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VDI 2230 Blatt 3 - Projekt Hinweise zur sicheren Montage von Schraubenverbindungen

Auf einen Blick

Englischer Titel
Mögliches Erscheinungsdatum
2023-04
Herausgeber
Produkt- und Prozessgestaltung
Autor
Getriebe und Maschinenelemente
Zugehörige Handbücher
Kurzreferat

Die Richtlinie ergänzt die Schraubenberechnung aus VDI 2230 Blatt 1 und Blatt 2 um eine ausführliche Darstellung und Beschreibung von Montageverfahren sowie Einflussfaktoren auf die Montage von Schraubenverbindungen, insbesondere die Reibung. Ziel ist es, bereits durch konstruktive Maßnahmen und eine korrekt ausgeführte Montage Schäden zu vermeiden, die zu mehr als 50 % auf eine falsche oder schlecht ausgeführte Montage zurückzuführen sind. Oftmals treten diese Schäden nicht unmittelbar, sondern erst einige Jahre nach der Montage auf.

FAQ

Antwort:

Kurz vorab zur Eräuterung: F_Mzul ist die Beanspruchbarkeit der Schraube (bei drehmomentgesteuerter Montage) unter der kombinierten Beanspruchung aus Gewindemoment und Vorspannkraft. Mit dieser Größe wird die maximale Montagevorspannkraft verglichen (vgl. VDI 2230 Blatt 1, Gl. R7/3). Die maximale Montagevorspannkraft F_Mmax, oder besser gesagt die Vorspannkraft, die die Schraube maximal bei der Montage erfahren kann, ergibt sich aus der minimalen Montagevorspannkraft (als Mindestanforderung bezüglich Abheben, Gleiten, …, also das was man minimal für die Funktion der Verbindung benötigt) multipliziert mit dem Anziehfaktor (wg. Unschärfe des Montageverfahres, der Reibung, ...). F_Mmax beschreibt die Beanspruchung und F_Mzul die Beanspruchbarkeit. Die Werte für F_MTab sind letztlich konkret ausgerechnete Werte für F_M,zul („Bei 90%iger Ausnutzung der Mindeststreckgrenze R_p0,2min kann die Montagevorspannkraft F_Mzul = F_MTab aus Tabelle A1 bis Tabelle A4 entnommen werden.“ VDI 2230 Blatt 1 R7). Die in der Tabelle ebenfalls angegebenen Montagemomente ergeben sich entsprechend nach VDI 2230 Blatt 1 Gl. (R13/1).

Wenn ich Ihre Frage richtig interpretiere, dann kommen Sie sozusagen von der anderen Seite. Wenn Sie die Verbindung mit dem zu F_MTab gehörenden Montagemoment montieren, erhalten Sie in der Verbindung eine Montagevorspannkraft von F_MTab(µ_G=µ_Gmin)=F_Mzul=F_Mmax. Durch die Streuung des Montageverfahrens müssen Sie davon ausgehen, dass Sie geringere Montagevorspannkräfte erhalten können. Da F_M=F_Mzul die maximale Montagevorspannkraft abdeckt (also =F_Mmax), berechnen Sie nun die minimale über F_Mmin = F_Mmax/alpha_A. Aus F_Mmin können Sie nun mit f_Z, F_th, usw. die minimale Klemmkraft für diesen Fall abschätzen.

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!

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