Die Härtegrenze gehört zum Befestigungsverfahren, nicht zum Teil

Wo die vorige Seite aufhörte

Ein Einpressbefestigungselement wird vom Blech gehalten: Es wird in ein glattes Loch gepresst, und der Blechwerkstoff fließt in eine Hinterschneidung. Alles Weitere folgt daraus, auch die Einschränkung, die wir bis zu ihrem Ende verfolgt haben — das Blech muss der weichere der beiden Partner sein, also legt der Werkstoff des Befestigungselements eine Obergrenze für das Blech fest, in das es eingebaut werden darf.

Diese Seite endete ehrlich und wenig hilfreich: Für ein Edelstahlblech gibt es womöglich keine Katalogantwort. Was sie nicht fragte, ist, ob die Einschränkung eine Eigenschaft des Einpressens ist oder eine Eigenschaft unverlierbarer Befestigungselemente im Allgemeinen. Es ist das Erste.

Drei Befestigungsarten, und nur eine davon verformt das Blech

Eine unverlierbare Blechschraube — eine Schraube, die dauerhaft im Blech gehalten wird, damit sie nicht ins Gerät fällt, wenn die Abdeckung abgenommen wird — wird von einem Bauteil gehalten, das seinerseits irgendwie am Blech befestigt werden muss. Fachberichte über diese Kategorie beschreiben dafür drei Wege:

Die mittlere Spalte ist der ganze Artikel. Beim Einpressen soll das Blech fließen, also muss das Blech fließen können. Beim Bördeln wird stattdessen das Ende des Halters gestaucht, und der Halter ist ein Teil, das der Lieferant in der Hand hat. Vom Blech wird nichts verlangt außer einem Loch.

Betrachten Sie diese drei als die übliche Einteilung, nicht als vollständige Systematik. So wird die Kategorie gewöhnlich beschrieben; niemand hat die Liste als vollständig bestätigt.

Unverlierbar heißt, dass sie nicht verloren geht, nicht, dass sie sich nicht lockert

Das Wort trägt viel, und es lohnt sich, es festzunageln, denn es benennt eine Eigenschaft, und man hört zwei. Eine unverlierbare Schraube wird im Blech gehalten: Dreht man sie ganz heraus, bleibt sie an der Abdeckung, statt ins Gerät zu fallen. Das ist die ganze Aussage.

Darüber, dass die Schraube fest bleibt, sagt sie nichts. Eine Gegenprüfung verwies uns auf Unterlagen von Howmet zur Fehlersuche bei Blechbefestigungselementen; dort heißt es, eine unverlierbare Schraubenbaugruppe könne sich unter Vibration dennoch aus dem Gegenstück herausdrehen und das Gegengewinde vollständig verlassen, und die Antwort darauf sei eine Sicherungsscheibe oder eine selbstsichernde Ankermutter. Wir haben diese Seite nicht selbst gelesen und geben sie als Hinweis weiter; die Unterscheidung, die sie trifft, ist aber genau die, die das Wort übersehen lässt: Halten im Blech und Widerstand gegen Lockerung sind zwei Mechanismen, und wer das Erste kauft, hat das Zweite nicht mitgekauft.

Dieselbe Gegenprüfung fand dokumentierte Arten, wie das Halten selbst versagt — ein zu großes Loch oder ein zu hartes oder zu dünnes Blech, das die Einpressverbindung unvollständig lässt; zu starkes Pressen, das die Haltekraft verringert statt verbessert; eine Bördelung, die sich nie ausbildet, weil Senkung oder Werkzeugausrichtung falsch waren; und offen liegende geschlitzte Halteringe, die herausgedrückt werden. Unverlierbar ist also eine Funktion korrekter Montage, keine Eigenschaft, die im Karton mitgeliefert wird.

Was die Quellen tatsächlich behaupten

Zwei Sätze tragen das Argument, und beide verdienen es, genau gelesen statt umschrieben zu werden:

Gebördelte Blechbefestigungselemente mit unverlierbaren Schrauben lassen sich für praktisch jedes dünne Material beliebiger Härte spezifizieren. (Übersetzung)

Schwimmend gebördelte Befestigungselemente lassen sich in jedes dünne Blechmaterial (einschließlich Leiterplatten) einbauen, unabhängig von der Härte des Blechs. (Übersetzung)

Beachten Sie das „praktisch“ im ersten Satz und die Klammer im zweiten. Die Leiterplatte zu nennen ist aufschlussreich, denn sie ist überhaupt kein Metall — ein Befestigungsverfahren, das in Laminat funktioniert, verlässt sich offensichtlich nicht darauf, dass der Untergrund irgendwohin fließt.

Das sind Beschreibungen dessen, wofür eine Produktfamilie positioniert ist, veröffentlicht als Fachbericht und nicht als Datenblatt eines Herstellers oder als Norm. Das ist eine schwächere Quelle, als diese Website sonst zugrunde legt, und deshalb nennt diese Seite eine Richtung und keine Spezifikation.

Die Dickenangabe, und eine, die nicht aufgeht

Neben diesen Aussagen stehen zwei Zahlen. Die eine lässt sich sauber umrechnen, die andere nicht, und um beide zu prüfen, genügt ein Taschenrechner:

Die erste ist eine Mindestblechdicke, angegeben für einen Grundtyp einer einpressbaren unverlierbaren Schraubenbaugruppe: 0,036 in., 0,92 mm. Die Umrechnung stimmt, beide Hälften dieser Angabe sagen also dasselbe.

Die zweite ist das verfügbare Spiel in der Befestigungsbohrung bei der schwimmend gebördelten Art, gedruckt als 0,81 in. (2,06 mm). Das sind nicht dieselben Längen. Acht Zehntel Zoll sind über 20 mm, was für ein Blechbefestigungselement ein bemerkenswert großes Spiel wäre. Verschiebt man das Komma um eine Stelle, ergeben 0,081 in. 2,057 mm, was der metrischen Angabe in der gedruckten Genauigkeit entspricht. Wir behaupten nicht zu wissen, was die Quelle meinte; wir sagen, dass die beiden Hälften nicht übereinstimmen und nur eine Lesart sie in Einklang bringt. 0,081 ist auch kein Kategoriewert: Eine Gegenprüfung ergab über verschiedene Marken hinweg einen Bereich von etwa 0,060 bis 0,090 in., ohne einheitlichen Branchenwert.

Diese Prüfung lohnt sich bei jeder Zahl, die in zwei Einheiten angegeben wird. Eine Zahl in zwei Einheiten ist ihre eigene Kontrolle, und sie zu nutzen kostet eine Multiplikation.

Was das an der früheren Schlussfolgerung ändert

Das Edelstahlproblem verschwindet nicht; es verlagert sich. Muss das Befestigungselement eingepresst werden — weil auf der Rückseite nichts überstehen soll oder weil die Montagelinie genau das einbaut —, ist die Härteobergrenze real, und das Ergebnis der vorigen Seite bleibt bestehen. Neu ist, dass dies eine Folge der Wahl dieses Befestigungsverfahrens ist, und das Verfahren ist eine Entscheidung, keine Gegebenheit.

Diese Umdeutung ist das Nützliche, wenn einer Spezifikation die Möglichkeiten ausgehen. Zu fragen ist nicht nur, welches Teil die Anforderung erfüllt, sondern welche Einschränkungen der Anforderung aus der Teileklasse stammen und welche aus einer früher und stillschweigend getroffenen Entscheidung. Derselbe Schritt findet sich in der Frage Stiftschraube oder Schraube, wo zwei Fragen in ein Wort zusammengefallen waren.

Was diese Seite nicht belegt hat

• Die Hauptquelle ist ein Fachbericht. Die drei Befestigungsarten, beide zitierten Aussagen und beide Zahlen stammen aus einer Branchenpublikation, nicht aus einem technischen Dokument eines Herstellers oder einer Norm. Jede frühere Seite dieser Reihe stützte sich auf Belastbareres, und der Unterschied wird hier benannt statt geglättet.
• „Beliebige Härte“ ist Positionierung, keine Garantie. Das erste Zitat sagt: praktisch jedes dünne Material beliebiger Härte. Das beschreibt, wofür die Familie gedacht ist. Es ist kein Versprechen für ein bestimmtes Blech, und Prüfdaten werden dazu nicht angeboten.
• 0,92 mm gilt für einen Typ, nicht für die Kategorie. Die Quelle ordnet diesen Mindestwert einem Grundtyp einer unverlierbaren Blechschraubenbaugruppe zu. Nichts hier besagt, dass er für einpressbare unverlierbare Schrauben allgemein gilt, und für die gebördelten Arten haben wir keinen veröffentlichten Mindestwert gefunden.
• Den Widerspruch beim Spiel haben wir nicht aufgelöst. Wir können zeigen, dass 0,81 in. und 2,06 mm verschiedene Längen sind und dass 0,081 in. sie in Einklang bringt. Was die Quelle meinte, muss die Quelle beantworten.
• Für einen Teil dieser Kategorie gibt es Normen, und wir haben keine davon gelesen. Eine Gegenprüfung berichtet, dass unverlierbare Schrauben für Militär und Luftfahrt durch NAS- und MS-Spezifikationen erfasst sind, während Blechdicke, Halter, Spiel, Montagewerkzeug und Leistung gewerblicher federbelasteter Baugruppen durch Herstellerkataloge festgelegt werden. „Es gibt keine Norm“ wäre also falsch, und „das regelt eine Norm“ wäre ebenfalls falsch; was zutrifft, hängt davon ab, aus welchem Markt das Teil stammt.

Dieser Beitrag gehört nicht zu nur einem der sechs Schritte. Er betrifft mehrere Schritte oder Vorgänge nach der Montage. Die zugrunde liegenden Entscheidungen stehen im englischen Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Braucht eine unverlierbare Blechschraube immer ein weiches Blech?

Nein. Diese Anforderung gehört zur Befestigungsart Einpressen, bei der der Blechwerkstoff in eine Hinterschneidung verdrängt wird und deshalb weicher sein muss als das Befestigungselement. Die gebördelte und die schwimmend gebördelte Art verformen statt des Blechs den Halter, und Fachberichte über diese Kategorie beschreiben sie als verwendbar in dünnem Material beliebiger Härte.

Was ist der Unterschied zwischen gebördelt und schwimmend gebördelt?

Beide verformen das Ende des Halters statt des Blechs. Die schwimmende Ausführung verformt es über einer Scheibe, sodass sich die Baugruppe in der Befestigungsbohrung leicht bewegen und einen Versatz zum Gegengewinde ausgleichen kann. Dieses Spiel wird mit bis zu 2,06 mm angegeben, wobei die daneben gedruckte Zollangabe sich nicht in diesen Wert umrechnen lässt.

Wie groß ist die Mindestblechdicke für eine unverlierbare Blechschraube?

Eine veröffentlichte Angabe ist 0,036 in., 0,92 mm, und die Quelle ordnet sie einem Grundtyp einer einpressbaren unverlierbaren Blechschraubenbaugruppe zu, nicht der Kategorie. Die Umrechnung stimmt. Für die gebördelten Arten haben wir keinen veröffentlichten Mindestwert gefunden.

Lässt sich eine unverlierbare Schraube in eine Leiterplatte einbauen?

Die schwimmend gebördelte Art wird als einbaubar in jedes dünne Blechmaterial einschließlich Leiterplatten beschrieben, unabhängig von der Härte des Blechs. Das passt zum Mechanismus: Wenn sich der Halter verformt, muss der Untergrund nicht fließen und daher auch kein Metall sein.

Widerspricht das der Seite über die Härtegrenzen beim Einpressen?

Nein, es grenzt sie ein. Jene Seite behandelt, was geschieht, wenn das Blech das verformte Teil ist, und ihre Schlussfolgerung gilt immer dann, wenn Einpressen das Befestigungsverfahren ist. Diese Seite ergänzt, dass das Befestigungsverfahren selbst eine Wahl ist; eine so erreichte Härteobergrenze ist also eine Folge dieser Wahl und keine Eigenschaft unverlierbarer Befestigungselemente.

Quellen

• Design World, Turning to captive panel screws — die drei Befestigungsarten, die Aussagen, dass gebördelte und schwimmend gebördelte Arten für dünnes Material beliebiger Härte geeignet sind, die Mindestblechdicke von 0,036 in. (0,92 mm) und die Angabe zum Spiel, deren zwei Einheiten nicht übereinstimmen
• Unsere frühere Seite über Einpressbefestigungselemente — woher die Härteobergrenze kommt und warum einer Baugruppe ganz aus Edelstahl die Möglichkeiten ausgehen

Diese Seite stützt sich auf eine einzige Branchenpublikation, ein schwächeres Fundament als die Herstellerhandbücher und technischen Leitfäden von Anbietern, auf die sich der Rest dieser Reihe stützte; deshalb vertritt sie eine Richtung, statt eine Spezifikation zu zitieren. Die drei Befestigungsarten, beide zitierten Sätze und beide Maßangaben stammen aus dieser einen Quelle. Die Rechnung ist unsere und lässt sich wiederholen: 0,036 × 25,4 = 0,914, die daneben gedruckten 0,92 mm stimmen also; 0,81 × 25,4 = 20,574, was nicht den daneben gedruckten 2,06 mm entspricht, während 0,081 × 25,4 = 2,057 ihnen entspricht. Wir berichten, dass die beiden Hälften der Angabe zum Spiel nicht übereinstimmen und eine Lesart sie in Einklang bringt, ohne zu behaupten, wir wüssten, was die Quelle meinte. Für diese Seite wurde kein Herstellerdatenblatt gelesen und keine Norm herangezogen; ob unverlierbare Blechschrauben von einer veröffentlichten Norm erfasst sind, bleibt daher offen.