Tensioned Thread Geometry
TTG – Gezielt gleichmäßige Krafteinleitung im Gewindebereich

Vorgespannte Schraube fotografieren
Vorgespannte Schraube fotografieren
Gewindegeometrie ermitteln
Gewindegeometrie ermitteln
Mutter nach Vorgaben bearbeiten
Mutter nach Vorgaben bearbeiten
Flankenanlage bei ungespannter
Flankenanlage bei ungespannter
Schraube
100% Flankenanlage mit gezielt gleichmäßiger Krafteinleitung bei vorgespannter Schraube...
100% Flankenanlage mit gezielt gleichmäßiger Krafteinleitung bei vorgespannter Schraube...
... über die gesamte Fläche
... über die gesamte Fläche
 

Die Aufgabe einer Schraube besteht darin, zwei oder mehrere Bauteile zusammenzuhalten. Dabei wirkt nur die axiale Schraubenvorspannkraft. Was ist aber nun die axiale Vorspannkraft? Was ist ein Gewinde? Ein Gewinde ist im Prinzip eine schiefe Ebene, die aufgewickelt ist. Schraubt man eine Mutter auf das Schraubengewinde auf, so folgt sie dieser schiefen Ebene – der Steigung. Ist die Mutter am Flansch aufgeschraubt, erzeugt man durch weiteres Drehen durch die schiefe Ebene eine Schraubenlängung und Flanschstauchung. Diese Schraubenlängung ist die besagte Vorspannkraft und resultiert aus dem gedehnten Schraubenwerkstoff sowie der gestauchten Zwischenlage. Betrachtet man diese Vorspannkrafterzeugung, so wird in der Regel ein Drehmoment auf die Mutter ausgeübt. Daraus resultiert eine Torsionsbeanspruchung, die die geschwächte Schraube zusätzlich belastet, was der eigentlichen Aufgabe kontraproduktiv entgegenwirkt. Deshalb verwendet man auch Schraubenspannvorrichtungen, Hydraulikmuttern und Multiple Stud Nuts, die nichts anderes machen, als die Schraube rein axial und torsionsfrei vorzuspannen.

Generell wird jedoch bei jeder Vorspannkrafterzeugung nicht nur der Schraubenschaft gelängt, sondern auch das Gewinde. Es entsteht eine Verformung des unter Last stehenden Gewindes, die der ursprünglichen Geometrie der Mutter nicht mehr entspricht.

Die patentierte Idee der SCHAAF GmbH & Co. KG besteht nun darin, aus dem hochvorgespannten Schraubengewinde eine Kopie des Profils im Mutternbereich aufzunehmen und diese auf die Mutter mit der exakten Geometrieveränderung zu übertragen. Was daraus geschieht? Im hochvorgespannten Zustand einer Schraubverbindung liegt nun der gesamte Flankenbereich der Schraube gleichmäßig an der Mutter mit TTG Gewinde an. Dadurch gibt es keine Spannungskonzentrationen wie bisher in den ersten Gewindegängen wo Mutter und Schraube sich berühren. Stattdessen verteilt sich die Vorspannkraft gleichmäßig auf die gesamte Geometrie. Stark beanspruchte Gewinde, die meist mit zusätzlicher dynamischer Belastung beaufschlagt werden, erhalten eine Dauerfestigkeitserhöhung, eine höhere Sicherheit mit gleicher Bauteilgröße und dies bei unwesentlich erhöhten Kosten.

Vorteile

 

Muttern mit TTG können, was die Außengeometrie anbetrifft, dieselbe Form haben, lediglich das Hauptgewinde wird der vorgespannten Schraubengeometrie angepasst.

  • Mutter und Schraubenflanken liegen zu 100% bei der Vorspannkraft an
    Dauerbruchgefahr bei hoch beanspruchten Verbindungen ist deutlich herabgesetzt
  • Schraubenbrüche im ersten Gewindegang können vermieden werden
  • Geringe Kosten
  • Höher belastbare Verbindungen
  • Höhere Maschinensicherheit
  • Durch Geometrieverschiebungen lassen sich auch Spannungseinleitungen im oberen Bereich einer Mutter erzielen
  • Durch Muttern mit TTG können Schrauben mit gleichem Querschnitt höher belastet werden, bzw. auch höher vorgespannt werden. Die Verbindung wird sicherer
  • TTG ist mutternwerkstoffunabhängig
  • TTG verbessert jede Schraubverbindung


Alle SSV, HM und MSN Gewinde können mit TTG Gewinde ausgestattet werden. Dies ermöglicht eine gezielt gleichmäßige Krafteinleitung im
Gewindebereich zur Dauerfestigkeitssteigerung.