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Erweiterte Erkenntnisse Ein Forschungsprojekt enthüllt Neues zum Thema nichtrostende Schrauben

Quelle: Sonderschrauben Güldner 4 min Lesedauer

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Sonderschrauben Güldner gehört zur Würth-Gruppe und hat zusammen mit Partnern untersucht, wie man Verbindungen mit nichtrostenden Schrauben bei zyklischer Dauerbelastung auslegen sollte ...

Partner aus Forschung und Industrie, unter anderem das Unternehmen Sonderschrauben Güldner, bringen Licht in einige noch bestehende dunkle Bereiche bei Verbindungen mit nichtrostenden Schrauben ...(Bild: KI-generiert)
Partner aus Forschung und Industrie, unter anderem das Unternehmen Sonderschrauben Güldner, bringen Licht in einige noch bestehende dunkle Bereiche bei Verbindungen mit nichtrostenden Schrauben ...
(Bild: KI-generiert)

Nichtrostende Schrauben werden in vielen Industriebereichen eingesetzt, in denen sowohl mechanische Belastbarkeit als auch eine hohe Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind. Besonders kritisch sind Anwendungen, bei denen Schraubenverbindungen dauerhaft unter zyklischer Belastung stehen – etwa im Maschinen- und Anlagenbau, in der Energietechnik oder in maritimen Umgebungen. Die Auslegung einer solchen Verbindung – etwa im Maschinenbau – erfolgt in der Regel nach der VDI 2230 Blatt 1 (Stand 2015), die dabei weltweit als Referenzwerk für die Berechnung von Schraubenverbindungen anerkannt ist.

Ein Forschungsprojekt schließt Wissenslücken

Die Grundlage für die Auslegung der Schraubenverbindungen ist die Dauerhaltbarkeit, die bei Schraube-Mutter-Verbindungen aus nichtrostenden Werkstoffen bisher nur unzureichend untersucht und dokumentiert wurde. Genau hier setzt das Forschungsprojekt „FOSTA P 1797 – Beurteilung der Dauerhaltbarkeit hoch zyklisch beanspruchter Schraube-Mutter-Verbindungen aus nichtrostendem Stahl für den Maschinenbau“, das noch bis Dezember 2027 läuft, an. Das Vorhaben wurde von der Hochschule Wismar und dem Fraunhofer Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP Rostock gemeinsam mit Industriepartnern – darunter auch Sonderschrauben Güldner – durchgeführt. Es wurde dabei im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung mit dem DLR als Projektträger aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Diese Fragen aus der Praxis galt es, zu beantworten

Der Ausgangspunkt des Projekts waren Hinweise aus Voruntersuchungen. Denn nichtrostende Schrauben – insbesondere aus austenitischen und austenitisch-ferritischen Werkstoffen – zeigen im Bereich hoher Lastwechsel zum Teil ein anderes Verhalten als Schrauben aus Kohlenstoffstählen. Während bei Letzteren häufig von einer klar ausgeprägten Dauerfestigkeit ausgegangen werden kann, deuteten die Ergebnisse darauf hin, dass eine Dauerfestigkeit bei nichtrostenden Schrauben weniger eindeutig vorhanden ist. Teilweise treten selbst im Bereich hoher Zyklenzahlen noch Brüche auf. Für die Praxis bedeutet das, dass bestehende Annahmen durchaus zu optimistisch sein können – mit direkten negativen Auswirkungen auf Bauteilsicherheit und Auslegung der Schraubverbindung. Durch die Unsicherheit bei der Auslegung, verbunden mit der Überschätzung der Schwingfestigkeit im Bereich hoher Zyklenzahlen, kann unerwartet schnell zu Schäden und Ausfällen kommen. Diese stellen ein Produkt- und Sicherheitsrisiko dar und verursachen Kosten für die Beseitigung der Schäden. Durch die verkürzte Produktlebensdauer droht dem Unternehmen nicht zuletzt auch ein Image-Schaden.

Das Forschungsvorhaben „Fosta P 1797 – Beurteilung der Dauerhaltbarkeit hoch zyklisch beanspruchter Schraube-Mutter-Verbindungen aus nichtrostendem Stahl für den Maschinenbau“ vom Prinzip her aufgeschlüsselt.(Bild: Sonderschrauben Güldner)
Das Forschungsvorhaben „Fosta P 1797 – Beurteilung der Dauerhaltbarkeit hoch zyklisch beanspruchter Schraube-Mutter-Verbindungen aus nichtrostendem Stahl für den Maschinenbau“ vom Prinzip her aufgeschlüsselt.
(Bild: Sonderschrauben Güldner)

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