Gleitfestigkeit

Gleitfestigkeit bezeichnet die maximale Scherkraft, die eine Schraubenverbindung übertragen kann, bevor Bauteile gegeneinander gleiten. Besonders bei kurzen Klemmlängen erhöht der Einsatz federnder Elemente wie Spannscheiben (DIN 6796) oder NSK-Scheiben die Sicherheit gegen Gleiten deutlich. Neben funktionalen Vorteilen unterstützen diese Elemente auch Leichtbauziele und CO₂-Reduktion. Eine Bewertung erfolgt z. B. nach VDI 2230 Blatt 1.

Definition und Bedeutung
Die Gleitfestigkeit beschreibt die maximale Scherkraft, die eine Schraubenverbindung in der Trennfuge übertragen kann, bevor ein relatives Gleiten der Bauteile eintritt. Sie wird beeinflusst durch Reibbeiwert, Klemmkraft, Geometrie, Anzahl und Festigkeit der Verbindungselemente sowie durch die Oberflächenbeschaffenheit der Fügepartner.

Folgen des Überschreitens
Wird die Gleitfestigkeit überschritten, kommt es zu Relativbewegung, Verlust der Klemmkraft, erhöhter Schraubenbelastung, Losdrehrisiken und möglichen Schäden an Kontaktflächen.

Berechnung nach VDI 2230
Die VDI 2230 Blatt 1 ermöglicht die rechnerische Auslegung von Schraubenverbindungen unter Berücksichtigung elastischer Elemente, die dort empfohlen werden. Der Einsatz federnder Sicherungselemente wie Spann- oder NSK-L-Scheiben erhöht die Nachgiebigkeit und verbessert die Erhaltung der Vorspannkraft, besonders bei kurzen Klemmlängen.

Wirkung bei kurzen Klemmlängen
Federnde Verbindungselemente erhöhen die Sicherheit gegen Gleiten deutlich und sind besonders im Leichtbau vorteilhaft, da dort geringe Klemmlängen und kompakte Bauformen üblich sind.

Technisch-wirtschaftliche und ökologische Vorteile:

  • Schraubenzahl: Reduzierung bei gleichbleibender Sicherheit
  • Material: Einsparung durch kleinere Querschnitte
  • Gewicht & CO₂: Beitrag zur Reduktion des Carbon Footprints, besonders im Fahrzeug- und Luftfahrtbereich

Fazit und Ausblick
Federnde Verbindungselemente haben, wie z.B. Spannscheiben gem. DIN 6796 für die Festigkeitsklasse 8.8 oder NSK-Scheiben nach Festigkeitsklassen und Anwendungen differenziert, leisten einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der Gleitfestigkeit und damit zur funktionalen Sicherheit von Schraubenverbindungen. Ihre Berücksichtigung in der Berechnung gemäß VDI 2230 ermöglicht eine optimierte Auslegung, insbesondere bei herausfordernden konstruktiven Rahmenbedingungen wie kurzen Klemmlängen oder dynamischen Belastungen. Zukünftig wird ihr Einsatz im Kontext ressourcenschonender Konstruktionen und CO₂-Reduktion noch an Bedeutung gewinnen. Bei der Verwendung von multifunktionalen Schraubensicherungselementen ist diese Funktionalität, neben der Sicherheit gegen Losdrehen, generell vorhanden und verbessert grundsätzlich die Robustheit der Schraubenverbindung.

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