M7 auf M8 aufbohren
Verfasst: Sa 29. Nov 2008, 15:21
Liebe Forumsgemeinde,
nachdem es vor etwa zwei Wochen ja sehr heftige Diskussionen über den Sinn oder Unsinn des Aufbohrens von M7- auf M8- Verschraubungen gegeben hat, wollte ich wenigstens der Frage, was das festigkeitsmäßig für derartige Schraubverbindungen bedeutet, nach gehen.
Ich bin also –einigermaßen wissenschaftlich- vorgegangen:
Als Außengewindewerkstoff wurde ein 4 mm starkes Winkeleisen aus St37 verwendet, mit dem alle Versuche durchgeführt wurden. Ich habe bewusst einen duktilen Werkstoff niedriger Festigkeit verwendet, um das Versagenskriterium in jedem Fall in das Außengewinde zu bekommen, denn das Versagen der Schraube sollte ja nicht untersucht werden. Die Wandstärke hielt ich mit 4 mm für ausreichend, da -nach allgemeinem Stand der Technik- für das Übertragen von Vorspannkräften in Schraubenverbindungen angenommen wird, dass eh nur die ersten zwei bis drei Gänge tragen. Es war und ist also nicht zu erwarten, dass das Verwenden eines dickeren Bleches für das Außengewinde zu qualitativ anderen Ergebnissen führt.
Als Schrauben wurden folgende Bauteile verwendet:
M7: Original- SKT- Schrauben mit Citroën- Winkel-Emblerm im Kopf, mit Glasasche gestrahlt und danach neu galvanisch („blau“) verzinkt
M8: DIN 933, Festigkeitsklasse 8.8, ebenfalls galvanisch „blau“ verzinkt (jawohl, die guten aus dem Baumarkt).
Kernlochbohrung des Außengewindes: jeweils 0,8x Nenndurchmesser.
Zunächst habe ich drei M7-Bohrungen eingebracht, darin die (jeweils am Gewinde und am Kopf leicht eingefetteten) Schrauben eingesetzt und mit meinem HAZET- Drehmomentschlüssel angezogen. Ich habe das Drehmoment immer wieder in kleinen Schritten erhöht und bei jedem „Klick“ geschaut, ob die Schraube sich noch drehte. So habe ich sehr genau den Zeitpunkt des Versagens des Außengewindewerkstoffes feststellen können.
Für jeden Versuch habe ich selbstverständlich jeweils eine neue Schraube verwendet.
Diese Vorgehensweise habe ich bei drei unterschiedlichen Versuchsreihen verwendet, für die ich jeweils drei Versuche durchgeführt habe.
Das Ergebnis war:
Erwartungsgemäß sind in allen 9 Versuchen die Mutterngewinde versagt.
1) Schraubverbindung M7:
Versagen bei Drehmoment von 24,7, 26,7 und 28,0 Nm, (geometrischer Mittelwert: 26,6 Nm)
2) Schraubverbindung M8, bei der das Mutterngewinde in die versagten M7- Gewinde der o.g. Versuche eingebracht wurde:
Versagen bei Drehmoment von 28,0, 28,0 und 29,0 Nm, (geometrischer Mittelwert: 28,3 Nm)
3) Schraubverbindung M8 (jungfräuliche Bohrung):
Versagen bei Drehmoment von 32,0, 32,3 und 32,7 Nm, (geometrischer Mittelwert: 32,3 Nm)
Das Ergebnis besagt, dass unter den o.g. Randbedingungen:
- eine Schraubverbindung M8 um 22 % höher vorgespannt werden kann als eine M7-Schraubverbindung.
- eine von M7 auf M8 aufgebohrte Schraubverbindung, die in ein versagtes M7- Gewindeloch eingebracht wurde, immerhin noch eine um 7 % höhere Vorspannkraft übertragen kann als die M7- Verbindung.
Aus Festigkeitssicht ist die von M7 auf M8 aufgeschnittene Schraubverbindung der Original- M7- Verbindung also in jedem Fall überlegen.
Wer es nicht glaubt, kann den Versuch ja gern in seiner Werkstatt nachfahren.
Ich fühl mich damit mit dem (gelegentlichen) Aufbohren von M7- auf M8- Schrauben genau so wohl wie vor Beginn der Diskussion vor 14 Tagen.
Viele Grüße
Sebastian
nachdem es vor etwa zwei Wochen ja sehr heftige Diskussionen über den Sinn oder Unsinn des Aufbohrens von M7- auf M8- Verschraubungen gegeben hat, wollte ich wenigstens der Frage, was das festigkeitsmäßig für derartige Schraubverbindungen bedeutet, nach gehen.
Ich bin also –einigermaßen wissenschaftlich- vorgegangen:
Als Außengewindewerkstoff wurde ein 4 mm starkes Winkeleisen aus St37 verwendet, mit dem alle Versuche durchgeführt wurden. Ich habe bewusst einen duktilen Werkstoff niedriger Festigkeit verwendet, um das Versagenskriterium in jedem Fall in das Außengewinde zu bekommen, denn das Versagen der Schraube sollte ja nicht untersucht werden. Die Wandstärke hielt ich mit 4 mm für ausreichend, da -nach allgemeinem Stand der Technik- für das Übertragen von Vorspannkräften in Schraubenverbindungen angenommen wird, dass eh nur die ersten zwei bis drei Gänge tragen. Es war und ist also nicht zu erwarten, dass das Verwenden eines dickeren Bleches für das Außengewinde zu qualitativ anderen Ergebnissen führt.
Als Schrauben wurden folgende Bauteile verwendet:
M7: Original- SKT- Schrauben mit Citroën- Winkel-Emblerm im Kopf, mit Glasasche gestrahlt und danach neu galvanisch („blau“) verzinkt
M8: DIN 933, Festigkeitsklasse 8.8, ebenfalls galvanisch „blau“ verzinkt (jawohl, die guten aus dem Baumarkt).
Kernlochbohrung des Außengewindes: jeweils 0,8x Nenndurchmesser.
Zunächst habe ich drei M7-Bohrungen eingebracht, darin die (jeweils am Gewinde und am Kopf leicht eingefetteten) Schrauben eingesetzt und mit meinem HAZET- Drehmomentschlüssel angezogen. Ich habe das Drehmoment immer wieder in kleinen Schritten erhöht und bei jedem „Klick“ geschaut, ob die Schraube sich noch drehte. So habe ich sehr genau den Zeitpunkt des Versagens des Außengewindewerkstoffes feststellen können.
Für jeden Versuch habe ich selbstverständlich jeweils eine neue Schraube verwendet.
Diese Vorgehensweise habe ich bei drei unterschiedlichen Versuchsreihen verwendet, für die ich jeweils drei Versuche durchgeführt habe.
Das Ergebnis war:
Erwartungsgemäß sind in allen 9 Versuchen die Mutterngewinde versagt.
1) Schraubverbindung M7:
Versagen bei Drehmoment von 24,7, 26,7 und 28,0 Nm, (geometrischer Mittelwert: 26,6 Nm)
2) Schraubverbindung M8, bei der das Mutterngewinde in die versagten M7- Gewinde der o.g. Versuche eingebracht wurde:
Versagen bei Drehmoment von 28,0, 28,0 und 29,0 Nm, (geometrischer Mittelwert: 28,3 Nm)
3) Schraubverbindung M8 (jungfräuliche Bohrung):
Versagen bei Drehmoment von 32,0, 32,3 und 32,7 Nm, (geometrischer Mittelwert: 32,3 Nm)
Das Ergebnis besagt, dass unter den o.g. Randbedingungen:
- eine Schraubverbindung M8 um 22 % höher vorgespannt werden kann als eine M7-Schraubverbindung.
- eine von M7 auf M8 aufgebohrte Schraubverbindung, die in ein versagtes M7- Gewindeloch eingebracht wurde, immerhin noch eine um 7 % höhere Vorspannkraft übertragen kann als die M7- Verbindung.
Aus Festigkeitssicht ist die von M7 auf M8 aufgeschnittene Schraubverbindung der Original- M7- Verbindung also in jedem Fall überlegen.
Wer es nicht glaubt, kann den Versuch ja gern in seiner Werkstatt nachfahren.
Ich fühl mich damit mit dem (gelegentlichen) Aufbohren von M7- auf M8- Schrauben genau so wohl wie vor Beginn der Diskussion vor 14 Tagen.
Viele Grüße
Sebastian