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Schrauben mit pfiffigen Koepfchen Chemnitzer Wissenschaftler zeigt Schraubenherstellern, wo sie enorm sparen koennen
Ob im Auto, im Computer oder in einer Werkzeugmaschine - ueberall verbinden Schrauben Bauteile. Allein in Deutschland werden jaehrlich 68 Milliarden Schrauben hergestellt und noch mehr verbaut. Das entspricht einer Masse von etwa 500.000 Tonnen. So werden im VW-Konzern taeglich bis zu zehn Millionen Schrauben montiert. Diese Zahlen zeigen, die Schraube ist das Verbindungselement schlechthin. Maschinenbauer verwenden am haeufigsten die nach ihrer Kopfform benannten Sechskantschrauben. Im Automobilbau machen solche Schrauben etwa 60 Prozent aus.
Und genau diese Schrauben und deren Verbindung hat Dr. Joachim Gadau von der Professur Maschinenelemente der Technischen Universitaet Chemnitz in den letzten zwei Jahren unter die Lupe genommen. ,Schraubenverbindungen sind nur dann sicher, wenn sie hinreichend dimensioniert sind und mit der notwendigen Montagekraft vorgespannt wurden", erklaert Dr. Gadau. Besonders bei Autos, Kraftwerken, Bohrtuermen oder etwa in der Luft- und Raumfahrt ist diese Montagekraft ,lebenswichtig". In diesen sensiblen Einsatzbereichen wird deshalb die Montagekraft regelmaessig kontrolliert. Bestes Beispiel: Nach einem Radwechsel am Auto sollte man nach 100 Kilometern nochmals die Schraubenverbindung kontrollieren.
In der Praxis gibt es dafuer verschiedene Messgeraete, so der weitverbreitete Drehmomentschluessel. Doch der ist recht ungenau: Die Abweichung der gemessenen von den tatsaechlichen Werten kann sogar 30 Prozent ausmachen. Viel genauer, aber auch teurer, sind Ultraschall-Messgeraete: Die Abweichung betraegt bei ihnen nur bis zu fuenf Prozent. Ziel des Chemnitzer Wissenschaftlers ist es nun, ein einfach handhabbares, aber auch preisguenstiges Messverfahren einsetzen.
Das geht aber nur bei besonders geformten Schraubenkoepfen. Dr. Gadau erinnerte sich dabei an Sechskantschrauben der Euronorm 24015. Diese Schrauben besitzen schon von Haus aus in der Mitte des Schraubenkopfes eine Einsenkung. Werden diese Schrauben montiert, verformt sich die Schraubenkopfmitte. Diese Verformung wiederum kann relativ einfach mit einem Feinzeiger oder einem faseroptischen Sensor bestimmt werden. Die Abweichung der gemessenen von den tatsaechlichen Werten betraegt maximal etwa sechs Prozent. Dr. Gadau ist ueberzeugt, dass sich diese Genauigkeit durch die Optimierung der Schraubenkopfgeometrie noch verbessern laesst. Deshalb tuefteln die Chemnitzer in ihrem Maschinenbau-Labor an neuen Kopfeinsenkungen. Einerseits soll mit ihnen die Montagekraft noch genauer gemessen werden koennen, andererseits wird Material eingespart. Denn jede Schraube mit einer Einsenkung ist natuerlich auch leichter. Da kommen in Deutschland schnell einige Hundert Tonnen Material pro Jahr zusammen, die bei Schraubenherstellern eingespart werden koennen.
Und gerade den Kontakt zu moeglichst vielen derartigen Firmen sucht Dr. Gadau vom 17. bis 20. September 1997 auf der INNOVATION '97 in Leipzig, wo er sein Know-how erstmals der OEffentlichkeit vorstellt. Sein Hintergedanke: ,Wenn wir jetzt den richtigen Partner in der Industrie finden, koennen schon bald die neuen Schrauben - sicher unter einer neuen Normbezeichnung - auf dem Markt sein. Und es koennten damit nicht nur Unmengen Geld gespart werden, auch die Sicherheit von Schraubverbindungen liesse sich erhoehen."
Weitere Informationen: Technische Universitaet Chemnitz, Professur Maschinenelemente, Strasse der Nationen 62, 09111 Chemnitz, Dr. Joachim Gadau, Tel. (03 71) 5 31-15 34, oder vom 17. bis 20.09.1997 auf der INNOVATION '97 in Leipzig, Halle 3, Stand A 02 (Gemeinschaftsstand ,Forschungsland Sachsen").
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Bauwesen / Architektur, Biologie, Maschinenbau, Meer / Klima, Umwelt / Ökologie, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
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