Traglast von Schrauben

Hans Rupp

Vereinsmitglied
Hallo,

bei der Auslegung eines Modells stelle ich mir gerade die Frage, wieviel eine Schraube trägt.

Es handelt sich um einen 4m Segler, dessen Mittelteil auf den Rumpf geschraubt wird. Die meiste Last soll über eine zentrale Schraube abgesetzt werden, die mittig im Holm sitzt, vereinfachend also die ganze Last tragen soll.

Die Eckdaten sind Rumpfgewicht aufballastiert 3,5kg und 60g. D.h. die Schraube sollte 210kg tragen, mit Sicherheitszuschlag eher 300kg. Im Rumpf soll eine handelsübliche Einschlagmutter verwendet werden, d.h. deren Gewindegänge müssen das tragen
Reicht da M6?

Hans
 
Moin Hans,

die Schraube ist nicht dein Problem, nimmst 8.8 her, ist eine M6 schon "oversized" wenn man so will.

Ich würde eher keine Enschlagmutter nehmen, vielmerh einen Gewindeeinsatz, noch besser eine zur 8.8 passende Mutter, deren gewinde sicher nicht ausknöpft.

Weiterhin - die Last muss auch gut in den Rumpf geleitet werden, aber da bist du ja wiederum Experte....
 
Maschinenbauers Faustregel: Eine M6 (vergütet, also midnestens 8.8) eine Tonne. Wenn Du rechnen willst: die zwei Zahlen der Festigkeitsbezeichnung miteinander multipliziert ergeben die Streckgrenze des Werkstoffs in kp/mm2 (die 2% für genaue Newton schenken wir uns).

1d in Stahl (auch moderat festem) reicht zur Kraftübertragung aufs Aussengewinde.

Und, auch wenns paradox scheint: Die Vorspannung, die durchs Anziehen auf die Schraube aufgebracht wird, reduziert die Belastbarkeit der Schraube durch die Betriebslast praktisch nicht (wieviel dann doch hängt von den Einbauverhältnissen ab.)
 

Hallo, die Tragkraft der Schraube berechnet sich aus der Streckgrenze und dem Spannungsquerschnitt.
Das wäre für eine M 6 - 8.8 z.B.

20,1 mm²*640N/mm²= 12864 N

bei einer Zugbelastung der Schraube von 300Kg*9,81m/s²=2943 N

die M 6 hält also ca 4 mal so viel aus , also 4 fache Sicherheit, das sollte ausreichend sein, die Einschlagmuttern sollten natürlich auch dieser Festigkeitsklasse entsprechen , und natürlich auch das umgebende Material, heisst also die Tragfläche.

mfg Klaus
 
War schon beantwortet, und dann noch doppelt abgeschickt.

Klaus


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Hi,

habe das Doppelmal rausgenommen. Danke für die prima Antwort :-)
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:

Tobias Reik

Moderator
Teammitglied
Hallo Jungs,

zuersteinmal ein Danke von Hans und mir für eure Antworten.

Irgendwie sind wir aber noch immer nicht viel klüger.

Daß die Schraube das Aushält waren wir uns zuvor schon ziemlich sicher.
Aber wie sieht die Belastbarkeit am Übergang aus?
Kann das Muttergewinde die Last auch vertragen ?
Wie ist das wenn man eine niedrige Mutter nimmt ?

Wäre klasse wenn Ihr uns da noch ein wenig unter die Arme greifen könntet :)

Danke schon mal im vorraus.

Tobi
 

Steffen

User
Stand schon da: 1 Durchmesser als Gewindelänge reicht.

Allerdings meines Wissens nur bei Muttern gleicher Güteklasse. Die Güteklasse eine Einschlagmutter zu finden, dürfte spassig sein.

Und wenn man die nicht hat, ist man wieder dabei zu glauben und zu hoffen.

Gruss, Steffen
 

Tobias Reik

Moderator
Teammitglied
Hi Steffen,

mit dem Glauben ist es bei uns nicht so weit her, aber hoffen können wir gut ;)

Daß 1d für 1 Duchmesser steht leuchtet mir, nun wo Du es schreibst, irgendie ein :rolleyes:
Um welchen Faktor wird die Lastaufnahme bei weniger hohen Muttern heruntergesetzt ? Gibt es da Schätzungen ?

Oder: Was versagt denn an einer Mutter ? Reißt man die Verzahnung heraus oder sprengt man eher das Gehäuse ? Ich tippe auf ersteres...

Wir werden baubedingt normale Muttern verwenden und zur Krafteinleitung diese mit passenden Unterlegscheiben festharzen. Da wir jedoch mit einem Ballon die Rümpfe aufblasen möchten würden wir gerne niedrigere Muttern verwenden um das Risiko für den Ballon zu minimieren...

Grüße
Tobi
 

Steffen

User
Na Du stellst ja Fragen ;)

Für die Reduzierung müsste man mal Dubbel und Co fragen, habe ich nicht zur Hand.
Ob das linear eingeht, weiss ich daher auch nicht, glaube es aber nicht.

Gruss, Steffen
 

Hans Rupp

Vereinsmitglied
Hallo,

“Nun aber bleiben Glaube, Hoffnung, Liebe, diese drei, am größten jedoch unter ihnen ist die Liebe.”
(Paulus, 1 Kor 13,13)


die Liebe zu unserem Modell lässt uns die Frage stellen. War übrigens mein Trauspruch vor 25 Jahren.

Kam mir so in den Sinn, da der Dubbel ja auch die Bibel des Maschinenbauers titutliert wird. Lag jedenfalls zu meiner Studienzeit sicher auf mehr Nachtkästchen von Maschinenbauern als die Heilige Schrift.

Die auserwählte Mutter ist 3,2mm hoch, also knapp mehr als 1/2* d.
Material Edelstahl A2, Din 439


Wenn einer noch einer Zahlenwert liefern könnte, umso besser.
Ist irgendwie komisch wenn alle gro0ßen Bauteile berechnet werden, aber so ein Winzteil wie die Mutter, an der aber alles hängt, nicht.

Hans
 

Martin Petrich

Moderator
Teammitglied
Alles Gute zur Silbernen, Hans! ;)
Im Normalfall wird bei solchen Gewinden immer auf Flächenpressung an den Flanken und Abscherung des Gewindes gerechnet (mit vereinfachten Formeln).
Schaut mal hier auf Blatt 2.5: http://www.tu-ilmenau.de/fileadmin/...e/Lehrblaetter/ME-Lehrblaetter-NRV-2009WS.pdf (hoffe ihr könnt das öffnen)
Das "m" als Einschraubtiefe wäre dann bei euch tragende Höhe des Gewindes der Mutter.
Diese Lehrblätter sind übrigens nur eine Zusammenfassung der üblichen Verdächtigen, also sicher auch Dubbel etc.
 
Bei gleicher Festigkeitsklasse der Mutter ist diese 0.8 d für volle Belastbarkeit. Die 0.5 d Muttern sind eigentlich vor allem zum Kontern gedacht. Umrechnen kann man das in etwa linear, aber in etwa der erste und letzte halbe Gewindegang trägt nicht, da angesenkt.

In 8.8 würde ich aber einer M6 an 0.5 d Mutter bedenkenlos 3000 N anvertrauen.

1..1.2 d gilt fürs Muttergewinde in üblich festem Baustahl. Bei Alu setzt man 1.5 d an. Viel mehr als 1.5 d bekommt man nicht zum Tragen wegen der elastischen Deformationen.
 

mihu

User
Im Schrauben Vademecum sind Messdaten mit unterschiedlich hohen Muttern zu finden, wenn Du willst kann ich Dir am Montag die Seite scannen. Ist generell "das" Werk für alle Schraubenfragen.

Michael
 

Hans Rupp

Vereinsmitglied
Hallo,

Danke, ist angekommen, querlesen konnte ich es schon, hatte aber nur 5 Minuten.

Was mit aufgefallen ist, dass die Mutterhöhe sich immer auf nicht angesenkte Gewinde bezieht. Ich vermute aber, dass die Muttern im Kaufzustand angesenkt sind (so auch MarkusN in Post #12, beim nachlesen wieder entdeckt).

Wir haben die Höhe des Rumpfballast von 25mm Durchmesser auf 20mm runtergenommen. So passen Muttern mit normaler Höhe und es geht am Hochstarthaken und den Schubstangen nicht so eng zu.

Das angestrebe Ballastgewicht lässt sich dann in rund (ich liebe runden Ballast, weil die Rohre so einfach zu fertigen sind) oder in rechteckig Messing mit 25*20 erreichen.

Hans
 
Was mit aufgefallen ist, dass die Mutterhöhe sich immer auf nicht angesenkte Gewinde bezieht. Ich vermute aber, dass die Muttern im Kaufzustand angesenkt sind (so auch MarkusN in Post #12, beim nachlesen wieder entdeckt).
Ich nehme an, da geht es um eine wissenschaftliche Arbeit? Da muss man natürlich für exakt reproduzierbare Verhältnisse sorgen, und das ist ohne Ansenkung am Einfachsten. Praxisgerecht ist es nicht. Die Resultate musst Du dann halt z.B. mit meinem hemdsärmligen Ansatz "auf jeder Seite ein halber Käs weniger, also Höhe minus 1X Steigung" an die Praxis anpassen.
 
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