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Kunststoffschrauben
Festigkeiten und Verhalten im Einsatz
Kunststoffschrauben werden in den verschiedensten
Fällen eingesetzt, um mögliche Schäden am eigenen Modell zu vermeiden,
wenn es denn doch mal zu einer "unsanfteren Begegnung" zwischen
"Hindernis und Modell" kommen sollte. Am bekanntesten sind dabei
sicher mit Kunststoffschrauben montierte Fahrwerke oder Tragflächen. Immer wieder taucht in diesem Zusammenhang die Frage auf; ja hält das denn mit so einer Schraube? Oder soll man nicht doch besser eine Schraube aus Metall nehmen? Dann aber mit dem Risiko, dass im Falle des Falles, die Schraube nicht als Sollbruchstelle fungieren kann und alle Belastungen bei einem Crash zu 100prozent auf das Modell übertragen werden! Ich möchte hier etwas Hilfe anbieten um besser einschätzen zu können, ob eine Kunststoffschraube den zu erwartenden Belastungen standhalten kann, oder eher doch nicht... |
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Material von Kunststoffschrauben |
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Die meisten
Kunststoffschrauben die im Modellbauhandel und auch beim Schraubenhändler
erhältlich sind, sind aus Polyamid oder POM (Polymerblend aus polaren
Polymeren, die haben gute Gleiteigenschaften und sind verschleissfest). Die meisten
Schrauben sind aber aus Polyamid, oder genauer Polyamid PA66.
PA66 ist ein thermoplastischer Kunststoff, der durch
Erwärmung in fast jede beliebige Form gebracht werden kann (Spritzguss,
Tiefziehen usw.). Das heisst natürlich auch, dass mit steigenden
Temperaturen die Festigkeit von PA66 deutlich abnimmt, so wie bei den
meisten Kunststoffen. |
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Maximale Tragfähigkeit von Kunststoffschrauben | |||||||||||||||||||
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Werte für PA66 (trocken) | Werte für POM | ||||||||||||||||||
Quelle: "Konstruieren mit Kunststoffen" von Gunter Erhard | |||||||||||||||||||
Wenn wir also 25% dieser Werte bei 50°C für Sommerliche
Temperaturen nehmen lassen sich in etwa folgende Werte aus den beiden
Grafiken herauslesen, vereinfacht (10N gleichgesetzt mit 1kg)
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Zulässige Belastungen im Praktischen Betrieb (ca. 25% von obigen Bruchlasten in den Grafiken) | |||||||||||||||||||
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Klemmkraftabnahme über die Zeit | |||||||||||||||||||
(Reine) Kunststoffe (Also keine Verbundwerkstoffe wie GFK
oder CFK) haben die Eigenschaft das unter Belastung mit der Zeit der Last
nachgeben und sich langsam verformen. Dieser Prozess des elastischen
Verformens ist theoretisch immer vorhanden.
Ein Beispiel: Wenn man eine Kunststoffschraube anzieht geschieht das gleiche wie bei einer Metallschraube, sie wird wie eine Feder gespannt und baut so die Klemmkraft auf. Da wir es hier aber mit einer Kunststoffschraube zu tun haben nimmt die Spannung in der Schraube langsam ab, weil das Material der Schraube mit der Zeit der Kraft nachgibt! Das ist in der folgenden Grafik dargestellt: |
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Wie man hier sieht baut eine Kunststoffschraube in den ersten
20h einen doch beachtlichen Anteil der Klemmkraft ab, dann läuft die Kurve
immer flacher aus (sie wird aber nie ganz horizontal werden, nach einer
unendlichen Zeit wird die Klemmkraft auf Null sein...). Aber Achtung; wer jetzt meint das man nach 20h einfach etwas nachziehen kann und dann halte es für immer der irrt! In so einem Fall Beginnt man sozusagen wieder bei Null und ist wieder am Anfang der Kurve, Kunststoffe sind halt keine Metalle! Was heisst das jetzt für uns Modellbauer? Sicher ist, bei
allen Verschrauben mit Kunststoffschrauben, die nur für einen Tag montiert
sind muss dieser Umstand nicht weiter berücksichtigt werden
(Tragflächenbefestigung z.B.), denn am Abend werden die Verbindungen wieder
gelöst. In diesem Sinne weiterhin einen guten Flug auch mit Kunststoffschrauben :-) |
Letzte Aktualisierung: 05. März 2006 | |
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