Die Anwendung ist ähnlich der Größe insofern, als sie sich auf die Geräte bezieht, an denen das Produkt verwendet wird. Im Gegensatz zur Größe können Anwendungsdaten jedoch zusätzliche Details enthalten, die anhand der grundlegenden Abmessungs- bzw. Größenangaben nicht ersichtlich wären.
So lässt sich anhand der Größe einer Stopfbuchse nicht erkennen, ob das Ventil manuell im Abstand weniger Tage ausgelöst wird oder sich die Pumpe bei 4000 Fuß pro Minute dreht, obwohl die Dichtungsprodukte, welche für die beste Leistung bei diesen Anwendungen führen würden, völlig unterschiedlich sind.
Schrauben und Klemmen
Zum Befestigen von Dichtungskomponenten werden meist Klemmen oder Schrauben verwendet. Bei Klemmen sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die Dichtungskomponente die richtige Last erhält.
Erstens müssen wir feststellen, ob es sich bei den Schrauben oder Klemmengewinden um Fein- oder Grobgewinde handelt. Grobgewinde werden in der Branche mit Abstand am häufigsten verwendet. Sie sind stabiler, aber weniger effizient als Feingewinde. Bei einer Schraube mit Feingewinde wird also ein geringeres Drehmoment benötigt, um die gleiche Last wie bei einer Schraube mit Grobgewinde zu erzeugen.
Zweitens lässt sich die Lastübertragung auf die Dichtungskomponente mit flachen Unterlegscheiben erheblich verbessern, da sie eine lagerähnliche Oberfläche bilden, auf die Mutter oder Schraubenkopf geschoben werden können. Ohne Unterlegscheiben kann es leichter passieren, dass sich Mutter oder Schraubkopf an der Oberfläche des Flansches, des Ventils oder sonstiger Komponenten bindet.
Die dritte zu berücksichtigende Variable ist die Gewindebeschichtung. Die Beschichtungen werden meist aufgetragen, um die Korrosionbeständigkeit der Klemme zu erhöhen. Oft tragen sie auch zur Verbesserung des Wirkungsgrads bzw. höheren Kompressionslasten bei gleichem Drehmoment bei.
Die vierte zu berücksichtigende Variable ist das Gewindeschmiermittel. Der Wirkungsgrad einer nicht geschmierten Schraube beträgt weniger als 50 % als bei einer geschmierten Schraube. Wenn Sie also beispielsweise eine nicht geschmierte Schraube auf 60 ft. lbs anziehen, ist die hierdurch erzeugte Kompressionslast nur etwas halb so groß wie im geschmierten Zustand. Dieses Konzept wird in den folgenden Abschnitten näher erläutert.
Schraubenkraft – Schraube 1 – kein Schmiermittel
Bei der abgebildeten Komponenten handelt es sich um eine Schraubspannvorrichtung zur Messung der erzeugten Last in Pfund (lbs) bei Anwendung eines bestimmten Drehmomentwerts.
Im vorliegenden Beispiel wurde ein 5/8-Zoll-SAE-Grobgewinde der Güte 5 montiert und auf 60 ft. lbs angezogen.
Die dadurch erzeugte Spannung beträgt 4200lbs.
Schraubenkraft – Schraube 2 – verzinkt ohne Schmiermittel
In diesem Beispiel verwenden wir eine Schraube der gleichen Größe und Güte, die allerdings verzinkt ist.
Hieran lässt sich erkennen, dass die Beschichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrads der Schraube und der erzeugten Last beiträgt. Wenn das gleiche Drehmoment von 60 ft. lbs. angewandt wird, erhöht sich die erzeugte Kompressionslast auf 5800 lbs, was einer Steigerung um fast 30 % entspricht.
Schraubenkraft – Schraube 3 – verzinkt mit Schmiermittel
Im letzten Beispiel hat die verzinkte Schraube die gleiche Größe und Güte, ist aber mit Gewindeschmiermittel versehen (nickelbasiertes Never Seiz).
Die mit dem gleichen Ausgangs-Drehmoment von 60 ft. lbs. erzeugte Kompressionslast beträgt nun 8400 lbs! Das entspricht der doppelten mit der ursprünglichen Karbonstahlschraube erzeugten Kraft. Hieran wird deutlich, wie wichtig die ordnungsgemäße Schmierung von Schrauben ist.
Schraubengüte
In diesem Diagramm sind die gängigsten in industriellen Anwendungen verwendeten Klemmengüten mit den zugehörigen Streckgrenzen aufgeführt, als dem Belastungspunkt, ab dem sich eine Schraube dauerhaft verformt (bzw. nach Entfernung der Last nicht wieder ihre ursprüngliche Größe annimmt).
Die Erkennung der Schraubengüte ist für die Bestimmung des passenden Drehmoments für eine Baugruppe extrem wichtig.
So werden beispielsweise ASTM A193 B8-Edelstahlschrauben häufig für chemische Anwendungen verwendet, welche eine Korrosionsbeständigkeit erfordern. Hier sind zwei verschiedene B8-Schraubenbezeichnungen zu sehen, die sich hinsichtlich ihrer Streckgrenzen unterscheiden (Klasse 1 = am häufigsten verwendete Edelstahlschraube im chemischen Betrieb, Klasse 2 = kaltverfestigter Edelstahl).
Beachten Sie, dass der einzige Unterschied bei der Markierung dieser Schrauben in der einfachen Zeile unter der Markierung "B8" liegt, was verdeutlicht, wie wichtig das korrekte Lesen der Markierung ist.
Eine ausführlichere Liste der Schraubengüten erhalten Sie bei Garlock Applications Engineering.
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