„Was hält das kleine Ding eigentlich aus?“
Immer wieder ist das Staunen groß, wenn wir berechnen, was eine hochwertige Schraube für eine Kraft hat und aushalten kann.
Zunächst: Schrauben können aus diversen Materialien hergestellt werden. Für uns – also den Einsatz am RC-Auto – kommen nur Edelstahl, Stahl und selten Titanschrauben in Frage.
Zugfestigkeit und Streckgrenze
Stahl gibt es in verschiedenen Härten und Festigkeiten. Aus Härte und Festigkeit ergeben sich die sog. „Zugfestigkeit“ und „Streckgrenze“. Mit diesen kann man rechnen.
Zugfestigkeit beschreibt die maximale Spannung, die eine Schraube ertragen kann und die Streckgrenze beschreibt den Punkt, ab dem nach einer Ausdehnung ihres Materials die Schraube nicht wieder in die ursprüngliche Form zurück gehen kann. Also, wann sie ausleiert.
Zugfestigkeit und Streckgrenze berechnen
Was heißt das jetzt genau?
M5 = Durchmesser 5mm
20 mm = Länge
12.9 = Festigkeitsklasse, angegeben mit den Werten 12 und 9
Info: Es heißt „12-Punkt-9“ und nicht „12-Komma-9“, denn es handelt sich bei der 12 und der 9 um zwei völlig unterschiedliche Werte.
Mit diesen beiden Werten lassen sich Mindestzugfestigkeit und Streckgrenze errechnen und in Newton (N) ausgeben. Diese N-Werte werden dann auf die Fläche der Schraube angewendet.
Newton ist die physikalisch Einheit für Kraft, die gebraucht wird, um einen Körper mit der Masse von 1kg gleichmäßig auf 1 Meter pro Sekunde zu beschleunigen.
Man rechnet die Schraube so aus:
Mindestzugfestigkeit → Wert 12 x 100 = Newton pro mm². Also 12 x 100 = 1200 Newton/mm²
Streckgrenze → Wert 12 x Wert 9, multipliziert mit 10. 12 x 9 = 108 | 108 x 10 = 1080 N/mm²
Was hält eine Schraube aus?
Die Schraube ist rund und hat eine Fläche, die „aushalten“ muss. Also heißt es jetzt, Flächenberechnung.
In unserem Fall ist es eine M5 Schraube, deren Kern ohne die Gewindeauslage einen ISO-genormten Durchmesser von 4,019 mm hat. Mit diesem Kerndurchmesser rechnen wir die Fläche der Schraube mithilfe der Flächenrechnung für einen Kreis wie folgt aus:
Kreisfläche = (π x 4,019²):4
Kreisfläche = (π x 16,152361):4
Kreisfläche =12,686 mm²
Wir nehmen den sicheren Wert der Streckgrenze der Schraube, also 1080 N/mm² und multiplizieren ihn mit der Kreisfläche.
12,686 mm² x 1080 N/mm² = 13700,88 N
Jetzt haben wir die Kraft, welche die Schraube maximal aushält. Aber, wir denken nicht in Newton, sondern in Kilogramm. Also umrechnen wie folgt:
13700,88 N : 9,81 m/s² = 1396,62 kg
Das heißt also, dass eine „M5 x 20 mm 12.9“ Schraube ganze 1.396,62 kg dauerhaften Zug aushält, ohne irgendwie nachzugeben. Wahnsinn!
Wir sind da jedes Mal baff, wenn wir so etwas berechnen. So ein kleines Ding kann so eine Kraft dauerhaft aushalten.
Ihr vielleicht auch?
Viel Spaß beim Schrauben! Und wenn so eine Schraube in der Qualität dann mal flöten geht, weiß man auch umso besser, welche Kräfte auf so einen RC-Flitzer wirken können.
Euer RC-SCHRAUBEN Team!
