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Technische Darstellungen - Maschinenbau - Hinweise zu speziellen Schrauben- und Gewindebedingungen

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Technische Darstellungen - Maschinenbau

Hinweise zu speziellen Schrauben- und Gewindebedingungen

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Bei Schraubverbindungen gibt es verschiedene Charakteristiken, auf die bei der zeichnerischen Aufarbeitung besonderer Wert gelegt werden muss.

So existieren Durchsteckschrauben, Einziehschrauben und Stiftschrauben, die bei der zusammengesetzten Darstellung der zu verbindenden Objekte auch unterschiedlich gestaltet werden müssen.

Im folgenden Video geben wir einen Überblick:

 

Die Tabelle zeigt diese unterschiedlichen Schraubverbindungen mit einigen wichtigen Erläuterungen:

DurchsteckschraubeEinziehschraubeStiftschraube
SechskantschraubeZylinderschraube
Die Verbindung wird erzeugt durch Verspannen mit einer Mutter.

In den Bohrungen ist kein Gewinde enthalten (Durchgangsbohrungen)
Hier wird das Verspannen realisiert durch den Einzug in ein Gewinde, welche in einem zu verbindenden Objekt enthalten ist.

Der Schraubenkopf kann zusätzlich versenkt werden oder aufliegen (siehe Durchsteckschraube)
Bei einer Stiftschraube wird der Schraubenkopf durch eine Mutter ersetzt.
Schraubenverbindungen

Ihr seht bereits bei den bildlichen Darstellungen, dass insbesondere Stellen, an denen sogenannte Durchgangsbohrungen erforderlich sind, eine genaue zeichnerische Aufarbeitung notwendig ist - Durchgangsbohrungen müssen in der Zeichnung auch als solche erkennbar sein.

Bei Nutzung von Schrauben in einer Schraubenverbindung müssen bei der Konstruktion der zu verbindenden Bauteile des Weiteren wichtige Kennwerte berücksichtigt werden. Dazu gehören

  • der Durchmesser der Durchgangsbohrungen
    (Das Gewinde der Schraube darf die Durchgangsbohrung nicht berühren, so dass das Gewinde beim Verbinden nicht beschädigt wird.)
  • Bei der Nutzung von Einziehschrauben muss eine Mindesteinschraubtiefe eingehalten werden, da sonst beim Anzug der Schraube diese aus dem Bauteil gezogen werden könnte.
  • Die erforderlichen Senkungen müssen auf die genutzte Schraube bezogen werden.

Hinweise zu Durchgangslöchern

Die Durchgangslöcher in den zu verbindenden Bauteilen für die Schrauben sind wiederum genormt und können nach DIN EN 20273 bestimmt werden. Der Durchmesser des Durchgangslochs wird mit bezeichnet und kann in drei unterschiedlichen Größen (fein, mittel, grob) genutzt werden.

Die Wahl, ob ein Durchgangsloch grob, mittel oder fein sein sollte, hängt unter anderem von der vorgesehenen Montage ab. Bei gröberen Durchgangslöchern wird die Montage erleichtert und eventuell existierende Fertigungsfehler können besser ausgeglichen werden.

Gestaltung Durchgangsloch

Durchgangslöcher für Schrauben (entwickelt nach DIN EN 20273):

Gewinde d (mm)vorzusehendes
Durchgangsloch dh (mm)
Gewinde d (mm)vorzusehendes
Durchgangsloch dh (mm)
fein
(H12)
mittel
(H13)

grob
(H14)

fein
(H12)
mittel
(H13)
grob
(H14)
M 11,11,21,3M 1213,013,514,5
M 1,21,31,41,5M 1617,017,518,5
M 1,61,71,82,0M 2021,022,024,0
M 22,22,42,6M 2425,026,028,0
M 2,52,72,93,1M 3031,033,035,0
M 33,23,43,6M 3637,039,042,0
M 44,34,54,8M 4243,045,048,0
M 55,35,55,8M 4850,052,056,0
M 66,46,67,0M 5658,062,066,0
M 88,49,010,0M 6466,070,074,0
M 1010,511,012,0M 7274,078,082,0

Mindesteinschraubtiefen

Die Mindesteinschraubtiefen im Grundloch können ebenfalls nach DIN EN 20273 ermittelt werden. In der folgenden Tabelle sind dazu einige Berechnungshinweise enthalten!

Mindesteinschraubtiefe

Die Mindesteinschraubtiefe hängt ab von

  • der Festigkeitsklasse der genutzten Schraube
    (Je höher die Festigkeitsklasse, desto geringer die minimale Einschraubtiefe.)
  • und dem Werkstoff des zu verbindenden Bauteils, in dem das Gewinde enthalten ist.
    (Je geringer die Festigkeit, desto größer die Mindesteinschraubtiefe.)

Mindesteinschraubtiefen in ein Grundlochgewinde:

AnwendungsbereichMindesteinschraubtiefen $l_e$ für Regelgewinde
bei entsprechenden Festigkeitsklassen
3.6, 4.64.8 … 6.88.810.9
BaustahlRm ≤ 400 N / mm20,8 · d1,2 · d--
Rm = 400 N / mm20,8 · d1,2 · d1,2 · d-
Rm > 600 ... 800 N / mm20,8 · d1,2 · d1,2 · d1,2 · d
Rm < 800 N / mm20,8 · d1,2 · d1,0 · d1,0 · d
Gusseisenwerkstoffe1,3 · d1,5 · d1,5 · d-
Kupferlegierungen1,3 · d1,3 · d--
Aluminium-Gusslegierungen1,6 · d2,2 · d--
Al-Legierungen, ausgehärtet0,8 · d1,2 · d1,6 · d-
Al-Legierungen, nicht ausgehärtet1,2 · d1,6 · d--
Kunststoffe2,5 · d---

Die Berechnungsgrundlagen in der Tabelle gelten für metrisches Normalgewinde, das oft auch als Regelgewinde bezeichnet wird. Bei Schrauben mit Feingewinde gilt nachstehende Formel, wobei die Mindesteinschraubtiefe sich um ca. ${1 \over 5}$ verlängert:

$$ l_{e (Feingewinde)} = 1,25 \cdot l_{e (Regelgewinde)}$$

Senkungen für Schrauben mit Zylinderkopf

Die Senkungen für Schrauben mit Zylinderkopf werden nach DIN 974 ermittelt. Eine spezielle Kennzeichnung ist laut DIN jedoch nicht vorgesehen.

Der Durchmesser und die Tiefe der jeweiligen Senkung sind dabei abhängig von der

  • eingesetzten Schraubennorm,
  • ob zusätzlich Scheiben oder Federringe mit eingebracht werden oder
  • ob der Schraubenkopf vollständig oder nur teilweise „versenkt“ werden soll bzw. muss.
Senkungen Schrauben

Diese Unterschiede werden in sogenannten Reihen zusammengefasst (siehe auch in folgender Tabelle).

Senkungen für Schrauben mit Zylinderkopf (in mm):

$d$345681012162024273036
$d_h$ H13 (mittel)3,43,55,56,69,011,013,517,522,026,030,033,039,0
d1Reihe 16,58,010,011,015,018,020,026,033,040,046,050,058,0
Reihe 27,09,011,013,018,024,0-------
Reihe 36,58,010,011,015,018,020,026,033,040,046,050,058,0
Reihe 47,09,011,013,018,020,024,030,036,043,046,054,063,0
Reihe 59,010,013,015,018,024,026,033,040,048,054,061,069,0
Reihe 68,010,013,015,020,024,033,043,048,058,063,073,0-
tISO 12072,43,03,74,35,66,6-------
ISO 47623,44,45,46,48,610,612,616,620,624,831,034,037,0
ISO 79842,43,23,94,45,46,47,69,611,613,6---
Hinweise zu den genutzten Reihenkonstruktionen
ReiheSchrauben mit Zylinderkopf ohne Unterlegstelle
1Schrauben ISO 1207, ISO 4762, DIN 6912, DIN 7984
2Schrauben ISO 1580, DIN 7985
Schrauben mit Zylinderkopf und den nachfolgenden Unterlegteilen
3Schrauben ISO 1207, ISO 4762, DIN 7984, mit Federringen DIN 7980
4Scheiben DIN EN ISO 7092
Federscheiben DIN 137 Form A
Federringe DIN 128 + DIN 6905
Zahnscheiben DIN 6797
Fächerscheiben DIN 6798
Fächerscheiben DIN 6907
5Scheiben DIN EN ISO 7090
Scheiben DIN 6902 Forma A
Federscheiben DIN 137 Form B
Federscheiben DIN 6904
6Spannscheiben DIN 6796