Verschraubungslabor

Untersuchungen an gewindeformenden Knochenschrauben

Entwicklung von Methoden zur optimierten Verschraubung

Gewindeformende Schrauben

Gewindeformende Schrauben erzeugen bei der Montage durch Umformung des Mutterwerkstoffs ihr eigenes Muttergewinde. So können diese Schrauben als „Direktverschraubung“ in ein vorhandenes Einschraubloch geschraubt werden. Daher kann der Arbeitsschritt Gewindeschneiden entfallen, und es fallen keine Späne an. Weitere Vorteile bestehen in der Spielfreiheit, der größeren Gewindeüberdeckung und der Sicherheit gegen selbsttätige Lösen der Verbindung.

Einsatz medizinischer Knochenschrauben

Die Osteosynthese ist die operative Verbindung von zwei oder mehreren Knochen oder Knochenfragmenten mit dem Ziel, dass diese zusammenwachsen. Bei einer Plattenosteosynthese wird der gebrochene Knochen mit Schrauben und einer Metallplatte fixiert und stabilisiert.

Verschraubungsprüfstand

Wichtige Parameter zur Bestimmung der Qualität der gewindeformenden Verschraubung sind das Furchmoment, das bei der Gewindeformung entsteht und das Überdrehmoment, das beim Versagen des Gewindes auftritt. Um diese Parameter in Abhängigkeit vom Eindrehwinkel bestimmen zu können, wurde ein Verschraubungsprüfstand entwickelt, der diese bei vorgegebenem Anpressdruck über Kraft- und Drehmomentsensoren aufzeichnet. Mit diesen Daten können dann die charakteristischen Drehmoment-Zeit-Kurven bzw. Drehmoment-Drehwinkel-Kurven erstellt werden, deren Auswertung Rückschlüsse auf die Qualität der Verbindung erlauben.

Belastungsanalyse von Knochenschrauben

Nach den so ermittelten optimalen Verschraubungsparametern kann die finale Belastbarkeit einer Knochenschraubenverbindung über eine Auszug-/Ausdrückanlage bestimmt werden, die querkraftfrei die Kraft bis zum Versagen der Verbindung Schraube-Knochen misst.

Verschraubungsanalyse von Knochenschrauben

Erste Versuche an gewindefurchenden Verschraubungen mit Knochenschrauben zeigen charakteristische Kurvenverläufe beim Durchdringen der Kortikaliswand. Weiterhin lassen sich, bei Steigerung des Verschraubungsmoments bis zum Überdrehmoment, Empfehlungen für das optimale Verschrauben und Prognosen über das Versagen der Verbindung machen.

Leitung:

Prof. Dr. Hofmann-von kap-herr

Professor Fachbereich Technik
Hochschule Trier | Hauptcampus

Schneidershof
54293 Trier
Gebäude A  | Raum 210
Tel.: +49 651/8103-426
E-Mail: K.Hofmann-von Kap-herr(at)hochschule-trier.de

Prüfstand Knochenverschraubung
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