VS0168 - ZUSAMMENHANG ANZUGSMOMENT / SPANNUNG
Bei Schraubverbindungen ist der Zusammenhang zwischen dem angewandten Anzugsmoment und der daraus resultierenden Spannung in der Schraube von der Reibung abhängig. Diese Reibungen lassen sich wie folgt bestimmen:
- zwischen den Gewinden der Schraube und der Mutter oder des Gewindebohrers,
- aber auch zwischen der Auflagefläche und der drehangetriebenen Befestigung (Schraube, oder Mutter, je nach Spannprozess).
Optimierte Verbindungen erfordern eine gute Kontrolle der Reibung sowie den Einsatz präziser Montagewerkzeuge, um den angestrebten Spannungsbereich einzuhalten.
Drehmoment-/Spannungsprüfungen werden durchgeführt:
- entweder um die tatsächlichen Montageeigenschaften zu bestimmen (vorausgesetzt, die zu verbindenden Teile und Befestigungen sind vorhanden),
- oder um die Eigenschaften eines Befestigungselements unter genormten Referenzbedingungen zu überprüfen :
-> ISO 16047 + NF E 25-039 im allgemeinen Fall,
-> EN 14399-2 für Bolzen im Stahlbau,
-> Interne Normen der Nutzfahrzeug-, Automobil- und Flugzeughersteller...
Diese Tests erfordern die Verwendung einer Spannbank und spezieller Berechnungsalgorithmen.
Beispiel für eine Spannbank und Detailansicht einer Montage
Der Reibungskoeffizient μ wird allgemein im Maschinenbau, in der
Automobilindustrie, in der Luftfahrt, im Eisenbahnwesen verwendet. μ, eine dimensionslose Zahl, die aus
gemessenen physikalischen Größen berechnet wird, hängt von der Art und der Geometrie der sich berührenden Oberflächen ab.
Bei einem metrischen ISO-Gewinde wird der Zusammenhang, der das Anzugsmoment und die Spannung in der Verbindung verbindet,
wie folgt geschrieben:
C = F x (0,16 x P + μ x (0,577 x d2 + Rm))
wobei C: das Anzugsdrehmoment ist,
F: Die Spannung in der Baugruppe,
P: die Steigung des Gewindes,
d2: der Durchmesser an der Netzflanke,
Rm: der mittlere Auflageradius unter dem drehenden Teil (Schraubenkopf oder Mutter),
und μ: der Reibungskoeffizient.
Der Reibungskoeffizient, der aus der vorherigen Formel entnommen wird, ermöglicht es, den Anzugsmoment/Spannungs-Zusammenhang
einfach und unabhängig von den geometrischen Eigenschaften der Verbindung zusammenzufassen.
Darstellung einer Anzugsmoment-/Spannungs-Testkurve
Hinweis: Wenn die Eigenschaften der Prüfeinrichtung es zulassen, kann es möglich sein,
die wechselnde Reibung im Gewinde und unter dem drehenden Teil der Verbindung
(Kopf oder Mutter) zu verteilen.
Im Stahlbau für vorgespannte Bolzen (HR, HRC, HV) wird bevorzugt
der Drehmomentwirkungsgrad K verwendet. Diese dimensionslose Zahl wird aus dem Anzugsmoment
und der gemessenen Spannung durch folgende Beziehung errechnet:
C = K x d x F
wobei: C: das Anzugsdrehmoment ist,
K: der Drehmomentwirkungskoeffizient,
d: der Durchmesser der Bindung,
und: F: Die Spannung in der Baugruppe.
Hinweis: Zusätzlich zum K-Faktor können Kriterien in Bezug auf Rotation oder Dehnung
geprüft werden, erfordern jedoch eine geeignete Prüfausrüstung.
Bei der Herstellung von Befestigungselementen wird die Kontrolle der Werte und der Streuung von μ oder K mithilfe
von Schmiermitteln erreicht, die bei bestimmten Beschichtungen integriert sein könne
