Metallschuppenschrauben

Die Kopfantriebsstruktur der Metallschuppenschrauben wurde optimiert und gestaltet. Die Höhe und der gegenüberliegende{1}}Seitenabstand des sechseckigen Flanschkopfes basieren auf den Toleranzanforderungen der ISO 898-1 für geometrische Abmessungen von Befestigungselementen. Gemäß der ST5.5-Spezifikation wird die Abweichung des Abstands auf der gegenüberliegenden Seite auf einen Wert von plus oder minus 0,2 mm kontrolliert, um einen stabilen Sitz mit einem Standard-Steckschlüssel zu gewährleisten und ein Verrutschen aufgrund eines übermäßigen Passspiels zu vermeiden. Der Schraubenhals ist mit einer ringförmigen Zugentlastungsnut ausgestattet. Durch diese Konstruktion kann der beim Anziehen entstehende Konzentrationspunkt der Torsionsspannung vom Gewindegrund auf den Hals übertragen werden. Nach dem Prüfverfahren zur Torsionsfestigkeit von Verbindungselementen im Teil 26 der DIN 267 ist das Bruchmoment von Schrauben mit Zugentlastungsnuten etwa 15 % höher als das von nicht genuteten Konstruktionen. Unter der M6-Spezifikation erreicht das gemessene Bremsmoment 8,5 Nm, der Sicherheitsfaktor erhöht sich auf das 2,2-fache. Nach der Installation wirkt sich die Passung zwischen der Unterkante des Schraubenkopfflansches und der Oberfläche der Platte direkt auf die Lockerungsfestigkeit der Verbindung aus. Nach dem Quervibrationstestverfahren erreicht die verbleibende Vorspannkraftbeibehaltungsrate der Schraube mit spannungsentlastendem Rillendesign nach 25.000 Zyklen bei einer Frequenz von 20 Hz und einer Amplitude von 2,5 mm immer noch 86 % des Ausgangswerts, was etwa 10 Prozentpunkte höher ist als bei der herkömmlichen Struktur.

 

 

In einer Umgebung mit wechselnden Temperaturen beeinflusst der Unterschied zwischen dem Wärmeausdehnungsverhalten von Metallschuppenschrauben und den Verbindungsplatten die Vorspannungsstabilität. Gemäß der ASTM E228-Methode zur Messung des Wärmeausdehnungskoeffizienten beträgt der lineare Ausdehnungskoeffizient von Schrauben aus Kohlenstoffstahl etwa 11,7 Mikrometer pro Meter und Kelvin, während die entsprechende verzinkte Stahlplatte etwa 12,2 Mikrometer pro Meter und Kelvin beträgt. Der Unterschied besteht darin, dass die Umgebungstemperatur von minus zehn Grad Celsius auf vierzig Grad Celsius steigt. Bei einer Schraube mit einer Länge von 30 Millimetern beträgt der thermische Dehnungsunterschied zwischen ihr und der Platte etwa 4,5 Mikrometer. Dieser kleine Unterschied kann durch die elastische Dehnung der Schraube selbst ausgeglichen werden, ohne dass eine erhebliche Abschwächung der Vorspannkraft befürchtet werden muss. Beim Einsatz in Küstengebieten mit hoher -Luftfeuchtigkeit sollte das Korrosionsschutzsystem der Schrauben eine Zink-Aluminium-Verbundbeschichtung umfassen. Gemäß dem Kupfer-beschleunigten Essigsäure-Salzsprühtest nach ISO 9227 weist die Beschichtung nach achthundert Stunden Einwirkungszeit keinen weißen Rost auf der Oberfläche und keinen roten Rost auf der Matrix auf. Gleichzeitig bleibt die Beschichtungshaftung im Thermoschocktest von -20 Grad Celsius bis 60 Grad Celsius nach einhundert vollständigen Zyklen immer noch auf dem Niveau 4B gemäß der Kreuzschraffurmethode ASTM D3359, was darauf hindeutet, dass sie eine ausgezeichnete Ablösebeständigkeit bei thermischer Belastung aufweist. Die Bohrspitze der Schraube kann nach dem Durchdringen einer doppelschichtigen Metallplatte noch mindestens fünf Mal wiederverwendet werden. Es wurde gemessen, dass sich die Bohrzeit nur von anfänglich 3,2 Sekunden auf 3,8 Sekunden erhöhte, nachdem fünf Schrauben derselben Spezifikation kontinuierlich in eine 2,0 mm dicke verzinkte Platte eingedrungen waren. Der Leistungsabfall konnte auf 20 % begrenzt werden, womit der tatsächliche Bedarf, Schrauben aufgrund von Fehlbedienungen während der Bauarbeiten vor Ort auszutauschen, vollständig gedeckt wurde.

 

 

 

 

 

 

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