Der leichte Einstieg in die Mechatronik

7 Mechanische Verbindungen (S. 123-124)

Die meisten mechanischen Verbindungen erfolgen durch Schrauben, Nieten, Schweißen, Hartlöten und Leimen.

Bei Kleingeräten setzen sich zunehmend auch diverse Einklick-Verbindungen durch. Das sind die so oft verfluchtenVerbindungen, die meist erst dann zumVorschein kommen, wenn sie nach langem vergeblichem Suchen durch Anwendung von Gewalt brutal vernichtet werden mussten, um einen Reparaturversuch vornehmen zu können. Das Schlimmste an solchen Einklick-Verbindungen ist, dass sie keinen Normen unterliegen, von Produkt zu Produkt nur rein individuell ausgetüftelt werden und dass von außen nicht ersichtlich ist, auf welche Weise so eine „geheimnisvolle" Verbindung ohne Gewaltanwendung gelöst werden kann.

Zum Glück werden im Maschinenbau und auch in der Automation vor allem Schraubverbindungen angewendet, die bei Bedarf eine leichte Demontage (und danach wieder eine leichte Montage) ermöglichen.

7.1 Schraubverbindungen

Die gängigsten Schraubverbindungen werden im europäischen Maschinenbau überwiegend mit Schrauben und Muttern bewerkstelligt, die ein metrisches Gewinde haben. Dasselbe metrische Gewinde wird auch in Montage-Bohrungen „passgenau" geschnitten. Auch die meisten „gängigen" Gewindestangen werden mit einem metrischen Gewinde gefertigt, auf das alle „normalen" metrischen Muttern passen. Eine Ausnahme bilden hier die im Kap. 5.7 beschriebenen Trapezgewinde- Spindeln, die nicht als Schraubverbindungen, sondern nur als „führende Spindeln" angewendet werden.

Die handelsüblichen Schrauben und Muttern sind in unserem Lande nach DIN EN oder DIN EN ISO genormt – was jedoch einem normalen Anwender gleich sein dürfte, denn er kommt nur ausnahmsweise dahinter, zu welcher Festigkeitsklasse, Härteklasse und Materialqualität eine Schraube gehört, die er gerade in der Hand hält. Das sind zwar wichtige Eigenschaften einer Schraube, aber sie interessieren in der Praxis nur einen Konstrukteur, der neue Mechanismen oder Ma schinen entwirft. Ein Servicetechniker gibt sich dagegen damit zufrieden, dass er bei einer Reparatur eine beschädigte Schraube durch eine baugleiche (und gleich aussehende) Schraube ersetzt und achtet bestenfalls darauf, ob es sich bei der ursprünglichen Schraube um eine gewöhnliche Eisenschraube oder um eine rostfreie Schraube handelt.

Schrauben und Muttern werden überwiegend aus Stahl gefertigt und wahlweise entweder unbehandelt, verzinkt, verchromt, vernickelt oder geschwärzt geliefert. Alle diese Schrauben fallen in die Kategorie der „rostenden Schrauben" und eignen sich nicht für Anwendungen in Feuchträumen, Außenbereichen oder an chemisch verunreinigten Standorten. Hier sollten grundsätzlich nur rostfreie Schrauben verwendet werden, die u. a. als „Stainless Steel" bezeichnet werden.

In die Kategorie der rostfreien Schrauben gehören auch Messingschrauben. Sie sind jedoch etwas weicher (fallen in eine niedrigere Festigkeitsklasse) als die rostfreien Stahlschrauben und eignen sich grundsätzlich nicht für Schraubverbindungen von Aluminium-Bauteilen (die Kontaktflächen würden sich galvanisch nicht vertragen und korrodieren). Auch Aluminium- oder Kunststoffschrauben (und Muttern) sind bei Bedarf als Standardware erhältlich (allerdings nur für ganz spezielle Vorhaben erforderlich). Und natürlich gibt es auch vergoldete Schrauben, aber die werden meist nur für luxuriösere Zwecke – z. B. bei Bad- oder Kücheneinrichtungen – verwendet.

Metrische Schrauben sind in sehr vielen Größen, Formen und Ausführungen als Fertigprodukte erhältlich. Zum Glück ist alles ordentlich genormt und auch ein Einsteiger kann sich hier sehr leicht orientieren.

Mit den technischen Parametern einer Schraube ist es ähnlich, wie mit den „technischen Parametern" eines Menschen (die z. B. den Arzt interessieren): Bei dem Menschen ist es das Körpergewicht und die Körperlänge (Körpergröße). Bei der Schraube ist es die „Dicke" und die „Körperlänge".