Dieses Vorgehen kann die Berechnung nach VDI 2230 nicht ersetzen und entspricht nicht dem Stand der Technik. Es kann aber zumindest einen Schraubenbruch bei der Montage nicht berechneter Schrauben verhindern. Hauptursache für solche Brüche sind niedrigere Reibungszahlen als angenommen.
Umgang mit den Richtwerten
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Schritt 1: Reibungszahl μK = μG
Bei Unsicherheit über den genauen Oberflächen- und Schmierzustand von Gewinde und Auflagefläche muss die kleinste in der Praxis (z. B. Erstmontage, Wartung, Reparatur) auftretende Reibungszahl μK = μG aus Tabelle F.044 gewählt werden.
Beispiel:
Wahl für Schraube und Mutter mit Oberflächenzustand galvanisch verzinkt Reibungszahl μK = μG = 0,14 – 0,24, kleinster Wert μK = μG = 0,14
Schritt 2: Montage-Anziehdrehmoment MA max
Dieses maximal zulässige Anziehdrehmoment bei einer 90 %-igen Ausnutzung der Streckgrenze (ReL) resp. der 0,2 %-Dehngrenze (Rp0,2) finden Sie in den Tabellen ab Seite F.048. Dies ist das maximale Montage-Anziehdrehmoment bei Verwendung moderner Schrauber mit Drehmomentstreuung von max. 5 %.
Beispiel:
Sechskantschraube ISO 4017, M12, Festigkeitsklasse 8.8, verzinkt. Suchen Sie auf Seite F.049 bei «Gewinde» M12 die Zeile μK = μG = 0,14. Finden Sie in dieser Zeile in der rechten Tabellenhälfte «Maximale Anziehdrehmomente» in Spalte «Festigkeitsklasse 8.8» das max. Montage-Anziehdrehmoment MA max. = 93 Nm
Schritt 3: Maximale Montage-Vorspannkraft FM max
Mit dem Anziehdrehmoment MA max können Sie in derselben Tabelle auch die resultierende maximale Montage-Vorspannkraft FM max ablesen.
Beispiel:
Sie finden in der linken Tabellenhälfte in Spalte «Festigkeitsklasse 8.8» und auf der Zeile «M12/0,14» die resultierende maximale Montage-Vorspannkraft FM max = 41,9 kN
Schritt 4: Minimale Montage-Vorspannkraft FM min
Die minimale Vorspannkraft erhalten Sie aus der maximalen Montage-Vorspannkraft mit Hilfe des Anziehfaktors αA – siehe F.046.
Beispiel:
Wird mit einem handelsüblichen modernen Drehmomentschlüssel gleichmässig angezogen und die Reibungszahl geschätzt, muss mit einem Anziehfaktor αA = 1,6 bis 2,0 gerechnet werden – siehe Tabelle auf Seite F.046. Ist der Schlüssel, – wie im Beispiel angenommen – signalgebend, gilt der höhere Wert 2,0. Da die kurze Schraube M12x40 sich jedoch mit einem kleinen Drehwinkel anziehen lässt und eine relativ steife Verbindung ergibt, kann dieser Wert etwas niedriger gewählt werden.
Deshalb angenommen αA = 1,8
Minimale zu erwartende Montage-Vorspannkraft:
FM min = FM max/αA = 41,9 kN/1,8
FM min = 23,3 kN
Schritt 5: Kontrolle
Kontrolle mit Berechnungen nach VDI 2230 ist Stand der Technik und wird für eine sichere Auslegung empfohlen
- Genügt die minimale Montage-Vorspannkraft FM min für die in der Praxis auftretenden Maximalkräfte?
- Sind die Flächenpressungen in den Auflageflächen nicht zu hoch?
- Wie gross ist die Restklemmkraft unter Betriebsbedingungen?
- Wird die Dauerfestigkeit der Schraube im Betriebseinsatz nicht überschritten?
Wird das Anziehdrehmoment MA aus irgendwelchen Gründen tiefer angenommen als der Tabellenwert, werden sich auch die Montage-Vorspannkraft FM und die daraus abgeleitete minimale Vorspannkraft FM min um diesen Prozentsatz vermindern! 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.
- ungenügende Fachkenntnisse des Montagepersonals
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