Mechanische Eigenschaften

Dimensionierung von Schraubenverbindungen

Warum werden Schraubenverbindungen dimensioniert? Schraubenverbindungen werden dimensioniert, weil ein Bruch der Schraube schwerwiegende Folgen haben kann ( z. B. Kraftmaschinen ) wenn die Verbindung dicht sein muss ( z. B. Druckbehältern ) und wenn die Verbindung nicht rutschen darf ( z. B. Kupplungen ). Wenn eine gefühlsmäßige Auslegung zu unsicher ist, muss dimensioniert werden.
Vorauslegung der Schraubenverbindung Für den Schraubendurchmesser und die Festigkeitsklasse, die für die Auslegung der Schraubenverbindungen erforderlich sind, werden mit Hilfe einer Tabelle Richtwerte vorgewählt. Es muss beachtet werden, dass die axial bzw. quer wirkende Betriebskraft FB auf den nächst höheren Tabellenwert aufgerundet wird.
Berechnung der Schraubenverbindung
Die Berechnung teilt sich in vorgespannte und nicht vorgespannte Verbindungen. Im Maschinenbau kommen häufiger vorgespannte Verbindungen in Einsatz. Bei nicht vorgespannten Schraubenverbindungen sind die Schrauben nicht festgedreht also unbelastet vor dem Angreifen einer äußeren Kraft z.B Spannschlösser. Bei vorgespannten Verbindungen sind die Schrauben festgedreht ( z. B. mit einer Mutter ) also mit einer Vorspannkraft FV bereits vor dem Angreifen der Betriebskraft FB belastet.
Für die Berechnung hochfester Schraubenverbindungen wurde die VDI-Richtlinie 2230 entworfen. In dieser Richtlinie werden Geltungsbereich, Berechnung, Herleitung der Berechnungsgrundlagen, Einflussgrößen und Tabellen dargestellt.
Funktionserfüllung 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... )