„Rote Seiten“: Technische Informationen für ... - REYHER

Grundsätzliche Hinweise
Funktionserfüllung und Dauerhaltbarkeit von Schraubenverbindungen
werden hauptsächlich bestimmt
durch die Faktoren
– mechanische Eigenschaften
(Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung)
– Betriebsbedingungen (statisch/dynamisch...)
– Beanspruchungen (Temperatur, Korrosion)
– Dimensionierung (Durchmesser, Länge)
– ggf. Sicherung gegen Lockern oder Losdrehen
– Montage (Anziehverfahren, Vorspann-/
Klemmkräfte, Anziehmoment...)
Es ist Aufgabe der konstruktiven Planung, in Kenntnis aller
Anforderungen die geeigneten Verbindungselemente zu
bestimmen, mit den genormten Bezeichnungen zu definieren
und die notwendigen Montageanweisungen vorzugeben.
TiV-46
Montage von Schraubenverbindungen
Mounting of screw connections
Für die „Systematische Berechnung hochbeanspruchter
Schraubenverbindungen“ steht als anerkanntes Standardwerk
die VDI-Richtlinie 2230 zur Verfügung.
Schraubenverbindungen sollen so berechnet und montiert sein,
dass aufgrund ausreichend bleibender Klemmkraft unter
Betriebsbelastungen keine Scherkräfte (F Q) quer zur Schraubenachse
zur Wirkung kommen können. Hierbei sind auch Klemmkraftverluste
infolge von Setzbeträgen zu berücksichtigen.
Sind die Querkräfte größer als die Klemmkraft führt dies zum
Lockern – und schließlich zum Versagen – der Verbindung.
F v
D
Querkraft F Q
Lateral force F Q
F v
Die jeweils erforderliche Klemmwirkung wird bei der Montage
durch Einbringen einer dem Durchmesser und der Streckgrenze
des Verbindungselementes entsprechenden Vorspannung F V
( = vor Betriebsbeanspruchung) über das Anziehen der
Gewindeteile erreicht.
Der Genauigkeitsgrad für das Erreichen der erforderlichen
Vorspannkraft wird beeinflusst durch
– die Art des Verschraubungsfalles
(hart oder weich/kurz oder lang)
Vorspannkraft F V, Spannkraft F S
Initial tension force F V,
tension force F S
– das Anziehverfahren und dessen Streuung
➔ Richtwerte Tabelle 1
– die Oberflächenzustände und daraus
resultierende Reibungsverhältnisse
➔ Richtwerte Tabelle 2 und 3
– spezielle Verschraubungskomponenten
(z. B. Dichtungen, Federelemente...)
General points
The functional requirements to be met and the long-time
durability of screw connections are determined by
the following parameters:
– mechanical characteristics
(tensile strength, yield point, extension)
– operation conditions (static/dynamic, etc.)
– stresses (temperature, corrosion)
– dimensions (cross section, length)
– if required, locking device to prevent loosening or unscrewing
– mounting (fastening procedure, initial tension forces/
binding forces, tightning torque, etc.)
The constructive development department, knowing all requirements,
is responsible for determining the suitable fasteners,
defining them in accordance with the standardized designations
and providing the required mounting instructions.
For the systematic calculation of screw connections which
are subject to extreme stresses refer to the VDI regulations
no. 2230 ”Systematic calculation of high duty bolted joints“.
Screw connections must be calculated and mounted in such a
manner that there will be no shearing forces (F Q) transversally
towards the screw’s axis in operating conditions due to sufficient
binding forces. In this case, additionally, binding force
losses due to settling must be taken into consideration. If the
transversal forces are higher than the binding force, this will
result in loosening of the screw connection until it finally fails.
Klemmkraft F KL
Binding force F KL
The respectively required binding strength is achieved while
mounting. By fastening the threaded parts, an initial tension F V
is applied ( = before the connection is subject to operational
stresses) which corresponds to the cross section and to the
yield point of the connecting element.
The degree of accuracy for achieving the required initial tension
is influenced by:
– the type of the screw connection
(hard or soft/short or long)
– the fastening procedure and its inaccuracy
➔ table 1 for standard values
– the surface conditions and resulting frictional losses
➔ table 2 and 3 for standard values
– special screw connection components
(e.g. sealings, tension elements, etc.)
Klemmkraft
10 %
40 % 50 %
Reibungsverluste
im Gewinde unter dem
Kopf
Umsetzverhältnis von
Anziehmoment in Klemmkraft
Conversion ratio of torque figures
into binding force
Tab. 1 – 7 ➔