Hallo Leute !
Ich versuche mal einfach auf die Funktion und das Wirkungsprinzip
von Schraubverbindungen einzugehen ! Und das ohne wie es hier
schon ansatzweise den Anschein hatte persönlich zu werden.
Ich könnte hier eine ganze Abhandlung über das Thema schreiben,
aber das wäre des Guten zuviel, und deshalb beschränke ich mich
nur auf das hier Geschriebene (FAQ), denn es gäbe noch sehr vieles
Anzumerken.
Nun, vieles konnte man in den x-fachen Beiträgen lesen, und obwohl
es hier auch anscheinend Maschinenbaustudenten? gibt, vermisse
ich doch wesentliche Ansätze zu Schraubenverbindungen, die es seit
Jahrzehnten gibt. Auch die Ansicht ob man Scherkräfte in eine
Schraube einleiten darf oder nicht !
Das wird euer Prof. immer genehmigen !
...nur wissen muss man´s !
Grundsätzliches:
Es gibt verschiedene Gruppen von Schraubenbverbindungen, zu den
einen gehören die am meisten beanspruchten
a) Schrauben -die rein auf Zug- belastet werden (Normalfall!), und
b) Schrauben die mit einer Querkraft (Fq) also wie hier schon erwähnt
auf Abscherung (Fs) belastet werden dürfen.
Hoppla werden da jetzt einige sagen ! gibt es das doch !?
Ja, die Schrauben die nur eine axial Kraftkomponente aufnehmen
dürfen (siehe a) müssen durch ihre Klemmkraft -welche ein
Verschieben der zu klemmenden Bauteile verhindern sollen-,
die dynamischen oder statischen Kräfte durch Reibschluss ver-
hindern. Dies kann man sehr gut anhand der Schraubenverspannungs-
schaubild herausinterpretieren.
> Also man verhindert durch den Reibschluss eine Querkraft-
komponente direkt auf den Schraubenquerschnitt.
Passchrauben sind im Gegensatz zu den Normalschrauben dafür
bestimmt, Querkräfte einer Bauteilverbindung aufzunehmen, aber
dazu komme ich später noch !
Ja, richtig gelesen! Schrauben die mit einer Querkraft
belastet werden dürfen, nennt man "Paßschrauben" !
>...es gibt sie doch !
Im Maschinenbau habe ich nur wenige solcher Paßschrauben
eingesetzt, aber im Stahlbau in sehr vielen Verbindungen.
Nun zur konstruktiven Befestigung der Bremsscheiben am Bike
Wenn Bremsscheiben durch die Polygoninnenaufnahme auf der
Radnabe befestigt werden, dann haben die Befestigungsschrauben
nur einen kleinen Betriebsfaktor sprich eine geringe axiale Kraft-
komponente aufzunehmen. Sie sind nur für die geometrische
Stabilität der Scheibe an der Nabe verantwortlich.
Bemerkung: hier spricht man dann von einem Formschluss, wobei
sämtliche Betriebskräfte von der geometrischen Beschaffenheit
des Aufnahmeflansches aufgenommen werden.
> Die Verdrehkräfte (Bremskräfte welche durch die Bremszylinder
einwirken) werden direkt in den Aufnahmedorn der Nabe eingeleitet.
> Die Schrauben haben nur den erforderlichen Anpressdruck zur
Seitenstabilität der Scheibe an den Dorn zu bewirken.
>>>Idealfall !
Wenn Bremsscheiben allerdings nur lose auf einem Aufnahmedorn
geschoben werden, und nur mittels Abfeilen, oder durch Aufbohren
auf den Radnabensitz aufgesetzt werden, dann müssen sämtliche
Verdrehkräfte entweder durch einen vorhandenen Reibschluss
zwischen Scheibe und Aufnahmedorn (Nabe) eingeleitet und gehalten
werden, oder die Schrauben sind zur Aufnahme von Querkräften
geeignet.
>>>Besonderer Fall !
Also wenn ich die Konstruktion übernehmen würde, dann würde
ich den Formschluss also das Polygonprofil auf Scheiben und am
Aufnahmedorn (Nabe) wählen, damit die Schraubenverbindung
nur zur axialen Anlage der Scheibe an die Nabe nötig wäre.
Eine Reibschlussverbiundung an
Bremsen halte ich nicht für
sinnvoll und auch für etwas gewagt (kann man aber trotzdem
tun, wenn eine genügende Sicherheit gegen Abscherung in
Betracht gezogen würde, aber man vermeidet dieses Prinzip,
es sein den es ist eine Paßschraube !), denn die Sicherheit der
Bremse wäre von der Lockerung der Schrauben direkt abhängig
und würde evt. verheerende Folgen haben.
Im Gegensatz zum sicheren Formschluss von Scheibe auf Nabe
könnte man die Scheibe auch noch als sicheres Bremsmittel
halten, würden 4 von 6 der erforderlichen Schrauben fehlen.
Klar, weil die Scheibe ja die Verdrehkräfte -hervorgerufen von der
eingeleiteten Bremskraft-, durch ihr inneres Polygonprofil sicher auf
der Nabe gehalten würde.
Nun, ich würde, wenn kein Formschluss vorhanden wäre, immer
Paßschrauben verwenden, welche durch einen Paßssitz unterhalb
des Schraubenkopfes angedreht werden.
Auf eine solche Verbindungsmassnahme könnte man sich immer
und fast blind verlassen !
Gruss Klaus
Frage: Wie werden die Bremsscheiben eigentlich im Normalfall
auf der Nabe gehalten? durch den Polygonsitz ? oder nur durch
Schrauben? weil das bei dem Foto von "tractor" so aussieht?
Ich habe noch kein Bike, kenne mich aber in den Sachen der
Mechanik aus !
- ausser unnötig Gewicht.
