Zusammengefasst:

Gehärtete Unterlegscheiben reduzieren die Relaxation erheblich, verbessern die Zuverlässigkeit und erhöhen die Lebensdauer der Schraubenverbindung, insbesondere unter hohen Vorspannkräften und anspruchsvollen Betriebsbedingungen.

Die Relaxation bei Schraubenverbindungen beschreibt den Spannungs- oder Kraftverlust in der Verbindung über die Zeit, der durch Setzen, Kriechen oder plastische Verformung der beteiligten Teile entsteht. Die Verwendung von gehärteten Unterlegscheiben kann einen erheblichen Einfluss auf die Relaxation haben.

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1.Hintergrund zur Relaxation bei Schraubenverbindungen

Relaxation liegt vor, wenn die Vorspannkraft in der Schraube über die Zeit abnimmt.

Ursachen:

Setzerscheinungen: Mikroskopische Unebenheiten der Kontaktflächen werden unter Druck eingeebnet.

Kriechen: Zeitabhängige plastische Verformung unter konstanter Last, vor allem bei weicheren Materialien (z. B. Aluminium oder Kunststoffe).

Thermische Effekte: Ausdehnung und Schrumpfen der Materialien durch Temperaturschwankungen.

2.Einfluss von gehärteten Unterlegscheiben

Gehärtete Unterlegscheiben reduzieren die Relaxation in Schraubenverbindungen aus folgenden Gründen:

a) Verminderung von plastischer Verformung

Gehärtete Unterlegscheiben haben eine höhere Festigkeit als weiche Unterlegscheiben und die meisten Bauteiloberflächen. Dadurch wird verhindert, dass sich die Unterlegscheibe oder das Bauteil unter der Vorspannkraft plastisch verformt.

b) Verbesserung der Lastverteilung

Eine gehärtete Unterlegscheibe sorgt für eine gleichmäßige Lastverteilung auf die Auflagefläche. Dies reduziert lokal hohe Spannungen und damit die Gefahr von Setzerscheinungen.

c) Reduktion von Setzerscheinungen

Ohne gehärtete Unterlegscheiben können sich die Schraubenköpfe oder Muttern in das Bauteil eindrücken (vor allem bei weicheren Materialien wie Aluminium oder Holz), was die Vorspannkraft reduziert.

Gehärtete Unterlegscheiben wirken dem Eindringen entgegen und minimieren so den Spannungsverlust.

d) Höhere Stabilität bei dynamischen Belastungen

Bei dynamischen Belastungen (Schwingungen, Wechselbeanspruchungen) können weiche Unterlegscheiben schneller Ermüdung zeigen oder ihre Form verlieren. Gehärtete Unterlegscheiben bieten hier mehr Widerstandsfähigkeit und tragen zur Langzeitstabilität der Verbindung bei.