VDI 2230 Blatt 1
Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen - Zylindrische Einschraubenverbindungen
Auf einen Blick
- Englischer Titel
-
Systematic calculation of highly stressed bolted joints - Joints with one cylindrical bolt
- Erscheinungsdatum
- 2015-11
- Herausgeber
- Produkt- und Prozessgestaltung
- Autor
- Getriebe und Maschinenelemente
- Zugehörige Handbücher
- Seitenanzahl
- 182
- Erhältlich in
- Deutsch, Englisch
- Kurzreferat
-
Die Richtlinie 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 in der DIN Media zu beziehende Schraubenberechnungssoftware auf Basis der Richtlinie VDI 2230.
FAQ
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
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.
