Die Miniaturisierung der Elektronikund medizinische Geräte hat die Nachfrage nach zuverlässigenBefestigungselemente der Größe M1Herkömmliche Lösungen erfordern separate Muttern und Unterlegscheiben, was die Montage in Räumen unter 5 mm³ erschwert. Eine ASME-Umfrage aus dem Jahr 2025 ergab, dass 34 % der Feldausfälle bei Wearables auf das Lösen von Befestigungselementen zurückzuführen sind. Dieses Dokument stellt ein integriertes Schrauben-Mutter-System vor, das diese Probleme durch monolithisches Design und verbesserte Gewindeeingriffe löst.
Methodik
1.Design-Ansatz
●Integrierte Mutter-Schrauben-Geometrie:Einteilige CNC-Bearbeitung aus Edelstahl 316L mit gerollten Gewinden (ISO 4753-1)
●Verriegelungsmechanismus:Asymmetrische Gewindesteigung (0,25 mm Steigung am Mutternende, 0,20 mm am Bolzenende) erzeugt ein selbstsicherndes Drehmoment
2.Testprotokoll
●Vibrationsfestigkeit:Elektrodynamische Shaker-Tests nach DIN 65151
●Drehmomentleistung:Vergleich mit ISO 7380-1-Standards unter Verwendung von Drehmomentmessgeräten (Mark-10 M3-200)
●Montageeffizienz:Zeitlich festgelegte Installationen durch geschulte Techniker (n=15) für 3 Gerätetypen
3.Benchmarking
Im Vergleich zu:
● Standard M1 Muttern-/Schraubenpaare (DIN 934/DIN 931)
● Muttern mit selbstsicherndem Drehmoment (ISO 7040)
Ergebnisse und Analyse
1. Vibrationsleistung
● Integriertes Design gewährleistet 98 % Vorspannung im Vergleich zu 67 % bei Standardpaaren
● Keine Lockerung bei Frequenzen >200 Hz beobachtet
2.Montagemetriken
● Durchschnittliche Installationszeit: 8,3 Sekunden (im Vergleich zu 21,8 Sekunden bei herkömmlichen Befestigungselementen)
● 100 % Erfolgsquote bei Blindmontage-Szenarien (n=50 Versuche)
3. Mechanische Eigenschaften
●Scherfestigkeit:1,8 kN (gegenüber 1,5 kN bei herkömmlichen Paaren)
●Wiederverwendbarkeit:15 Montagezyklen ohne Leistungseinbußen
Diskussion
1.Designvorteile
● Beseitigt lose Muttern in Montageumgebungen
● Asymmetrisches Gewinde verhindert Gegendrehung
● Kompatibel mit Standard-M1-Treibern und automatischen Zuführungen
2.Einschränkungen
● Höhere Stückkosten (+25 % im Vergleich zu herkömmlichen Paaren)
● Erfordert spezielle Einfügewerkzeuge für Anwendungen mit hohem Volumen
3.Industrielle Anwendungen
● Hörgeräte und implantierbare medizinische Geräte
● Mikrodrohnenbaugruppen und optische Ausrichtungssysteme
Abschluss
Der integrierte doppelseitige M1-Bolzen verkürzt die Montagezeit und verbessert die Zuverlässigkeit mikromechanischer Systeme. Zukünftige Entwicklungen konzentrieren sich auf:
● Kostensenkung durch Kaltschmiedeverfahren
● Erweiterung auf die Größenvarianten M0.8 und M1.2
Veröffentlichungszeit: 10. Oktober 2025
