Ganzes Kapitel herunterladen: Vorspannkräfte und Anziehdrehmomente
Angaben in Anlehnung an VDI 2230, Ausgabe 2015: Maximale zulässige Anziehdrehmomente und resultierende maximale Vorspannkräfte für Sechskantschrauben ISO 4014 – 4018, Innensechskantschrauben ISO 4762 und für Schrauben mit analogen Kopffestigkeiten und Kopfauflageflächen der Festigkeitsklassen 3. 6 bis 12. 9 bei einer 90%-igen Ausnutzung der Streckgrenze R eL /0, 2%-Dehngrenze R p0, 2. Bohrungen nach ISO 273-mittel. Die Tabelle zeigt zulässige Maximalwerte und enthält keine weiteren Sicherheitsfaktoren. Sie setzt die Kenntnis der einschlägigen Richtlinien und Auslegungskriterien voraus. Richtwerte für die folgenden Tabellen
Die Richtwerte sind etwas höher als in der früheren Version VDI 2230, Ausgabe 1986, da unter Beachtung bislang nicht genutzter Reserven die Schraubenfestigkeit durch eine höhere Montage-Vorspannkraft besser ausgenutzt wird. Ups, bist Du ein Mensch? / Are you a human?. Nachweisrechnung notwendig! VDI 2230, Ausgabe 2015
Anziehdrehmoment für die folgenden Tabellen
Mit M A = F M · X kann das Anziehdrehmoment zu jeder anderen Vorspannkraft errechnet werden.
Ups, Bist Du Ein Mensch? / Are You A Human?
Ob die Verbindungseigenschaften dann noch genügen, muss der Anwender prüfen. Mögliche Gründe für ein solches Vorgehen:
unvorhersehbare tiefere Reibungszahlen als angenommen und damit Risiko für einen Schraubenbruch bei der Montage
eventuelle Verwendung ungenauerer Drehmomentschlüssel als vorgegeben und damit ähnliches Risiko für ein Versagen
Klemmteile, die sich unvorhergesehen deformieren könnten oder Ähnliches.
Umgang Mit Den Richtwerten | Bossard Schweiz
Beim erstmaligen Anziehen werden etwas mehr als 40 kN erreicht, beim vierten nur etwa 34 kN. Die Vorspannung nimmt also deutlich weniger ab als bei verzinkten Schrauben. Allerdings wird die theoretisch vorhergesagte Vorspannkraft nicht verwirklicht. Eine gleiche Schraubenverbindung mit Schmiermittel sollte nach Tabelle bei 63 Nm Anziehdrehmoment 45, 2 kN Vorspannkraft aufbringen. Beim Messen im Versuch werden bei der ersten Montage 39 kN Vorspannkraft erreicht, bei weiteren Montagen nahezu gleich grosse Vorspannkräfte. Umgang mit den Richtwerten | Bossard Schweiz. Allerdings betragen diese auch hier weniger als theoretisch vorhergesagt. Passende Reibwerte wählen Die Beispiele zeigen, dass für nicht geschmierte verzinkte Schrauben ein Reibungskoeffizient von 0, 12 zur Auswahl des Anziehdrehmoments eingesetzt werden kann. Bei den anderen Schraubenmontagen wäre es hinsichtlich der generierbaren Vorspannkraft besser, aus der Drehmoment-Tabelle einen Reibungskoeffizienten von 0, 1 für geschmierte und 0, 14 für trocken montierte Schrauben zu wählen.
Umgang Mit Den Richtwerten | Bossard Deutschland
SFS: Schraubverbindungen optimieren Geschmierte Schraube hält besser Reibung beeinflusst erheblich die Festigkeit von Schraubenverbindungen. Kennt man einige grundlegende Zusammenhänge, lassen sich Schraubenverbindungen optimieren. Beim Montieren geschmierte Gewinde tragen wesentlich zu sicheren Schraubenverbindungen bei. Anbieter zum Thema
Erheblich differierend: Verzinkte und vom Vergüten schwarze Schrauben mit Muttern und Scheiben zum Messen der Vorspannkraft abhängig vom Anziehdrehmoment (Bild: SFS) Konstrukteure stimmen Schraubenparameter wie Dimension, Festigkeitsklasse und Klemmlänge auf die erwarteten statischen und dynamischen Belastungen ab. Aus der Mindestklemmkraft und der dafür benötigten Vorspannkraft ergibt sich das passende Anzugsdrehmoment. Dies kann rechnerisch analytisch oder mit entsprechender Software numerisch ermittelt werden. Häufig nutzt man vereinfacht die Drehmoment-Tabellen nach VDI 2230. Zuverlässig sichere Verbindung Schraubenverbindungen werden üblich gleitfest ausgelegt.
Diese Annahmen kann man in Versuchen prüfen. Dazu misst man Anziehdrehmomente und erreichbare Vorspannkräfte mit Drehmomentschlüssel und Ringkraftaufnehmer. In einem Beispiel dient dazu ein Drehmomentschlüssel Garant TWdrive 20–200 Nm, ein Ringkraftmesser SM70-M12-100 kN sowie ein DMS-Wägeindikator VT-100. Eine nicht geschmierte, galvanisch verzinkte Sechskantschraube nach ISO 4014 M12x65 Güte 8. 8 mit Sechskantmutter nach ISO 4032 und Scheiben nach ISO 7089, Härte 200 HV, erreicht beim Anziehen nach der Tabelle aus der Richtlinie VDI 2230, Blatt 1, bei 84 Nm Anziehdrehmoment und angenommenem Reibwert 0, 12 43 kN Vorspannkraft. Beim Messen ergeben sich abweichende Daten. Beim erstmaligen Anziehen der Mutter werden etwas mehr als 44 kN erreicht, beim vierten Mal nur noch etwa 19, 5 kN. Bei jedem Anziehen und Lösen reibt etwas Zink von der Schraube und der Mutter ab. Daraus ergibt sich beim nächsten Anziehen eine wesentlich höhere Reibung. Bereits beim zweiten Anziehen erreicht man deutlich weniger als die theoretisch vorausgesagte Vorspannkraft.