Was sind lose Schrauben und wie kann man sie verhindern?

Schrauben werden aufgrund ihrer geringen Größe oft übersehen, spielen aber in vielen Branchen eine entscheidende Rolle. Als eines der am häufigsten verwendeten Teile in heutigen Geräten dienen sie dazu, verschiedene Objekte sicher zu verbinden und so in verschiedenen Anwendungen Festigkeit und Stabilität zu gewährleisten. Wenn sich Schrauben jedoch lösen, kann dies zu einer Reihe von Problemen führen, die die Sicherheit und Effizienz des gesamten Systems beeinträchtigen können. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die Gründe, warum sie sich lösen, und darauf, wie Sie dies wirksam verhindern können, um den stabilen Betrieb Ihrer Maschinen sicherzustellen.

Was sind lose Schrauben?

Schrauben sind mechanische Verbindungselemente, die zwei oder mehr Komponenten durch Klemmen mit Vorspannung miteinander verbinden. Diese Spannung (Vorspannung) erzeugt Reibung zwischen den Kontaktflächen, wodurch eine Trennung verhindert und die Belastung gleichmäßig verteilt wird. 

Bei losen Schrauben handelt es sich um einen Zustand, in dem eine Schraube nicht mehr fest sitzt. Wenn dies geschieht, kann dies ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen.

Warum ist das Lösen von Schrauben so wichtig?

Probleme mit sich lösenden Schrauben können nicht ignoriert werden. Wenn dies geschieht, kann dies zu einer Reihe schwerwiegender Folgen führen, darunter verringerte strukturelle Integrität, anormale Vibrationen, potenzielle Sicherheitsrisiken, geringe Effizienz und Leistung sowie hohe Reparaturkosten.

Im industriellen Bereich können lose Schrauben die Leistung von Geräten sowie deren normalen Betrieb beeinträchtigen. Sie können auch zur Verschiebung von Geräteteilen führen, was zu Produktionsunfällen führen und somit Menschenleben gefährden kann.

In der Luft- und Raumfahrtindustrie kann es das Steuerungssystem des Raumfahrzeugs beeinträchtigen und die genaue Bestimmung der Umlaufbahn erschweren. Dies könnte dazu führen, dass das Raumfahrzeug von seiner vorgesehenen Umlaufbahn abweicht, wodurch das Risiko einer Kollision mit anderen Himmelskörpern oder Weltraummüll steigt.

Im Transportbereich können lose Bolzen an Eisenbahnschienen zu Entgleisungen führen. Im Bergbau können sie zu Maschinenausfällen und möglichen Verletzungen des Bedienpersonals führen. 

Die Reihe negativer Folgen übersteigt Ihre Vorstellungskraft. Daher ist es wichtig, auf das Lösen von Schrauben zu achten, um den normalen Betrieb verschiedener Systeme und Strukturen sicherzustellen. Regelmäßige Inspektionen und rechtzeitige vorbeugende Maßnahmen können helfen, die Risiken zu vermeiden.

Die 5 häufigsten Ursachen für lose Schrauben

1. Falsche Installation

Es bezieht sich auf das Versäumnis, beim Einbau der Schrauben das richtige Drehmoment anzuwenden. Ein zu festes Anziehen kann dazu führen, dass sich die Schraube übermäßig dehnt oder sogar bricht, während ein zu festes Anziehen dazu führt, dass die Verbindung nicht genügend Klemmkraft hat, um sie zusammenzuhalten. 

2. Materialverschleiß

Durch den langjährigen Einsatz der Ausrüstung können die Schraubverbindungen und Befestigungsmaterialien verschleißen, verschleißen oder korrodieren, was die Reibung zwischen der Schraube und dem zu sichernden Material allmählich verringert. Ohne ausreichende Reibung ist die Schraube anfälliger dafür, sich selbst zu lösen.

3. Vibration

Durch Vibrationen können sich Schraubverbindungen lösen. Wenn sie dynamischen Belastungen und Vibrationen ausgesetzt sind, arbeiten die Gewinde und die Mutter gegeneinander, was zu einer Verringerung der Reibung führt, die sie zusammenhält. Vibrationen und Stöße können auch dazu führen, dass sich die Schraube von selbst leicht dreht, was als spontanes Lösen bezeichnet wird. 

4. Herstellungsfehler

Defekte im Herstellungsprozess können die Leistung von Schrauben beeinträchtigen. Zu diesen Defekten können unsachgemäß hergestellte Gewinde, schlechte Materialqualität oder inkonsistente Abmessungen gehören. Diese Defekte können es schwierig machen, einen sicheren Sitz zu erreichen und erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Schraube mit der Zeit löst.

5. Thermische Ausdehnung

Die unterschiedliche Wärmeausdehnung ist ein weiterer zu berücksichtigender Faktor. Achten Sie darauf, dass das Material der Schraube und der Verbindung identisch ist. Wenn die Koeffizienten dieser beiden nicht übereinstimmen, können Temperaturänderungen zu einer Relativbewegung zwischen ihnen führen, was wiederum dazu führen kann, dass sich die Verbindung löst.

5 Anzeichen für lose Schrauben

Wir haben die Ernsthaftigkeit und die Auslöser erkannt. Wie können Sie also feststellen, ob Ihre Schrauben einwandfrei funktionieren oder bereits Anzeichen einer Lockerung aufweisen? Hier sind 5 Anzeichen, die Ihnen dabei helfen, dies festzustellen:

1. Lücken:Eine Sichtprüfung ist der direkteste Weg, um das Problem zu ermitteln. Wenn zwischen dem Schraubenkopf oder der Mutter und den verbundenen Teilen offensichtliche Lücken vorhanden sind oder wenn es Anzeichen von Lockerung im angezogenen Teil gibt, kann dies dazu führen, dass sich die Schraubverbindung löst.
2. Ungewöhnliche Geräusche: Wenn sich eine Schraube zu lösen beginnt, kann es während des Betriebs des Geräts zu Geräuschen kommen. Diese Geräusche können dauerhaft oder zeitweise auftreten.
3. Verringerte Vorspannung: Unter Vorspannung versteht man die Kraft, die beim Anziehen einer Schraube ausgeübt wird. Wenn sich die Schraube löst, verringert sich ihre Vorspannung, wodurch die Stabilität des Geräts abnimmt oder, schlimmer noch, es nicht mehr funktioniert.
4. Erhöhte Vibrationen: Wenn sich eine Schraube löst, können die Vibrationen des Geräts zunehmen. Dies liegt daran, dass sich durch das Lösen der Schraube die Lücken zwischen den verbundenen Teilen vergrößern können, wodurch die Vibrationsamplitude zunimmt.
5. Stressabbau: Bei längerer Belastung kann die Spannung im Schraubenmaterial allmählich abnehmen, was zu einer Reduzierung der Schraubenvorspannung führt. Wird das Problem nicht sofort behoben, kann es zum Lösen der Schrauben führen.

Das Erkennen dieser Anzeichen ist entscheidend, da das Lösen von Schrauben zu katastrophalen Tragödien führen kann. Es ist wichtig, jedes Lösen frühzeitig zu erkennen, um potenzielle Gefahren und Schäden zu vermeiden.

Wie kann verhindert werden, dass sich Schrauben lösen?

Nachdem wir die Ursachen und Anzeichen für lose Schrauben analysiert haben, stellen wir Ihnen einige Methoden vor, mit denen Sie dieses Problem vermeiden können. Stellen Sie sicher, dass die Schrauben mit den richtigen Werkzeugen und Techniken installiert werden. Diese Methoden können in Reibungsverriegelung, mechanische Verriegelung und permanente Verriegelung unterteilt werden. 

Reibungsverriegelung

• Federscheiben: Sie sind so konzipiert, dass sie eine Federwirkung erzeugen, die hilft, die Spannung auf der Schraube aufrechtzuerhalten und so ein Lösen zu verhindern. Bei hochfesten Schrauben und harten Materialien sind sie jedoch nicht effektiv.
• Selbstsichernde Muttern: Diese Art von Muttern funktioniert, indem ihre elastische Basis verformt wird, wenn sie auf eine Schraube gedreht wird, und so eine Gegenkraft ausgeübt wird, um Vibrationen zu verhindern.
• Doppelmuttern: Die Verwendung von zwei gegeneinander festgezogenen Muttern kann für zusätzliche Reibung sorgen und so ein Lösen verhindern.

Reibungsverschlüsse neigen dazu, sich leicht zu lösen, wenn die Schraube starken Stößen ausgesetzt ist. Daher ist zur Identifizierung die Verwendung eines Markierstifts erforderlich und besondere Aufmerksamkeit ist erforderlich, um sicherzustellen, dass keine relevanten Teile fehlen. 

Mechanische Verriegelung

• Splintstifte: Diese werden normalerweise mit Schlitzmuttern verwendet. Sie werden kombiniert, um zwei Teile miteinander zu verbinden, indem sie durch Löcher in beiden Teilen geführt werden und die Enden gebogen werden, um ein Entfernen zu verhindern.
• Schlitzmuttern: Diese Muttern verfügen über einen Schlitz, der dazu dient, das Einsetzen der Sicherungsvorrichtung gegen Verdrehen zu gewährleisten.
• Federscheiben: Diese Scheiben haben Zähne oder Verzahnungen, die sich in die Passfläche beißen und so ein Lösen verhindern.
• Sicherungsdrähte: Drähte werden durch Löcher in den Schraubenköpfen und Muttern gefädelt, um sie miteinander zu verbinden.

Eine mechanische Verriegelung ist relativ zuverlässig und für kritische Verbindungen geeignet, erfordert aber auch, dass die zugehörigen Komponenten intakt und unbeschädigt bleiben. 

Dauerhafte Verriegelung

• Schweißen: Bei diesem Verfahren wird durch Anlegen von elektrischem Strom eine Schweißnaht erzeugt. Dabei schmilzt ein kleiner Bereich der Schraube und der Mutter, sodass diese miteinander verschmelzen und eine feste Verbindung bilden.
• Nieten: Ein Niet wird durch ein vorgebohrtes Loch in der Schraube und der Mutter gesteckt und dann wird das Ende des Niets verformt oder abgeflacht, um die Schraube und die Mutter fest miteinander zu verbinden. 
• Stanzen: Durch Stanzen entstehende Dellen auf der Oberfläche von Schrauben und Muttern erhöhen die Reibung und den Widerstand und verhindern so, dass sie sich drehen.
• Kleben: Klebstoffe können auf die Oberflächen von Schraube und Mutter aufgetragen werden. Der Klebstoff erzeugt eine starke und kohäsive Kraft zwischen Schraube und Mutter und verhindert so, dass sie sich trennen.

Durch die dauerhafte Sicherung wird eine dichte Verbindung zwischen Schrauben und Muttern gewährleistet, allerdings werden dadurch die Gewindeverbindungen bei der Demontage beeinträchtigt und sind nicht wiederverwendbar.

Jede Verriegelungsmethode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die Wahl der Methode hängt von der Anwendung ab.

Schlussfolgerung

Das Lösen von Schrauben und Muttern kann erhebliche Folgen haben. Wenn Sie die Ursachen verstehen und proaktiv vorgehen, können Sie die Risiken effektiv mindern.