. Stefan Ziegler, Application Sales Engineering Simulation bei Arnold Umformtechnik 5 min Lesedauer

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Gewindefurchende Schrauben sind aus modernen Leichtbau- und Kostenoptimierungsprojekten kaum wegzudenken. Doch wie steht es um ihre Schwingfestigkeit? Dieser Beitrag zeigt, warum die dynamische Auslegung entscheidend ist, welche Herausforderungen bestehen und wie sich mit praxisnahen Methoden sichere Schraubenverbindungen realisieren lassen.

Die zyklische Belastung im Anwendungsfall und die Schwingfestigkeit der eingesetzten Schrauben müssen bekannt sein und in der Auslegung berücksichtigt werden. (Bild:  Ansys)
Die zyklische Belastung im Anwendungsfall und die Schwingfestigkeit der eingesetzten Schrauben müssen bekannt sein und in der Auslegung berücksichtigt werden.
(Bild: Ansys)

In vielen Anwendungen wirken auf Schraubenverbindungen nicht nur statische, sondern auch zyklische Belastungen – etwa durch Vibrationen, wechselnde Kraftverhältnisse oder dynamische Lastkollektive. Die daraus entstehenden Beanspruchungen können über die Zeit zu Rissbildung und schließlich zum Versagen führen. Für Konstrukteure bedeutet das: Die zyklische Belastung im Anwendungsfall und die Schwingfestigkeit der eingesetzten Schrauben müssen bekannt sein und in der Auslegung berücksichtigt werden. Bei gewindefurchenden Schrauben kommt eine zusätzliche Herausforderung hinzu: Sie formen beim Einschrauben ihr Gegengewinde selbst. Das spart Prozessschritte und Kosten, verändert aber die Beanspruchungsverhältnisse im Vergleich zu metrischen Schrauben. Die zentrale Frage lautet: Sind gewindefurchende Schrauben unter dynamischer Belastung genauso sicher wie metrische Schrauben?