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Schraubenverbindungen

Am Fahrrad gibt es viele tragende Schraubenverbindungen die bei jeder Bewegung auf  starke, wechselnde und wiederholte Quer-, Längs- und Drehkräfte beansprucht werden. Daher ist besonders auf die Qualität der Schrauben und auf eine fachgerechte Montage zu achten. Schrauben werden für jeden erdenklichen Schraubfall in verschiedenen Größen mit unterschiedlichen Oberflächen-beschichtungen angeboten. Heutzutage werden Schrauben mit sehr hohen Fertigungslosen und einem hohem Automatisierungsgrad gefertigt, worunter die Qualität leiden kann. Dazu kann man Beschädigungen beim Transport und beim Umlagern auch nicht ausschliessen. Daher die meisten Schrauben am Fahrrad nicht geschützt sind können Witterungsverhältnisse den Schraubenverbindungen stark zusetzen. Auch eine nicht fachgerechte Montage kann zu unangenehmen Knackgeräuschen führen oder die Schraubverbindung kann sich lösen. Folgende Beiträge können Abhilfe schaffen und für eine fachgerechte Montage sorgen.

Vorbereitung eines Schraubfalls

Bevor man anfängt eine Schraube zu montieren sollten folgende Punkte beachten um nicht das Gewinde der Fahrradteile zu beschädigen. Besonderlich ärgerlich ist es wenn Gewindebohrungen in den teureren Komponenten wie im Rahmen oder der Gabel beschädigt werden.

Schrauben müssen frei von Öl, Schlagstellen, Rost und Schmutz sein.

Schlagstellen auf dem Gewinde erschweren oder verhindern die Montage der Schraube. Kleinere Schlagstellen können mit einer Schlüsselfeile legalisiert werden. Bei größeren Beschädigungen am Gewinde oder irreparable Schäden wird die Schraube entsorgt.

Öl können das Anzugsmoment verfälschen , als Folge kann die Schraube durchdrehen und somit das Gegengewinde ruinieren.

Rost und Schmutz erschweren die Montage der Schrauben und der Schraubenkopf kann nicht komplett aufliegen. Das kann dazu führen das sich die Schraube löst. Die Schrauben können mit WD-40 oder Bremsenreiniger besprüht werden und danach mit einem Lappen gereinigt werden oder mit einer Druckluftpistole abgeblasen werden.

 

Für die Schraube ist das entsprechende Werkzeug zu verwenden

Für Kreuz- und Schlitzschrauben sollte der richtige Bit verwendet werden. Ist einmal der Schraubenkopf ruiniert kann man die Schraube nur noch erschwert demontieren. Daher sollte man vor der Verschraubung prüfen ob man das richtige Werkzeug benutzt.

Das angegebene Anzugsmoment ist einzuhalten.

Die Vorgaben für das richtige Anzugsmoment findet man in den beiliegenden Anleitungen oder direkt auf der Fahrradkomponente. Es sollten bei jeder Schraubenverbindung das angegebene Drehmoment mit einem Drehmomentschlüssel angezogen werden. Oft wird nach Gefühl die Schraube angezogen und man verschätzt sich meistens, das kann zum Abreißen der Schraube führen, das Gegengewinde beschädigen oder ein Lösen der Schraube verursachen. Unterwegs reicht ein Mini-Tool aus mit dem die Schraube vorsichtig angezogen wird und daheim soll nochmals mit dem Drehmomentschlüssel kontrolliert werden.

Anbauteile müssen gereinigt werden

Die Auflageflächen der Fahrradkomponenten sollten immer frei von Schmutz, Rost, Grate und sonstigen Verunreinigungen sein. Fremdkörper auf den Auflageflächen können ein Verkanten der Bauteile verursachen. Des Weiteren sorgen Schmutz an Kontaktflächen für unangenehme Knackgeräusche. Leichte Verschmutzungen können mit heißem Wasser und Spülmittel gereinigt werden. Für grobe Verschmutzungen und Rost eignet sich WD 40 (bei Bremsscheiben und Bremsbeläge nur Bremsreiniger verwenden). Grate und raue Oberflächen kann man mit einer Feile und Schmirgelpapier entfernen.

 
 

Fachgerechte Montage einer Schraubverbindung

Die Durchgangsbohrungen vom Anbauteil sollen immer in einer Linie ausgerichtet zu den Gewindebohrungen. Die ersten zwei Gewindegänge der Schraube sollten immer ohne hohen Kraftaufwand mit der Hand eingedreht werden. Mit dem Werkzeug hat man nicht das nötige Gefühl und es kann leicht passieren das man die Schraube schief ansetzt. Mehrere Schrauben werden immer über Kreuz abwechselnd und gleichmäßig mit ¼ bis ½ Umdrehung angezogen. Am Ende werden nochmals alle Schrauben der Verschraubung auf das richtige Anzugsmoment kontrolliert.

Einen ausgehölten Schraubenkopf demontieren

 

Ein ausgehöhlter Schraubenkopf resultiert meistens daraus, dass man zur Demontage der Schraube ein falsches Werkzeug verwendet hat oder die Schraube hat eine minder-wertige Qualität hat. Diese Methode zeigt wie man mit Hilfe eines Schlitzes im Schraubkopf die Schraube wieder demontieren kann.

  1. Als Erstes machen wir mit einer Dreikantfeile einen kleinen Anschnitt mittig in die Außenkante vom Schraubenkopf. Somit kann die Eisensäge nicht abrutschen und wir beschädigen angrenzende Bauteile nicht.
  1. Jetzt wird mit der Eisensäge auf der Mittelinie vom Schraubenkopf ein ca. 3-4 tiefer Schlitz gesägt.
  1. Als nächstes wird ein passender Schraubendreher in den Schlitz gesetzt und man kann die Schraube demontieren.
  2. Durch den Sägeschnitt wurde die Oberflächenbeschichtung beschädigt. Um Korrosion vorzubeugen kann man den Schraubenkopf mit Zinkspray einsprühen.

Tipp: Sollte der Schraubendreher nicht optimal in den Schlitz passen, kann man versuchen mit leichten Hammerschlägen ihn in den Schlitz zu stoßen.

Hier sieht man eine Schraube mit Halbrundkopf, die geschlitzt worden ist. Normalerweise sollte ein Inbusschlüssel Gr.2 passen. Diese Schraube  sichert den Bremsbelag gegen verrutschen in der Bremsschuh bei einer Felgenbremse von einem Rennrad.

Eine Gewindebohrung reparieren

Es kann immer mal wieder vorkommen das sich Schmutz oder Späne in einer Gewindebohrung befinden. Auch der Gewindeanschnitt von der Gewindebohrung kann fehlerhaft gefertigt sein. Diese Ratschläge gelten nur mit der Vorrausetzung das die Schraube zur Gewindebohrung passt. Diese Ratschläge gelten nur für Gewinde aus den Materialien Aluminium und Stahl!

Problem: Die Schraube läßt sich nicht komplett eindrehen.

Ursache: Schmutz und Grate zwischen den Gewindegängen oder

Gewindetiefe nicht tief genug geschnitten

Lösungen:

Bei leichten Verschmutzungen kann man mit Hilfe einer Druckluftpistole das Innengewinde ausblasen oder versuchen durch schütteln des Bauteils die Verschmutzungen zu lösen und mit dem Mund ausblasen.

Bei hartnäckigen Verschmutzungen, festsitzenden Spänen oder die Gewindetiefe ist zu gering, dann kann das Gewinde nachgeschnitten werden. Zum Innengewinde nachschneiden benötigt man ein Windeisen, Schneidöl und den entsprechenden Hand-Gewindebohrer.

1.Zuerst gibt man ein paar Tropfen Öl auf den Gewindebohrer.

2. Dann setzt man den Gewindebohrer senkrecht zur Gewindebohrung an und dreht mit Druck langsam rechts herum in die Gewindebohrung.

3. Nach ca. 1-2 Umdrehungen dreht man den Gewindebohrer um ca. halbe Umdrehung zurück um den abfließenden Span zu brechen. Der Gewindebohrer wird weiter im Uhrzeigersinn in die Bohrung gedreht.

Das hier ist ein vollständiges Set mit den gängigen

Gewindegrößen von M3- M12. Inklusive Windeisen

und dazu passenden Spiralbohrern.

                                                   


 

Problem: Schraube läßt sich gar nicht einschrauben

Ursache: Gewindeanschnitt der Gewindebohrung ist fehlerhaft, Schraubenende ist fehlerhaft

Lösung: Ist die Schraube deformiert oder die ersten Gewindegänge der Gewindebohrung sind deformiert. Bei der Schraube feilt man die Gewindegänge frei. Im Normalfall lohnt sich das nicht, weil die Schrauben fürs Fahrrad in vielen Fahrradgeschäft für einen kleinen Preis vorrätig sind.

Wurde die Gewindebohrung zu tief angesenkt, so dass die ersten Gewindegänge verdrückt sind. Kann man hier den Gewindeanschnitt mit einem Sackloch-Gewindebohrer nachschneiden. Das ist der selbe Vorgang wie oben schon beschrieben.


 

Problem: Schraube läßt sich durchdrehen

Ursache: das angegebene Drehmoment wurde überschritten und man hat die

Gewindebohrung ruiniert.

Lösung: Um die Schraube wieder demontieren zu können wird mit einem Schraubendreher der Schraubenkopf leicht angehoben während die Schraube gegen den Uhrzeigersinn herausgedreht wird. In solchen Fällen ist meistens die Gewindebohrung ruiniert. In meiner Anleitung „Eine defekte Gewindebohrung mit einem Helicoil Einsatz reparieren“ zeige ich eine Möglichkeit für fortgeschrittene Schrauber. Ansonsten kann man die Komponente mit der defekten Gewindebohrung entsorgen. Darum beachtet die Anleitung „ Vorbereitung eines Schraubfalls“.

Eine defekte Gewindebohrung mit einem Gewindeeinsatz ( Helicoil) reparieren

 

In einigen Ausnahmefällen kommt es vor das die Gewindebohrung mit den normalen Methoden nicht mehr instandgesetzt werden kann. Meistens ist ein erhöhtes Anzugsmoment die Ursache und das Ergebnis ist dass man die Schraube durchdrehen kann. Daher die Schraube aus Eisen ist und die meisten Fahrradkomponenten aus Aluminium wird das weichere Material nachgeben. Zieht man dann die Schraube zu fest an, verdrückt die Schraube die Gewindegänge von der Gewindebohrung und die Schraube dreht durch. Darum beachtet den Beitrag „Vorbereitung eines Schraubfalls“.

Die Gewindebohrung ist somit ausgehöhlt und nicht mehr zu verwenden. Besonders bei Gewindebohrungen bei den teuren Komponenten wie im Rahmen und an der Gabel sind deshalb die Anzugsmomente besonders zu beachten.

Hier ist eine Möglichkeit für geübte Schrauber um eine Gewindebohrung im Werkstoff Aluminium zu reparieren. Diese Methode wird im Maschinenbau auch verwendet, wenn auf eine Gewindebohrung hohe Kräfte wirken in einem Bauteil mit geringerer Festigkeit wie Aluminium.

Werkzeug:

  • Bohrmaschine
  • Schneidöl
  • Handgewindebohrer
  • 90° Senker
  • Spiralbohrer
  • Druckluftpistole
  • Wendeisen
  • Messschieber
 
  1. Als erstes wird geprüft ob die Reparatur möglich ist. Dazu messen wir mit einem Messschieber den Durchmesser der Kernlochbohrung der defekten Gewinde-bohrung. Am Besten man verwendet die Innenschenkel des Messschieber zum Messen. Die Kernlochbohrung für eine M5 Gewindebohrung mit Helicoil-Einsatz ist größer wie die Kernlochbohrung für eine normale metrische Gewindebohrung. Laut der unten stehenden Tabelle darf die defekte Gewindebohrung nicht größer im Durchmesser sein als 5,3 mm +0,2. Ist die defekte Bohrung schon so extrem ausgehöhlt dass das Maß 5,5mm überschritten wird ist die Gewindebohrung nicht mehr zu reparieren.

Gewindebohrung

Helicoil Einsatz

M3M4M5M6M8M10M12

Kernlochbohrung

Helicoil Einsatz

3,2mm4,2mm5,2mm6,3mm8,4mm10,512,5
  1. Jetzt wird die neue Kernlochbohrung gesetzt. Ist es eine Sacklochbohrung wird mit dem Messschieber die Tiefe der Bohrung gemessen. Dann wird der Bohrer mit diesem Maß gekennzeichnet, somit bohren wir nicht zu tief. Bei Durchgangsbohrungen entfällt dieser Arbeitsschritt. Nun wird der Bohrer senkrecht in einer Linie zu der defekten Gewindebohrung angesetzt, dabei sollte ein Helfer von der Seite beobachten ob die Bohrung gerade verläuft.
  1. Nachdem die Bohrung gefertigt worden ist wird sie angesenkt. Somit bekommt man eine gute Führung beim Einschrauben des Helicoil Einsatzes und beim Gewindeschneiden. Der 90° Senker wird in das Bohrfutter gespannt und mit ca. 200/min ( ca. 30% der Umdrehungszahl vom Bohren) wird die Kernlochbohrung angesenkt. Es wird ca. 1- 1,5 mm tief gesenkt.
  1. Als nächstes wird das Gewinde geschnitten. Der Gewindebohrer wird in das Windeisen geklemmt und mit ein paar Tropfen Öl benetzt. Auch der Gewindebohrer muß senkrecht in einer Linie zur Kernlochbohrung ausgerichtet sein. Nun drehen wir mit etwas Druck den Gewindebohrer im Uhrzeigersinn in die Bohrung. Nach ca. 2 Umdrehungen drehen wir den Gewindebohrung um eine halbe Umdrehung zurück um den Span zu brechen. Dann können wir weiter schneiden bis die Gewindetiefe erreicht ist ( Grund der Kernlochbohrung).
  1. Jetzt wird die Gewindebohrung am Besten mit einer Druckluftpistole von dem restlichen Schmiermittel und Spänen gereinigt. Die Länge des Helicoil Einsatzes sollte entsprechend der Gewindetiefe gewählt werden. Ist kein passender Einsatz vorhanden, kann man einen längeren Helicoil Einsatz mit dem Seitenschneider auf die entsprechende Länge kürzen. Die Länge des Helicoil Einssatzes sollte etwas kürzer gewählt werden als die Gewindetiefe. Ansonsten stehen Gewindegänge über der Anschraubfläche hinaus und die Schraube oder das Anbauteil kann nicht eben aufliegen.
  1. Der Helicoil Einsatz wird in das Eindrehwerkzeug eingelegt und an dem Mitnehmerzapfen eingeklemmt. Das Eindrehwerkzeug wird senkrecht zur Gewindebohrung angesetzt und ohne Druck wird der Einsatz eingedreht bis ca. ein halber Gewindegang von der Auflagefläche frei bleibt. Der Mitnehmerzapfen wird mit einem leichten Schlag auf dem Eindrehwerkzeug gebrochen oder mit einen Schraubendreher abgebrochen. Der Mitnehmerzapfen muß entfernt werden.
Das Gewinde mit Gewindeeinsatz kann jetzt genauso verwendet werden wie eine normale Gewindebohrung. Diese Methode ein defektes Gewinde zu reparieren eignet sich ab der Gewindegröße M3. Hier wird ein Gewindeeinsatz Reparaturset angeboten mit den gängigen Gewindegrößen von M5- M12. Das Set ist komplett mit den entsprechenden Spiralbohrern, Eindrehwerkzeugen und eine vielzahl von Gewindeeinsätzen.