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VDI-Fachbereich Getriebe und Maschinenelemente

FA812 - Schraubenverbindungen

Richtlinie VDI 2230 "Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen"

Richtlinie VDI 2230 Blatt 1 "Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen - Zylindrische Einschraubenverbindungen"

Richtlinie VDI 2230 "Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen"
Richtlinie VDI 2230 "Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen"

Die Richtlinie VDI 2230 Blatt 1 „Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen – Zylindrische Einschraubenverbindungen“ gilt als Standardwerk zur Berechnung hochfester Schraubenverbindungen und findet national und international höchste Anerkennung.

  

Die Richtlinie behandelt die Berechnung zentrisch und exzentrisch verspannter Schraubenverbindungen. Dabei zeigt sie die allgemeingültigen theoretischen Zusammenhänge zwischen Kräften, Momenten und Verformungen auf und leitet die entsprechenden Berechnungsbeziehungen ab. Die Berechnungen basieren auf der Annahme, dass die verspannten Querschnitte eben bleiben. Ausgewählte Beispiele aus der Praxis erläutern die Vorgehensweise.

 

Eine Unterstützung bei der Berechnung bietet die im Beuth-Verlag zu beziehende Schraubenberechnungs-Software. Eine nähere Beschreibung finden Sie unter 

http://www.vdi.de/technik/richtlinien/vdi-software-zur-schraubenberechnung/.

 

 

 

 

 

Schlagworte zu dieser Richtlinie:  

Anziehdrehmoment, Berechnung, Einflussgröße, Einschraubtiefe, Formelzeichen, hohe Beanspruchung, Konstruktion, mathematische Formel, Mutter, Schraubverbindung, Verbindungsart, Verformung, Vorspannkraft, Zylinderform, zylindrisch, VDI 2230 Blatt 2,Schrauben

Richtlinie VDI 2230 Blatt 2 "Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen - Mehrschraubenverbindungen"

 

 

Blatt 1 setzt voraus, dass die Belastungsgrößen, welche auf die Ein-Schraubenverbindung wirken, bekannt sind. In der Praxis sind aber Mehrschraubenverbindungen die Regel. Hier muss vor der Berechnung zunächst ermittelt werden, welche der Schrauben die höchste Belastung erfährt und wie groß diese ist. Wie der Konstrukteur dabei vorgehen soll, beschreibt das im Entwurf erschienene Blatt 2 der Richtlinie VDI 2230.

Die Richtlinie stellt sowohl analytische als auch numerische Ansätze zur Ermittlung der Lastverteilung und der Belastungsgrößen an Mehrschraubenverbindungen dar und zeigt auf, wie diese jeweils mit dem Nachweis für die einzelne Schraube nach VDI 2230 Blatt 1 verknüpft werden können. Besonderen Raum nimmt dabei eine softwareunabhängige Betrachtung der Finite-Elemente-Methode (FEM) ein, deren Verwendung bei geeigneter Modellierung die Qualität der Berechnungsergebnisse deutlich verbessern kann.

Auch wenn die Vielzahl möglicher Konfigurationen jeden Anspruch auf Vollständigkeit verwirft und sich die Richtlinie explizit nur auf Stahlschrauben der Festigkeitsklassen 8.8 bis 12.9 bzw. 70 und 80 bezieht, sowie auf kraftschlüssige Übertragung der Betriebslasten, die an den verspannten Bauteilen bzw. der Struktur angreifen, kann der Inhalt sinngemäß auch auf andere Werkstoffe und Festigkeitsklassen angewendet werden. In jedem Fall bleibt die Verantwortung für die Verifizierung der Ergebnisse beim Konstrukteur – der wird es allerdings mit dieser Richtlinie leichter haben, auch bei komplexen Verbindungen den Überblick zu behalten.


Fragen zu VDI 2230

Sie haben Fragen zu der Richtlinienreihe VDI 2230? Dann nutzen Sie die Möglichkeit Ihre Frage über unsere Internetseite zu stellen. 

 

Die Inhalte von VDI-Richtlinien entstehen in Übereinstimmung mit VDI 1000 und bilden den Konsens der Verkehrskreise ab. Sie gelten als anerkannte Regeln der Technik. Die Inhalte dieses FAQ dagegen sind rein informativ und haben nicht den Status anerkannter Regeln der Technik. Sie stellen insbesondere auch keine Rechtsberatung dar, sondern sollen als beispielhafte Fallbesprechungen Hilfestellungen für Richtlinienanwender geben. Sie können nicht die eingehende Rechtsberatung durch eine hierzu berufene Person ersetzen und sind nicht als zusätzliche oder über die Richtlinieninhalte hinausgehende Festlegungen zu verstehen.

Frage Datum
Frage Datum
Frage: VDI 2230 Blatt 2 (Dez. 2014), Gl. 11: Hier müsste der Reibwert µ_Tmin doch wohl im Zähler stehen statt im Nenner? Aus der jetzigen Form folgt doch, dass die Tragfähigkeit einer Reibverbindung...
VDI 2230 Blatt 2 (Dez. 2014), Gl. 11: Hier müsste der Reibwert µ_Tmin doch wohl im Zähler stehen statt im Nenner? Aus der jetzigen Form folgt doch, dass die Tragfähigkeit einer Reibverbindung durch Schmieren steigt(!)

Antwort: Antwort von Prof. Lori: Sie haben völlig Recht Herr Beran. Gleichung (11) entspricht nicht dem Coulomb'schen Gesetz. Wie es zu diesem einfachen Fehler kam, ist auch den Autoren unverständlich. Die Reibungszahl muss im Zähler stehen. In Gl. (94) wurde dies auch korrekt durchgeführt. Danke für den Hinweis.

07.12.2018
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren Im Hinblick auf eine interne Schulung haben wir anhand eines Beispiels eine Frage zum Abschätzen des Schraubendurchmessers mit Hilfe der Tabelle A7. Mit der...
Sehr geehrte Damen und Herren

Im Hinblick auf eine interne Schulung haben wir anhand eines Beispiels eine Frage zum Abschätzen des Schraubendurchmessers mit Hilfe der Tabelle A7. Mit der kombinierten Belastung FAmax = 8300 N (statisch und exzentrisch angreifend), FQmax = 1400 und mueT = 0.15 ist nach "A" mit FQmax zu entwerfen. "Anziehen mit Drehmomentschlüssel" führt schliesslich zu einer Schraube M10-8.8. Die vier Schritte nach "B1" führen zur erforderlichen Normalkraft bei einer Reibungszahl von mueT = 0.16.
Mit FAmax ergibt sich eine Schraube M12-8.8 und sogar M14-8.8, falls die Kraft dynamisch wirkt. Haben wir die Anweisungen zur Tabelle A7 falsch interpretiert oder fehlt eine Empfehlung für solche Fälle?

Vielen Dank für eine fachliche Auskunft.

Antwort: Hier die Auskunft unserer Experten im VDI-Fachausschuss:
Es handelt sich bei Tabelle A7 um ein Näherungsverfahren, dass sich in den meisten Fällen bewährt hat. Aufschluss über die Richtigkeit gibt es dann im Rechenschritt R7.
Sie sind prinzipiell richtig vorgegangen. Ihr Fall ist nun aber ein eher seltener, da vergleichsweise ähnliche Axial- und Quer- bzw. Normalkräfte vorliegen. Prüfen Sie bitte in R7, ob M10 ausreicht!
29.08.2018
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, in der Entwurfsvariante der VDI 2230 Bl. 2 (2011) wurden bei Formel 21 die beiden Terme addiert. In der aktuellen Version der Norm (2014) werden bei der...
Sehr geehrte Damen und Herren,

in der Entwurfsvariante der VDI 2230 Bl. 2 (2011) wurden bei Formel 21 die beiden Terme addiert. In der aktuellen Version der Norm (2014) werden bei der entsprechenden Formel 19 die Terme subtrahiert.

Stellt die Addition nicht die konservativere Variante dar?

Beste Grüße

Falko Wille

Antwort: Sehr geehrter Herr Wille,

die Gleichungen (19) und 20) in der aktuellen Richtlinienfassung sind korrekt. Ausschlaggebend ist der Drehsinn um die Achsen und das Vorzeichen des Schraubenabstands von den Achsen, die gegenüber dem Richtlinien-Entwurf eingeführt wurden und durch S verlaufen.

Im Auftrag von Prof. Dr. Willfried Lori
01.08.2018
Frage: In VDI 2230 Blatt 2 bezieht sich Gleichung 25 auf Bild 13. Für Mz ist n_SB=4, für Mx wäre n_SB jedoch 5. Das läßt sich mit Gleichung 25 so nicht umsetzen. Können Sie mir bitte den Umgang damit...
In VDI 2230 Blatt 2 bezieht sich Gleichung 25 auf Bild 13. Für Mz ist n_SB=4, für Mx wäre n_SB jedoch 5. Das läßt sich mit Gleichung 25 so nicht umsetzen. Können Sie mir bitte den Umgang damit erklären?

Antwort: Die Anzahl der belasteten Schraubenverbindungen nSB ist auf den jeweiligen Belastungsfall bzw. auf die jeweilige Momentenachse bezogen. Sie kann also wie in Bild 13 je Achse unterschiedlich und muss nicht gleich sein. Damit ist Gl. (25) verwendbar.

28.06.2018
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, bei der Verwendung der VDI2230 haben sich mir ein paar Fragen aufgeworfen. 1.Wie ist die Festlegung der Setzbeiträge bei gleichzeitigem Auftreten von Axial-und...
Sehr geehrte Damen und Herren,
bei der Verwendung der VDI2230 haben sich mir ein paar Fragen aufgeworfen.
1.Wie ist die Festlegung der Setzbeiträge bei gleichzeitigem Auftreten von Axial-und Querkräften zu handhaben? In Tabelle 5.4/1 sind die Werte für f_z lediglich getrennt angegeben.
2. Bei der Berechnung des Krafteinleitungsfaktors nach Anhang C unter Verwendung des Momenteinleitungsfaktors n_m ergibt sich bei mir bei verschiedensten Konstellationen n_m ungefähr = 0. Damit ist n=n_G. Damit wäre n_m in meiner Rechnung irrelevant. Könnten sie mir mitteilen in welchen Größenordnungen sich n_m bewegt? Hätten Sie eventuell ein Beispiel zur Berechnung des Krafteinleitungsfaktors?
3.Bei Ausfall des Reibschlusses in der Verbindung: Seite 91: Es wird angenommen, dass sich die Vorspannkraft weitgehend abbaut-> es wird einfach R_m zur Ermittlung der Schertragfähigkeit verwendet. Seite 92: Überprüfung der Lochleibung: „Bei hoch vorgespannten Verbindungen…..können bis zum Versagen höhere Kräfte übertragen werden“
Mir erschließt sich nicht warum bei der Schertragfähigkeit von einer vorspannkraftfreien „unbelasteten“ Verbindung ausgegangen wird, bei der Lochleibung hingegen von einem mehrachsigen Druckspannungszustand gesprochen wird, der anscheinend aus einer Vorspannung resultiert. In beiden Fällen hat die Verbindung durch Vorspannung bereits „versagt“.
4. Welche Werte werden für R_p0,2min, A_0, d_0 und d_2 verwendet. Bei Berechnung mit gängigen Tabellenwerten erhalte ich für Schrauben mit kleinem Durchmesser passende Werte im Vergleich zu Tabelle A1, für großen Durchmessern zu niedrige. Beispiel meiner Werte für M30 8.8: R_p0,2min = 640 MPa, A_0=561 mm², d_0=26,71 mm und d_2=27,727, y_G=0,12
->F_Mzul =291081 N
5. Berechnung der Mindesteinschraubtiefe: nach Formel 5.5/49 ergeben sich bei mit geringere Einschraubtiefen als nach Bild 5.5/4. Für M16 8.8 in S235 ergeben sich unter Verwendung von C1=1, C3=1, d_min=16mm, D_max=14,701mm und R_mmax=800 nach Formel: 15mm,
Nach dem Bild mit einer Schertragfähigkeit von 204 MPa etwa 1,5*d also 24mm. Sind meine Annahmen für die Werte korrekt?


Antwort: Sehr geehrter Herr Streicher, zu Ihren Fragen ist folgendes zu bemerken, wobei darauf zu verweisen ist, dass Sie offenbar die Version 2003 benutzen und nicht die aktuelle Version vom November 2015. Allerdings sind die Unterschiede nicht grundsätzlicher Art und haben bzgl. Ihrer Fragen keine signifikante Auswirkung.

1.) Wie immer geht man natürlich ingenieurmäßig vor: Bei Axial- und Querkräften (Schrägzug) werden die Setzbeträge für Querlast verwendet.

2.) Ein Beispiel zur Berechnung des Krafteinleitungsfaktors kann nicht geliefert werden. In der Regel wird die vereinfachte Ermittlung genutzt, Anhang C war primär für die Entwickler analytischer Berechnungssoftware gedacht.
Der Einfluss des über den Anschlusskörper eingeleiteten Momentes hängt von der Lage des Anschlussköpers ab und ist in der Regel sehr gering, was Ihre Rechnung auch zeigt. Zudem reduziert den Momenteneinleitungsfaktor noch der Abstand der Krafteinleitung l_A.

3.) Auch hier wieder „worst-case-szenario“: Keine Übertragung der Querlast durch Haftreibung, sondern vollständiger Verlust der Vorspannkraft. Die Scherfestigkeit ist entweder bekannt oder es wird das Scherfestigkeitsverhältnis verwendet. Dann muss natürlich mit Rm multipliziert werden.
Bzgl. der Lochleibung liegt der theoretische Grenzfall eines vollständigen Rutschens (z.B. infolge vorher nicht bekannter Lastspitze) bis zur Anlage in der Bohrung bei Aufrechterhaltung der Vorspannkraft zu Grunde.

4.) Parameter mit Index „0“ bedeuten, dass der kritische Querschnitt zu wählen ist, s. auch Formelzeichenverzeichnis! Alle Berechnungen wurden mit Normwerten durchgeführt. Bei den Festigkeiten ist zu beachten, dass der „min-Wert“ auch größer als der Nennwert sein kann (s. ISO 898-1)!! Bei Ihrem Beispiel M30 beträgt R_p0,2min=660 MPa. Damit ergibt sich F_MTab=300,18kN.

5.) Das Bild 5.5/4 zur Einschraubtiefe stellt den ungünstigsten Fall dar: M4, überelastisches Anziehen und Rm_max sind hier die Basis. Das Bild ist für eine Vorauswahl und Einschätzung vorhandener Lösungen gedacht.
Insofern ist es richtig, dass Ihre Rechenwerte kleiner ausfallen. Für M16 beträgt nach DIN13 d_min aber 15,682 mm (Toleranz 6H) und D_2max=14,913 mm. Für Rm_max wäre 800x1,2=960 MPa zu verwenden, C_3 wäre zu berechnen.

Mit freundlichen Grüßen
W. Lori
24.11.2017
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, grundsätzlich wird die Vorspannkraft aus Ihren Tabellen entnommen. Für die Ermittlung des Anziehmoments ist diese notwendig. Ich habe eine Schraube M16 aus dem...
Sehr geehrte Damen und Herren,
grundsätzlich wird die Vorspannkraft aus Ihren Tabellen entnommen. Für die Ermittlung des Anziehmoments ist diese notwendig. Ich habe eine Schraube M16 aus dem Material 1.4541. Das ist die Festigkeitsklasse-50. Nun die Frage: Wie ermittle ich die Vorspannkraft, wenn keinerlei Betriebskräfte vorhanden sind. Muss diese dann durch die Zulässige Spannung des Materials ermittelt werden? Wenn ja, bekomme ich Fv= 3157 N raus, was sehr gering erscheint. Ich bitte um eine Antwort. Vielen Dank im Voraus.

Antwort: Die Montage-Vorspannkraft muss nicht grundsätzlich den Tabellen A1 bis A4 entnommen werden. Die zulässige Montagevorspannkraft kann mit dem gewählten Ausnutzungsgrad und der Mindestfestigkeit der Schraube auch mit den Gleichungen (R7/2) bzw. (143, 144) berechnet werden.
Mit den Betriebskräften hat dies nichts zu tun.
23.11.2017
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, zu Tabelle a7, Abschätzung des Durchmesserbereiches von Schrauben. Wann soll man das benutzen oder soll man immer benutzen. Meine Anlegen ist so. Ich berechne gerade...
Sehr geehrte Damen und Herren,
zu Tabelle a7, Abschätzung des Durchmesserbereiches von Schrauben. Wann soll man das benutzen oder soll man immer benutzen.
Meine Anlegen ist so. Ich berechne gerade eine Anlage für Schocksicherheit-nachweis wo 30g wirken.Das heißt das Gewicht wird mal 300m/s² beschleunigt. Nach der Berechnung der maximale Auflagekraft von x-wert, habe ich die Tabelle a7 benutzt um die geeignete Durchmesser meine Schraube festzulegen. Durch diese Verfahren komme ich auf eine höhere Schraubendurchmesser,was aber nicht mehr in meine Anlage passt. Ich habe mehr als 6,5 facher Kraftgröße als was ich berechnet habe.
Nur sagt meine Kunden, denn brauchen wir garnicht mit 400g bzw. 4000m/s² anzufangen, wo ich ihn recht gibt.
Also ist das so das jedes mal die Tabelle a7 gebraucht wird oder wann darf man wirklich das einsetzen???
Ich bedanke mich voraus und verbleibe.

Mit freundlichen Grüßen
Rafiwu Salami

Antwort: Antwort aus dem VDI-Fachausschuss:

Sie sind nicht an die Tabelle A7 gebunden. Wenn nicht bekannt ist, welche Schraubengröße im konkreten Fall erforderlich ist, weil es z.B. keine Vorgängerkonstruktion oder andere Erfahrungen mit ähnlichen Fällen gibt, dann ist A7 sehr hilfreich. Letztlich muss der Festigkeitsnachweis zeigen, ob man die gewählte Schraubengröße verwenden kann.

In Ihrem Fall ist noch zu vermuten, dass bei den wohl sehr kurzzeitigen und großen Beschleunigungen die Last an der Verschraubungsstelle nicht in der Größe wirkt, die Sie vielleicht berechnet haben. Mit anderen Worten: Die Last hat nicht genug Zeit, um die Verschraubungsstelle mit ganzer Größe zu belasten. Somit würden Sie mit einer zu großen Betriebskraft in die Tabelle A7 "gehen".

Mit freundlichen Grüßen
W. Lori
30.08.2017
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, Ist es möglich die benötigte Klemmkraft bei einer zentrischen Schraubenverbindung mit exzentrisch angreifender Betriebskraft gegen das einseitige abheben in der...
Sehr geehrte Damen und Herren,

Ist es möglich die benötigte Klemmkraft bei einer zentrischen Schraubenverbindung mit exzentrisch angreifender Betriebskraft gegen das einseitige abheben in der Trennfuge zu berechnen?
Leider ist dieser Fall in der Richtlinie nur exzentrische Schraubenverbindungen beschrieben.


Antwort: Richtig ist, dass in Tabelle 4 der Sonderfall "zentrische Verspannung" nicht aufgeführt ist. Dies heißt aber nicht, dass dieser Fall für eine exzentrische Belastung nicht berechenbar wäre: Die erforderliche Klemmkraft ergibt sich aus Gl. (107) mit s_sym=0.

25.08.2017
Frage: I would like to know if any source is available for the values provided in Table 5.4/1 of the November 2003 Edition of VDI 2230 Part 1. This table can be found in section 5.4.2.1 and is titled "Guide...
I would like to know if any source is available for the values provided in Table 5.4/1 of the November 2003 Edition of VDI 2230 Part 1. This table can be found in section 5.4.2.1 and is titled "Guide values for amounts of embedding of bolts....."

Antwort: Hello Mr. Sauer. This is Table 5 in the new Standard VDI 2230, November 2015. Please look at Literature Number 30 and 31!
1) Ba -Saleem, M. O. - Theoretische und experimentelle Untersuchungen der Setzverluste an Schraubenverbindungen, Dissertation an der TU Chemnitz 1991 [30]
2) Wiegand, H.;Illgner, K.H.; Beelich, K.H.; Über die Verminderung der Vorspannkraft von Schraubenverbindungen durch Setzvorgänge. "Werkstatt und Betrieb 98" (1965),Seite 823-827 [31]
16.07.2017
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, in der VDI 2230 Blatt 1 ist im Rechenschritt R0 die Einhaltung des Grenzwertes G zu überprüfen und bei einer exzentrischen Verspannung soll gelten e
Sehr geehrte Damen und Herren,
in der VDI 2230 Blatt 1 ist im Rechenschritt R0 die Einhaltung des Grenzwertes G zu überprüfen und bei einer exzentrischen Verspannung soll gelten e

Antwort: Eine absolute Aussage zum Berechnungsfehler bzgl. der erforderlichen Klemmkraft gegen Klaffen bei exzentrischer Belastung und Überschreitung von G kann nicht erfolgen. Allgemein steigt der Fehler an, je mehr von G abgewichen wird.
Dies hängt zum einen damit zusammen, dass bei einer Überschreitung von G die Presungsverteilung in der Trennfuge deutlich ungleichmäßiger wird, die Berechnungsbeziehung aber von einer gleichmäßigen Verteilung ausgeht. Weiterhin liegt dann ein nichtlinearer Zusammenhanges zwischen Schraubenzusatzkraft und Last vor. Zudem ist wegen der unterschiedlichen Größe der in die Berechnung eingehenden Parameter die Situation von Schraubfall zu Schraubfall anders.
Randbemerkung: Bei zentrischer Belastung muss G nicht unbedingt eingehalten werden, es sei denn, man legt Wert auf eine möglichst gleichmäßige Flächenpressung.

Bzgl. der Ermittlung des Hebelarmes a ist Vorsicht geboten, da sich die Lage des virtuellen seitensymmetrischen Verspannungskörpers in der Ebene Betriebskrafteinleitung-Schraubenachse verschiebt und man Gefahr läuft, dass ein zu kleines a verwendet wird. Untersuchungen zum Einfluss stark unterschiedlicher Flächenpressung auf die virtuelle Achslage sind nicht bekannt, weil eben G möglichst nicht überschritten werden sollte. Im übrigen ist eine möglichst konstante Flächenpressung meist auch konstruktiv sinnvoll.
Grundsätzlich ist zu beachten, dass es ab einem gewissen Abstand von der Schraubenachse nur infolge der Verspannung zum Klaffen kommt (s. S. 50 oben), weitere Bereiche mit größerem radialen Abstand also nicht in die Ermittlung von s_sym und damit a einzubeziehen sind.

Mit freundlichen Grüßen

W. Lori

27.03.2017
Frage: Die Tabelle 6 der VDI Stand 2015 enhält ggü. den alten Versionen einen Faktor von 0,8 bis 0,85 für Baustahl. Wir haben bisher mit 0,6 gerechnet (1/Wurzel 3 = 0,577). Gibt es hierzu eine Quelle?...
Die Tabelle 6 der VDI Stand 2015 enhält ggü. den alten Versionen einen Faktor von 0,8 bis 0,85 für Baustahl. Wir haben bisher mit 0,6 gerechnet (1/Wurzel 3 = 0,577). Gibt es hierzu eine Quelle? Bei Verwendung vom 0,8 wären deutlich kürzere Einschraubtiefen realisierbar. Vielen Dank im voraus. MFG Norman Berndt

Antwort: Der aus der Gestaltänderungsenergiehypothese (von Mises) herrührende Wert von 0,58 ist grundsätzlich zu klein! Das zeigen Scherversuche immer wieder. Trotzdem findet er sich in der FKM-Richtlinie zur Festigkeitsberechnung.
Die aufgeführten Werte in der VDI 2230 sind Ergebnisse von Untersuchungen einer großen Anzahl von Autoren an verschiedenen Einrichtungen und auch Resultat einer umfangreichen Suche in Veröffentlichungen, bei Unternehmensangaben und in Fachbüchern. Die sich daraus ergebenden Bereiche wurden in die Richtlinie aufgenommen. Im Einzelnen wurden deshalb keine Literaturangaben aufgenommen, auch weil es Konsens der Mitglieder des FA war, die diese Werte bestätigen.
(PS: Baustahl haben wir erst in der Richtlinienfassung ab 2014 aufgenommen)
Gruß
W. Lori
12.01.2017
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, meine Frage richtet sich zur Auswahl der Montagvorspannkraft und der Berücksichtigung des Anzugsverfahrens bzw. des damit verbunden Montageunsicherheitswerts...
Sehr geehrte Damen und Herren,

meine Frage richtet sich zur Auswahl der Montagvorspannkraft und der Berücksichtigung des Anzugsverfahrens bzw. des damit verbunden Montageunsicherheitswerts alpha.

Die erforderliche Mindest-Montagevorspannkraft FMmin stellt die Grundanforderung an die Montagevorspannkraft für den Reibschluss inkl. Setzungen und thermischen Effekten dar. FMmax ist die maximal mögliche Montagvorspannkraft infolge der Ungenauigkeit des Anzugsverfahrens. Beide Kenngrößen sind durch den Montageunsicherheitswert alpha verknüpft.

Nun kommt die Frage auf, welche Montagevorspannkraft Fm denn nun tatsächlich auf die Zeichnung gehört bzw. der Montage an die Hand zu geben ist. Nach meinem Verständnis muss es die mittlere Montagevorspannkraft FMm sein.
Dieses Verständnis basiert auf der in Tabelle A8 angegeben Streuung um die mittlere Montagevorspannkraft FMm - für einen Montageunsicherheitswert von beispielsweise alpha = 1.5 beträgt diese +/- 20% um den Mittelwert FMm. Somit entspricht die Streuung nach unten genau der Mindest-Montagevorspannkraft FMmin und die Streuung nach oben eben der maximal möglichen Montagvorspannkraft FMmax. So würde die gewählte Montagevorspannkraft auch im Einklang mit dem Festigkeitsnachweis Ihrer Richtlinie stehen.

Typische Konstruktionsbücher - im speziellen das Techniker Handbuch von Alfred Böge, 15. Auflage 1999 - verweisen darauf, dass als Montagvorspannkraft die maximal möglichen Montagvorspannkraft FMmax zu wählen ist. Ich sehe dies Vorgehen auch oft bei unseren Kunden im Maschinenbau - ich arbeite bei einer Zertifizierungsgesellschaft und beschäftige mich dem Prüfen von Kundenberechnungen.

Die Anwendung des Maximalwertes FMmax impliziert jedoch, dass nur eine Streuung nach unten zu erwarten ist. Das deckt sich aber nicht mit meinem Verständnis Ihrer Richtlinie und speziell der Streuungsangabe in Tabelle A8.

Meiner Meinung besteht hier die Gefahr, dass bei einer Anwendung von FMmax als tatsächliche Montagevorspannkraft eine mögliche Streuung nach oben in der Festigkeitsberechnung nicht berücksichtig wird und die Schraube im schlimmsten Fall unterdimensioniert ist.

Können Sie hier bitte Auskunft gegen ob die Auswahl der mittleren Montagevorspannkraft FMm korrekt ist oder ob ich hier gänzlich irre.

Vielen Dank für Ihre Hilfe.
Mit freundlichen Grüßen

Sebastian Drexler
Senior Structural Engineer, Offshore Installations
DNV GL - Oil & Gas

E-mail sebastian.drexler@dnvgl.com
Direct +49 40 36149 4496
www.dnvgl.com

Antwort: Sehr geehrter Herr Drexler,
nachfolgend die Antwort von Prof. Lori:
Eine Angabe der (Montage-) Vorspannkraft auf der Zeichnung ist sehr ungewöhnlich. Sie müssen diese dann messen können, z.B. mit US. Dann ist die Verwendung der minimalen Montagevorspannkraft als (Mindest-)Vorgabe richtig, ggf. unter Beachtung des Messfehlers (z.B. 3%).
Soll hydraulisch torsionsfrei angezogen werden, so ist die Angabe der Montageverspannkraft F_VM oder des Hydraulikdruckes (gemeinsam mit dem Spannzylindertyp) notwendig.

Der Regelfall ist die Angabe des Anziehdrehmomentes auf der Zeichnung! Da dieses selbst wieder einer Streuung unterliegt, entspricht der mit F_Mmax berechnete Wert streng genommen dem oberen Grenzwert. Der Wert auf der Zeichnung müsste also um die halbe Streuung des Momentes kleiner sein. Die Auswirkungen sind aber erst bei Streuungen des Momentes von größer +/- 5% von Bedeutung, können also meist unbeachtet bleiben, da moderne Drehmomentschlüssel eine kleinere Streuung aufweisen.

Grundsätzlich gilt: Der Anziehfaktor alpha_A beachtet nicht nur die Ungenauigkeiten des Verfahrens bzw. des Werkzeuges, sondern vor allem die typischen Streuungen der Reibungszahlen. Im Grenzfall (vor allem infolge minimaler Reibung) führt dies zu F_Mmax als Basis für die Wahl der Schraubengröße.

Sie vermengen in Ihrer Darstellung unzulässig die Streuung mit F_Mmax, beachten nicht die Reibung und bedenken nicht M_A. Die mittlere Montagevorspannkraft ist als Angabe ungeeignet.

Die mittlere Montagevorspannkraft kann rechnerisch beim Nachweis gegen Gleiten infolge einer Querbelastung verwendet werden: Gesamt-Normalkraft = Summe der (Montage-)Vorspannkräfte = Anzahl Schraubstellen x F_Vmittel.

18.10.2016
Frage: In Formel 117 (Ausgabe Nov.15) zur Berechnung der thermisch induzierten Vorspannkraftänderung wird mit Delta P für den Fall der zentrischen Verspannung gerechnet. Ist an dieser Stelle die...
In Formel 117 (Ausgabe Nov.15) zur Berechnung der thermisch induzierten Vorspannkraftänderung wird mit Delta P für den Fall der zentrischen Verspannung gerechnet. Ist an dieser Stelle die Nachgiebigkeit generell für die
zentrische Verspannung einzusetzen oder je nach der Situation der Verspannung (Delta P*, Delta P**)?

Antwort: Die Frage ist bzgl. Delta_P* nicht ganz unberechtigt, es gibt aber bisher keine Untersuchungen dazu. Delta_P** scheidet grundsätzlich aus, da damit der Betriebszustand beschrieben wird. Da es sich um Längenänderungen handelt, ist mit Delta_P zu rechnen, zudem befindet man sich bzgl. der Zusatzkraft damit auf der sicheren Seite, denn Delta_P < Delta_P*.

15.06.2016
Frage: Sehr geehrtes VDI Team, wieso berechnet sich die Fläche in Anhang B, Beispielaufgabe 1 zu pi/4 bzw. wahrscheinlich der halben Radiusdifferenz zum Quadrat?
Sehr geehrtes VDI Team,

wieso berechnet sich die Fläche in Anhang B, Beispielaufgabe 1 zu pi/4 bzw. wahrscheinlich der halben Radiusdifferenz zum Quadrat?

Antwort: Sehr geehrter Herr Niesner,
die Kopfauflagefläche zur Berechnung der Pressung in R10 hat die Form eines Ringes. Deshalb wurde die Formel zur Berechnung von Kreisflächen angewendet.
15.04.2016
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, nach meinem Kenntnisstand gelten die in der VDI 2230 enthaltenen Tabellen zu Montagevorspannkräften und Anziehdrehmomenten im Falle von Schaftschrauben mit metrischem...
Sehr geehrte Damen und Herren,
nach meinem Kenntnisstand gelten die in der VDI 2230 enthaltenen Tabellen zu Montagevorspannkräften und Anziehdrehmomenten im Falle von Schaftschrauben mit metrischem Regelgewinde, hierbei im Speziellen Zylinderschrauben mit
Innenkraftangriff, ausschließlich für solche nach DIN EN ISO 4762. Mit ist bekannt, dass die Mindestzugfestigkeit und Mindestdehngrenze für Zylinderschrauben mit niedrigem Kopf geringer ausfällt als bei Schrauben nach DIN EN ISO 4762.
Nun stellt sich die Frage, welche Werte für eine Zylinderschraube ISO 14580 - A2-70 anzusetzen sind. Die Engineering-Abteilung meines Schraubenlieferanten spezifiziert diese Schauben mit einer Mindestzugfestigkeit von 600 N/mm² und einer
0,2-%-Dehngrenze von 450 N/mm². Auf meine skeptische Nachfrage hin wurde mir mitgeteilt, dass sich aufgrund des niedrigen Schraubenkopfes ausschließlich die Mindestzugfestigkeit reduzieren würde und die Dehngrenze von 450 N/mm²
identisch mit jener einer A2-70-Schaube mit hohem Kopf erhalten bliebe. Wie bewerten Sie diesen Sachverhalt? Welche Werte sind bei Zylinderschrauben ISO 14580 - A2-70 für eine Berechnung anzusetzen? Vorab schon vielen Dank
für Ihre Bemühungen.

Antwort: Sehr geehrter Herr Krau,
es ist nicht korrekt, die Mindestzugfestigkeit als Werkstoffkennwert der Tragfähigkeit als Bauteilwert gleich zu setzen. Nichts anderes macht Ihr Zulieferer. Die Werkstoffkennwerte haben nichts mit der Kopfhöhe zu tun. Also gilt für A2-70: R_mmin =700 MPa und R_p0,2= 450 MPa.
In der Norm wird leider nicht darauf verwiesen, dass die Schrauben wegen der geringeren Kopfhöhe nicht voll belastbar sind. Wahrscheinlich hat ihr Zulieferer die geringere Abscherfestigkeit des Kopfes inkorrekt durch eine Reduzierung der Zug- und damit Scherfestigkeit zu beachten versucht.
Bei ähnlichen Schrauben nach ISO 6912 wird auf die eingeschränkte Belastbarkeit verwiesen. Hier ist vorgeschrieben, dass die aus der Zugfestigkeit resultierenden Mindestbruchkräfte nach ISO 3506-1 auf 80% zu reduzieren sind. In diesem Fall dürfte bei A2-70 die Zugspannung im Schaft also 560 MPa nicht überschreiten.

11.04.2016
Frage: Welchen Gewindereibwert muss man zugrunde legen, wenn man das Anzugmoment (dieser KLF Beschichtung) nach VDI 2230 ausrechnen will? Zylinderschraube 6912 8.8 M 5 x 50 und 912 A2-70 M 3 x 16 A.Hensel
Welchen Gewindereibwert muss man zugrunde legen, wenn man das Anzugmoment (dieser KLF Beschichtung) nach VDI 2230 ausrechnen will? Zylinderschraube 6912 8.8 M 5 x 50 und 912 A2-70 M 3 x 16

A.Hensel

Antwort: Abgesehen davon, dass unsere Experten aus dem Fachausschuss mit "dieser KFL Beschichtung" nichts anfangen können, gilt grundsätzlich:
Auf die Reibungszahl haben eine große Zahl von Faktoren Einfluss, so dass eine definitive Angabe des für die Berechnung des Anzugsmomentes benötigten Minimalwertes nicht möglich ist. Deshalb finden Sie in VDI 2230-1 auch nur Angaben zu den möglichen Bereichen.

Zum konkreten Problemfall empfiehlt es sich, Reibungsversuche durchzuführen oder auf Werte ähnlicher Verbindungen zurückzugreifen. Wenn man sich sicher ist, die Reibungszahlklasse B einzuhalten, ist mit µ=0,1 bei geschmierten Verbindungen zu rechnen. Aus Sicherheitsgründen sollte dann aber der Anziehfaktor mit mindestens 1,8 angesetzt werden.

Prof. W. Lori

05.02.2016
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, ich beziehe mich auf meine Frage vom 27.11.2015. Bei dem von mir betrachteten Gewinde liegt wie im Falle der VDI-Berechnung ein Flankenwinkel von 60° vor. Der...
Sehr geehrte Damen und Herren,
ich beziehe mich auf meine Frage vom 27.11.2015. Bei dem von mir betrachteten Gewinde liegt wie im Falle der VDI-Berechnung ein Flankenwinkel von 60° vor. Der Kerndurchmesser des Bolzens beträgt 10 mm, während der Gewinde-Nenndurchmesser 12 mm beträgt.

Durch die hohe Steigung des Gewindes von P=10 ergibt sich der Umstand, dass der tragende Querschnitt des Muttergewindes um ein vielfaches höher ausfällt als der Querschnitt des Schraubengewindes (dies ist schon rein optisch am Abstand von Gewindefuß zu Gewindefuß ersichtlich).

Nutzt man nun die Formeln für die Gewindescherflächen
????_???????????? = ???? ? ???? ? ????_???????????? / ???? ?[????/2 + (???? ?????_2 ) ? tan 30°]
und
????_???????????? = ???? ? ????_1 ? ????_???????????? / ???? ?[????/2 + (????_2 ? ????_1 ) ? tan 30°],
so stellt sich ein Verhältnis von A_SGM / A_SGS = 1,2 ein.
Soweit ich dies richtig verstanden habe, liegt der Abscherzylinder hierbei ungefähr auf dem Flankendurchmesser des Gewindes.

Unter der Annahme, dass das Gewinde auf einem Abscherzylinder zwischen Kerndurchmesser des Bolzens d_3 = 10 mm und dem Flankendurchmesser von d_2 = 11 mm versagt, bewegt sich das Verhältnis A_SGM / A_SGS im Bereich von ungefähr 6 - 13 (Werte wurden aus einem CAD-Modell beziehungsweise aus der analytischen Rechnung einer Schraubenlinie abgeleitet).

Da ich mir diese große Abweichung auch nach mehrmaliger Überprüfung nicht erklären kann, kam bei mir die Vermutung auf, dass ich die Formeln auf meine "Sonder-Geometrie" nicht anwenden darf.
In Ihrer letzten Antwort haben Sie auch erwähnt, dass die Beziehungen allgemein aus der Gewindegeometrie abgeleitet wurden. Aus diesem Grund wollte ich mich bei Ihnen erkundigen, ob die in der VDI 2230 genutzte Herleitung der geometrischen Zusammenhänge einzusehen ist.

Vielen Dank für Ihre Mühe im Voraus.

Antwort: Der Abscherdurchmesser ist nicht der Flankendurchmesser sondern der Nenndurchmesser d oder das Innenmaß D1. Welcher Querschnitt der kritische ist, hängt nicht nur von der Größe des Scherzylinders, sondern auch von den Scherfestigkeiten ab (Festigkeitsverhältnis RS).
Bei gleicher Scherfestigkeit wäre also Ihr Schraubengewinde gefährdet.

Literatur: Thomala, W.: Zur Berechnung der erforderlichen Mutternhöhe bei Schraubenverbindungen. Konstruktion 47(1995), S. 285-291.
[Achtung: Gilt für Muttern, also DSV, bei ESV s. VDI 2230-1 (Zuschlag von 2P); in VDI-Richtlinie wurde die ungünstige Toleranzlage beachtet]

Prof. Dr.-Ing. Willfried Lori
09.12.2015
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, sind die Gleichungen zur Bestimmung der Scherquerschnitte an Schraube und Mutter (197 + 198) auch für sehr große Steigungen (P > 10 bei einem Kerndurchmesser der...
Sehr geehrte Damen und Herren,

sind die Gleichungen zur Bestimmung der Scherquerschnitte an Schraube und Mutter (197 + 198) auch für sehr große Steigungen (P > 10 bei einem Kerndurchmesser der Schraube von ca. 10 mm) gültig? Und hat die Steigung Einfluss auf den Durchmesser des sich einstellenden Abscherzylinders?

Antwort: Sehr geehrter Herr Breyl,

aus Ihren Daten geht hervor, dass es sich nicht um Befestigungsgewinde handelt, sondern wohl um eine Förderwendel o.ä.. Zudem ist bei größeren Nenndurchmessern (ca. >M62) die Steigung auf 6 mm begrenzt. Ob der Flankenwinkel bei Ihnen 60° beträgt, wird nicht deutlich.
Die Gl. (197 und 198) sind allgemein aus der Gewindegeometrie abgeleitet, bei 60° könnten Sie diese in Näherung übernehmen. Bei der Berechnung der Gewindekontaktlänge ist aber Vorsicht geboten, da die Querschnitte mit den Faktoren C1 bis C3 korrigiert werden (Aufweitung der Mutter, Biegung der Gewinde-„Zähne“). Diese gelten für Ihre (exotischen) Abmessungen nicht!

Prof. Wilfried Lori
27.11.2015
Frage: Hallo Beim Beuth ist die "VDI 2230 Blatt 1:2015-11" zur Vorbestellung verfügbar. Was sind die Änderungen zur Version 2014?
Hallo
Beim Beuth ist die "VDI 2230 Blatt 1:2015-11" zur Vorbestellung verfügbar.
Was sind die Änderungen zur Version 2014?

Antwort: Es gab einige formale Korrekturen aufgrund von Schreibfehlern, insbesondere in der einen oder anderen Formel. Deshalb erhalten alle Käufer der Version aus 2014 kostenfrei die neue Version aus 11-2015. Die alte Version ist dann ungültig und sollte nicht weiter verwendet werden.
19.10.2015
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, bei Berechnung des Festigkeitsverhältnisses Rs (Gleichung 199) für die Ermittlung der Einschraubtiefe müsste nach Umstellung der Gleichungen (195, 197 und 198) im...
Sehr geehrte Damen und Herren,
bei Berechnung des Festigkeitsverhältnisses Rs (Gleichung 199) für die Ermittlung der Einschraubtiefe müsste nach Umstellung der Gleichungen (195, 197 und 198) im Nenner des Bruches D1*(P/2+(d2-D1)*tan30°) stehen und nicht d*(P/2+(d2-D1)*tan30°). Ist dies ein Schreibfehler?


Antwort: Ja, hier handelt es sich leider um einen Schreibfehler. D1 ist korrekt. In Kürze erscheint ein Korrekturblatt zur VDI 2230 Blatt 1, in dem dieser sowie weitere Schreibfehler korrigiert werden.
14.10.2015
Frage: Die Anzugskräfte bzw. Moment im Anhang A gelten für ISO 4014 bis 4018, und ISO 4762, aber wie schaut es mit den Zylinderschrauben mit niedrigem Kopf wie DIN 7984 ohne Schlüsselführung und DIN...
Die Anzugskräfte bzw. Moment im Anhang A gelten für ISO 4014 bis 4018, und ISO 4762, aber wie schaut es mit den Zylinderschrauben mit niedrigem Kopf wie DIN 7984 ohne Schlüsselführung und DIN 6912 mit Schlüsselführung aus. Die DIN 6912 darf nach meinem Kenntnisstand nicht mit dem Tabellenwert angezogen werden, bei der DIN 7984 mir ich mir nicht sicher. Gibt es hierfür eigene Tabellen, oder welche Aussage kann hier getroffen werden?
Vielen Dank

Antwort: Beide Normen verweisen im jeweiligen Abschnitt 5 darauf, dass die Mindestbruchkräfte der Schrauben mit niedrigem Kopf 80% der Werte nach ISO 898-1 erreichen müssen. Somit muss man eine um 20% reduzierte Mindeststreckgrenze rechnerisch zu Grunde legen (obwohl die Schafttragfähigkeit nicht eingeschränkt ist).
Bei Nutzung der Tabellen A1 und A3 in VDI 2230-1 wären die Werte für die Montagevorspannkraft und das Anziehmoment also entsprechend zu reduzieren, da die Zusammenhänge linear sind.
01.10.2015
Frage: Die KTA 3702-2 lässt auch die Berechnung von Schraubenverbindungen nach VDI 2230-1 zu. Wie unterscheiden sich die Berechnungen nach VDI und KTA? Es wird in der KTA 3201-2 ebenfalls die EN 1591-1...
Die KTA 3702-2 lässt auch die Berechnung von Schraubenverbindungen nach VDI 2230-1 zu.
Wie unterscheiden sich die Berechnungen nach VDI und KTA?
Es wird in der KTA 3201-2 ebenfalls die EN 1591-1 erwähnt.
Worin unterscheiden sich die Berechnungen der Schraubenverbindungen nach EN 1591-1 und VDI 2230?

Antwort: Die Unterschiede zur KTA-Richtlinie wurden vom VDI-Fachausschuss bisher nicht untersucht.
Die EN 1591-1 orientiert sich bei der Schraubenberechnung stark an der VDI 2230-1.
Bei beiden Werken (KTA und EN) ist zu bedenken, dass sie sich primär mit der Flanschabdichtung bei einer Dichtung im Krafthauptschluss beschäftigen. Für diesen Fall gilt die Richtlinie VDI 2230-1 nicht (siehe auch Tabelle 1), u.a. wegen der Berechnung des Verformungswiderstands der Flanschblätter (analog der axialen Plattennachgiebigkeit). Andererseits werden einige Parameter mit einfachen, aber auf der sicheren Seite liegenden Beziehungen berechnet, wie z.B. die Einschraubtiefe, „Federungen“ oder Flanschabmessungen (bei VDI 2230 eine Eingangsgröße aus dem konstruktiven Entwurf).
In einer Reihe von Punkten dürfte man mit der Richtlinie VDI 2230-1 genauer rechnen als mit KTA-Richtlinie oder EN, eine vollständige und umfassende Aussage ist uns dazu aber nicht möglich.
21.09.2015
Frage: Bzgl. Tabelle 6 - Anhaltswerte für die Scherfestigkeitsverhältnisse verschiedener Werkstoffe: Bei Aluminiumgusslegierungen wird lt. VDI2230-2014 der Wert 0,52 angegeben. Lt. VDI2230-2003 (Tabelle...
Bzgl. Tabelle 6 - Anhaltswerte für die Scherfestigkeitsverhältnisse verschiedener Werkstoffe:
Bei Aluminiumgusslegierungen wird lt. VDI2230-2014 der Wert 0,52 angegeben. Lt. VDI2230-2003 (Tabelle 5.5/1.) beträgt dieser Wert 0,7. Nimmt man die DIN 1760 für AlSi10Mg her, so ergibt sich der Wert zu 0,72.

Nun zu meiner Frage: Welcher Wert ist für die Berechnung heranzuziehen (also welcher stimmt wirklich)? Ist da ein Tippfehler passiert oder sind das tatsächlich die neuen Werte? (Ich bin mir bewusst, dass es sich bei den Angaben um Anhaltswerte handelt, jedoch ist eine Abweichung von über 30% eine schwerwiegende für die Berechnung der Abstreiffestigkeit).

Antwort: Antwort vom VDI-Fachausschuss:
Die aktuelle Auswertung einer Vielzahl von Werkstoffkennwerten aus dem In- und Ausland ergab eine recht große Streuung. Entsprechend der Philosphie der Richtlinie VDI 2230 wurde als Berechnungsempfehlung der ungünstigste Fall zu Grunde gelegt und die Tabelle entsprechend neu gefasst.

Wenn Anwendern der Richtlinie aus eigenen oder in Auftrag gegebenen Untersuchungen oder aus verlässlichen Quellen des Werkstoff- oder Schraubenherstellers größere Werte vorliegen, so können sie diese natürlich verwenden! Der Anwender muss dies nur jeweils selbst vertreten können.

Der Fachausschuss wird diese Frage aber zum Anlass nehmen, über eine Veränderung der Tabellenüberschrift ("Anhaltswerte") nachzudenken.
21.07.2015
Frage: Hallo, mir erschließen sich ihre Ergebnisse der Montagevorspannkräfte im Anhang A nicht. Diese Ergebnisse wurden, wie auf der Seite 34 beschrieben, mit der Gl. (R7/2) und einem Ausnutzungsgrad von...
Hallo,
mir erschließen sich ihre Ergebnisse der Montagevorspannkräfte im Anhang A nicht. Diese Ergebnisse wurden, wie auf der Seite 34 beschrieben, mit der Gl. (R7/2) und einem Ausnutzungsgrad von 0,9 berechnet.
Als Bsp. soll eine Schaftschraube M6 mit Festigkeitsklasse 12.9 sowie einer Reibungszahl 0,08 dienen.
Die weiteren Eingabewerte A0=20,22mm2, d2=5,25mm, d0=4,77.
Als Montagevorspannkraft erhalte ich 17,97kN. Im Anhang A steht jedoch 18,4kN. Wo liegt der Fehler?
MfG

Antwort: Antwort vom VDI-Fachausschuss:
Die Werte für FMTab in den Tabellen A1 bis A4 gelten für 90% der bei Erreichen der Fließgrenze realisierbaren Mindestmontagevorspannkraft. Für diese wird von einem vollplastischen (Grenz-)Zustand ausgegangen, indem neben dem Ausnutzungsgrad von 1 mit dem plastischen polaren Widerstandsmoment WPpl gerechnet wird. Siehe Seite 85 und 86 sowie die Gleichungen (142) bis (145).
Einen Hinweis finden Sie auch unter Gleichung (146).
Damit wird völlg unkritisch der Bezugswert für ny=1 angehoben. Dies hat zur Folge, dass Sie bei Einhaltung der Reibungszahlklasse B gegenüber der vor dem Jahr 2001 gültigen Berechnung mit dem elastischen polaren Widerstandmoment WP eine bis zu 11% größere Mindest-Montagevorspnnkraft erhalten.
18.07.2015
Frage: Sehr geehrte Damen und Herren, in Tabelle A9 der VDI 2230-2014 wird als zulässige Flächenpressung von 42CrMo4 ein Wert von 300 MPa angegeben. Können Sie diesen Wert bestätigen? Andere Quellen...
Sehr geehrte Damen und Herren, in Tabelle A9 der VDI 2230-2014 wird als zulässige Flächenpressung von 42CrMo4 ein Wert von 300 MPa angegeben. Können Sie diesen Wert bestätigen? Andere Quellen (wie z.B. Bossard-Gruppe oder Bernd Künne: Einführung in die Maschinenelemente) geben Werte zwischen 800 MPa und 900 MPa an.

Vielen Dank.

Mit freundlichen Grüßen
Sascha Hermanns, M.Eng.

Antwort: Wir wurden bereits von verschiedenen Seiten auf diesen Fehler in der Tabelle A9 hingewiesen. Hier fehlt schlicht eine 1 vor der 300. Der korrekte Wert ist also 1300 MPa.
31.03.2015
Frage: Erweiterung der Angaben zu Reibungszahlen in der Trennfuge (Tabelle A6): Die Angaben der Haftreibungszahlen GJS-GJS fallen tendenziell aus der Reihe, sind diese Angaben korrekt? Ist diese konkrete...
Erweiterung der Angaben zu Reibungszahlen in der Trennfuge (Tabelle A6): Die Angaben der Haftreibungszahlen GJS-GJS fallen tendenziell aus der Reihe, sind diese Angaben korrekt? Ist diese konkrete Quelle verfügbar?

Antwort: Es ist richtig, dass die Werte der Haftreibungszahl bei GJL-GJL, GJS-GJS und auch Alu-Alu, die nach der Entfettung besser sind als nach der Bearbeitung, etwas verwundern. Dies hat auch die Experten im VDI-Fachausschuss überrascht, aber die Ergebnisse der Quellen (s. Tabelle A + unveröffentlichtes Material eines Forschungsvorhabens an der TU Chemnitz) sind eindeutig. Es liegt die Vermutung nahe, dass bei gereinigten Gussflächen im Oberflächenbereich vorhandenes Graffit wirksam wird, das nach der Bearbeitung von Restprodukten quasi abgedeckt wird.
Da es viele Einflüsse auf die Reibungszahl gibt, wurden die Min- und Max-Werte aus verschiedenen Quellen übernommen. Beachten Sie also auch die Überlappungen der Bereiche!
23.02.2015
Frage: Laut Ihrer Webseite gilt die Schrauben-Richtlinie "weltweit als Standardwerk zur Berechnung von Schraubenverbindungen". Wird die weltweite Anerkennung von einer neutralen Stelle bestätigt, oder...
Laut Ihrer Webseite gilt die Schrauben-Richtlinie "weltweit als Standardwerk zur Berechnung von Schraubenverbindungen". Wird die weltweite Anerkennung von einer neutralen Stelle bestätigt, oder beruht Ihre Aussage auf eigenen Erfahrungen bzw. -Auswertungen?

Antwort: Die Richtlinie VDI 2230 ist eine „anerkannte Regel der Technik“. Um als allgemein anerkannt zu gelten, muss sie folgende Voraussetzungen erfüllen:
•Sie muss wissenschaftlich theoretisch als richtig angesehen werden
•Sie muss in der Praxis technischen Experten bekannt sein
•Sie muss sich aufgrund praktischer Erfahrung bewährt haben.
Die VDI 2230 erfüllt diese drei Kriterien.

Unsere Aussage bezüglich des weltweit anerkannten Standards beruht auf eigenen Auswertungen sowie dem VDI vom Beuth-Verlag zugetragenen Informationen. Es gibt weltweit kein vergleichbares Regelwerk zur Berechnung von Schraubenverbindungen.
28.12.2014
Frage: Was hat sich bei der Ausgabe 2014-12 (Blatt 2) gegenüber der Vorgängerversion geändert?
Was hat sich bei der Ausgabe 2014-12 (Blatt 2) gegenüber der Vorgängerversion geändert?

Antwort: Blatt 2 ist im November 2011 als Entwurf erschienen. Diese Richtlinie zu "Mehrschraubenverbindungen" ist eine Ergänzung zu Blatt 1, welches zur Anwendung von Blatt 2 zwingend erforderlich ist.

Blatt 2 erscheint im Dez. 2014 erstmalig als sogenannter "Weißdruck", nachdem die Einsprüche zum Entwurf vom Fachausschuss "Schraubenverbindungen" geprüft und bearbeitet wurden.

Gegenüber dem Entwurf gibt es wesentliche Änderungen und Ergänzungen, die die Richtlinie verständlicher machen und ihre Anwendung erleichtern, auch im Zusammenwirken mit Blatt 1, welches formal an Blatt 2 angeglichen wurde und nun dem aktuellen Redaktionshandbuch für VDI-Richtlinien entspricht.

Auch einige formale Fehler des Entwurfs wurden korrigiert.
10.12.2014
Frage: Was hat sich bei der Ausgabe 2014-12 (Blatt 1) gegenüber der Vorgängerversion geändert?
Was hat sich bei der Ausgabe 2014-12 (Blatt 1) gegenüber der Vorgängerversion geändert?

Antwort: Seit dem Erscheinen der letzten Fassung 2003 wurden bei der Anwendung der Richtlinie sowie in analytischen und numerischen Untersuchungen neue Erfahrungen gemacht und Erkenntnisse gewonnen, die sich in einer Reihe von Hinweisen, Anfragen und Änderungswünschen der Richtlinien-Anwender ausdrückten. Diese wurden allesamt berücksichtigt und vom VDI-Fachausschuss unter der Leitung von Herrn Professor Lori, Hochschule Zwickau, eingearbeitet.

Wesentliche Inhalte der Aktualisierung betreffen:
- Änderung der Berechnung des Kraftverhältnisses bei Einschraubverbindungen
- Aufnahme der Nachweise zur Betriebsbeanspruchung, wenn diese zur Überschreitung der Streckgrenze führt bzw. bei überelastischem Anziehen, incl. der Nachweise zur Einhaltung der Mindestvorspannkraft und Mindestklemmkraft
- Belastung der Schraube durch Biegung als Sonderfall
- Erweiterung der Angaben zu Reibungszahlen in der Trennfuge (Tabelle A6)
- Aufnahme weitere Anziehverfahren und Verbesserung der Angaben zum Anziehfaktor (Tabelle A8).
- Angaben zu den Werkstoffkennwerten (Tabelle A9) aktualisiert und bei der Grenzflächenpressung weitere Untersuchungsergebnisse beachtet
- Aufnahme der Berechnung der Einschraubtiefe für den Fall, dass das Bolzengewinde bzgl. eines Gewindeabstreifens kritisch ist.
- Vergrößerung des Zuschlages zur effektiven Einschraubtiefe und Herausarbeitung des Unterschiedes zur Gesamt-Einschraubtiefe
- Erweiterung der Angaben zu Scherfestigkeitsverhältnissen typischer Bauteilwerkstoffe

Weitere Inhalte dieser Aktualisierung werden in der Einleitung zu Blatt 1 detailliert beschrieben.
09.12.2014