165Info: 0371 / 520 440 oder www.betecnet.deBestellfax: 0371 / 520 4410 oder Anfragen: info@betecnet.deTechn. InformationenDIN BemaßungMontage von SchraubverbindungenAllgemeines und AnziehverfahrenGrundsätzliche HinweiseFunktionserfüllung 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.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 Querkräfte (FQ) senkrecht 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.Querkraft FQVorspannkraft FV, Spannkraft FS Klemmkraft FKL 40 % 50 %Reibungsverluste im Gewinde unter dem KopfKlemm-kraft10 %Umsetzverhältnis von Anziehmoment in KlemmkraftAnziehverfahrenMaßgebend für die Qualität und Dauerhaltbarkeit einer Schraubenverbindung ist die genaue Einstellung/Einhaltung der Montagevorspannkraft. Bei der Montage ist somit neben der Größe der Schraube, der Festigkeitsklasse und den Reibungsverhältnissen das Anzieh-/Montageverfahren von entscheidender Bedeutung. Zahlreiche Versuche, sowie theoretische Betrachtungen haben gezeigt, dass 80 bis 90 % des Anziehdrehmomentes für die Überwindung der Reibung unter Kopf und im Gewinde notwendig sind. Nur ein kleiner Teil wird in die Erzeugung der eigentlichen Vorspannkraft umgesetzt.Man unterscheidet folgende Verfahren:Handanzug Das Anziehen nach Gefühl mit Handwerkzeugen sollte generell nicht angewendet werden! Die Streuung ist auch bei erfahrenen Werkern sehr groß. Erfahrungswerte zeigen, dass Schrauben bis M12 meistens über die Streckgrenze angezogen sind, Schrauben über M14 sind meistens zu niedrig angezogen. Drehmomentgesteuertes Anziehen Das Anziehen mit einem Drehmomentschlüssel weist wegen der Reibwertunterschiede immer noch eine recht hohe Streuung in der Vorspannkraft auf.Impulsgesteuertes Anziehen Bei der Montage mit Schlagschraubern wird die Motorenergie des Schraubers im Schlagwerk in tangentiale Drehimpulse umgesetzt. Damit wird die Schraube stufenweise vorgespannt. Der Vorteil der Schlagschrauber liegt darin, dass durch den Werker fast kein Reaktionsmoment aufgenommen werden muss. Der Nachteil liegt in den vielen Einflussfaktoren auf die Schraubenvorspannung: • Elastizität und Reibwerte der Schraubenverbindung • Elastizität des aufgesteckten Werkzeuges und der Verlängerungen • Schlag-Stärke und -Frequenz-Zeitdauer bzw. gesamte SchlagzahlLängenmessungsgesteuertes Anziehen Aus der Längenänderung der Schraube, die beispielsweise über ein Ultraschallverfahren im Zuge der Montage ermittelt wird, ergibt sich rechnerisch die entsprechende Vorspannkraft. Mit diesem Verfahren wird derzeit die höchstmögliche Genauigkeit erzielt. Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwändig und teuer. Drehwinkelgesteuertes Anziehen Bei diesem Verfahren wird die Schraube zuerst drehmomentgesteuert vorgespannt, dann um einen rechnerisch bestimmten Drehwinkel bis in den Beginn der plastischen Verformung weitergedreht. Das Verfahren erfordert aufwändige Vorversuche und ist damit teuer. Außerdem kann es nur für Schraubenverbindungen mit genügend großer Dehnlänge angewendet werden. Durch die meist plastische Verformung der Schraube ist deren Wiederverwendbarkeit nicht gegeben.Streckgrenzengesteuertes Anziehen Dieses Verfahren erfordert eine Verschraubungsanlage, bestehend aus einem Drehschrauber, einer Steuereinheit und einem Rechner und nutzt zur Steuerung den technischen Sachverhalt, dass bei Erreichen der Streckgrenze der Schraube das Anziehdrehmoment nicht weiter ansteigt. Durch die plastische Verformung der Schraube ist deren Wiederverwendbarkeit nicht gegeben.Hydraulisches Anziehen Die hydraulische Vorspannung erfolgt über das überlange Ende der Schraube. Das Vorspanngerät stützt sich um die Mutter herum ab. Die Mutter kann formschlüssig oder mit einem kleinen Drehmoment angezogen werden. Der Schwerpunkt des hydraulischen Anziehens liegt im Anlagenbau bei großen Schrauben bis M 200. Es können z. B. alle Schrauben eines Flansches gleichzeitig angezogen werden, was zu einer gleichmäßigen Kraftverteilung führt.
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