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4 CONNECT BAND V – SICHERN VON GESCHRAUBTEN VERBINDUNGEN 1 Bedeutung der Vorspannkraft 1 1 Allgemein In einer Schraubenverbindung treten während und nach dem Montagevorgang neben elastischen Verformungen auch örtliche plastische Verformungen auf Dies erfolgt auch schon bei Belastungen unterhalb der Streckgrenze bzw Grenzflächenpressung Solche Verformungen können zum Lockern einer Schraubenverbindung führen Ein plastisches Einebnen von Oberflächenrauig - keiten in den Auflageflächen und den belasteten Gewindeflanken von Schrauben und Mutterngewinde wird als „Setzen“ bezeich - net In vorgespannten Verbindungen kann zusätzlich ein „Kriechen“ der Werkstoffe auftreten Ein durch „Kriechen“ hervorgeru - fener Vorspannkraftverlust wird als Relaxation bezeichnet 1 2 Ursachen des Vorspannkraftverlustes Mit einem signifikanten Vorspannkraftverlust durch Relaxation muss man immer dann rechnen wenn die Betriebstemperatur ober - halb von rund 50% der Rekristallisationstemperatur liegt Als Rekristallisationstemperatur wird diejenige Temperatur bezeichnet bei der ein Werkstoff innerhalb einer Betrachtungszeit vollständig rekristallisiert Sie wird häufig als Faustregel mit 40 bis 50% der absoluten Schmelztemperatur abgeschätzt Bei rein elastisch vorgespannten Schrauben die nur Raumtemperatur ausgesetzt sind ist nur mit geringfügigen Relaxationsbeträgen zu rechnen Bei überelastisch angezogenen Schrauben muss man jedoch auch bei Raumtemperatur mit größeren Relaxationsbeträgen rechnen Beispielsweise kann unter solchen Bedingungen die Montagevorspannkraft um ca 10% abfallen angenommene Reibungszahl µGes 0 14 Werden Schraubenverbindungen aus Stahl Betriebstemperaturen über 240°Causgesetzt ist mit deutlichen zeitabhängigen Vorspannkraftverlusten zu rechnen In solchen Fällen sollten die optimalen Parameter in experimentellen Versuchen ermittelt werden Setzbeträge die sich durch das Einebnen von Oberflächenrauigkeiten bei der Montage ergeben führen nicht zu einem Vorspann - kraftverlust Ergeben sich Setzbeträge nach der abgeschlossenen Montage einer Schraubverbindung reduziert sich die erzielte Montagevorspannkraft Findet beim Anziehvorgang keine Einebnung von Oberflächenrauigkeiten statt zum Beispiel beim hydraulischen Vorspannen ergeben sich meist deutlich größere Setzbeträge als die nachfolgend aufgeführten Richtwerte 2 Setzbeträge Die in der nachfolgenden Tabelle Quelle VDI 2230 aufgeführten Richtwerte können zur Abschätzung des Setzbetrages von Schraubenverbindungen dienen falls keine am realen Fall ermittelten Werte vorliegen Empfohlen wird jedoch die Setzbeträge für den jeweiligen Anwendungsfall durch Versuche zu ermitteln Die Werte dürfen nicht verwendet werden wenn andere Werkstoffe als Stahl zur Verwendung kommen und wenn die in der VDI 2230 angegebenen Grenzflächenpressungen überschritten werden Gemittelte Rautiefe R Znach DIN 4768 Belastung Richtwerte für Setzbeträge in µm im Gewinde je Kopf oder Mutternauflage Je innere Trennfuge < 10 µm Zug Druck Schub 3 3 2 5 3 1 5 2 10 µm bis < 40 µm Zug Druck Schub 3 3 3 4 5 2 2 5 40 µm bis < 160 µm Zug Druck Schub 3 3 4 6 5 3 3 5 Tabelle 1 Rautiefen