Montagevorspannkraft

2024-12-04T08:56:55Z

62.214.100.35: Die Rauheit (auch Rauigkeit, veraltet Rauhigkeit)

Die '''Montagevorspannkraft''' ist die erforderliche Kraft axialer Richtung, die für den Einbau einer [[Schraube]] nötig ist, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Die Kenntnis der Kraft ist erforderlich für die geeignete Auswahl des [[Werkstoffe]]s beziehungsweise [[Festigkeitsklasse]] von Schraube und [[Mutter (Technik)|Mutter]].

Die Montagevorspannkraft ist die Summe aller zum Anziehen einer Schraube notwendigen [[Kraft|Kräfte]]. Man unterscheidet zwischen minimaler und maximaler Montagevorspannkraft.
Zum Berechnen einer Schraubenverbindung müssen drei Krafteinwirkungen auf die Schraube berücksichtigt werden:

# Die [[Klemmkraft]] <math>F_\mathrm{K\ erf}</math>, die nötig ist, um die zu fügenden Teile zu verbinden.
# Der [[Vorspannkraftverlust]] infolge Setzens <math>F_\mathrm{Z}</math>, der durch das Abflachen der Rauigkeiten der Materialoberflächen durch Druck zustande kommt. Diese Kraft muss also zusätzlich aufgebracht werden, damit die Schraube sich nicht durch Setzprozesse lockert.
# Die [[Betriebskraft]] <math>F_\mathrm{A}</math>, die durch dynamische oder statische Beanspruchung auf die Verbindung wirkt. Bspw. der statische Druck in einem Druckbehälter oder die dynamische Belastung in einer Kupplung.

== Minimale Montagevorspannkraft ==
Die minimale Montagevorspannkraft berechnet sich wie folgt:

<math>F_\mathrm{M\ min}=F_\mathrm{K\ erf}+F_\mathrm{Z}+(1-n\cdot\Phi_\mathrm{K})F_\mathrm{A}</math>

In Worten:
Die minimale Montagevorspannkraft <math>F_\mathrm{M\ min}</math> ist gleich der Summe aus der erforderlichen Klemmkraft <math>F_\mathrm{K\ erf}</math>, dem Vorspannkraftverlust infolge Setzens <math>F_\mathrm{Z}</math> und dem Produkt aus Betriebskraft <math>F_\mathrm{A}</math> mit der Summe aus 1 minus dem Produkt aus Klemmlängenfaktor (Krafteinleitungsfaktor)
<math>n</math> und Kraftverhältnis <math>\Phi_\mathrm{K}</math>.<br />

''n'' lässt sich folgendermaßen berechnen:<br />

Abstand der Krafteinleitungspunkte dividiert durch die [[Klemmlänge]].<br />

=== Kraftverhältnis ===
:Das Kraftverhältnis <math>\Phi_\mathrm{K}</math> ergibt sich aus den [[Nachgiebigkeit (Werkstoffkunde)|Nachgiebigkeiten]] von Schraube und Werkstück:

:<math>\Phi_\mathrm{K}= \frac{\delta_\mathrm{P}} {\delta_\mathrm{S}+\delta_\mathrm{P}}</math>

== Maximale Montagevorspannkraft ==
Die maximale Montagevorspannkraft folgt aus der minimalen:

<math>F_\mathrm{M\ max}=\alpha_\mathrm{A} \cdot F_\mathrm{M\ min}</math>

Der Anziehfaktor <math>\alpha_\mathrm{A}</math> berücksichtigt hierbei die durch das Anziehverfahren notwendige Toleranz.
Die Art des Anziehens der Schraube muss also bei der Berechnung bekannt sein oder es muss mit einem hohen Faktor gerechnet werden.

=== Montage-Anziehverfahren (AV) ===
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|-
! <math>\alpha_\mathrm{A}</math> || Anziehverfahren
|-
| 1 || [[Streckgrenze]]n<nowiki />gesteuertes AV
|-
| 1 || Drehwinkelgesteuertes AV
|-
| 1,2 || AV mit Längenmessung
|-
|1,4–1,8* || [[Manueller Antrieb|Manuelles]] drehmomentgesteuertes AV
|-
|1,4–2,5* || Motorische drehmomentgesteuertes AV
|-
|colspan="2" style="text-align:left; font-size:smaller;"| * (hierbei wird oft der Mittelwert benutzt)
|}

== Siehe auch ==
* [[Fügen (Fertigungstechnik)]]
* [[Klemmkraft]]
* [[Vorspannkraftverlust|Vorspannkraftverlust infolge Setzens]]
* [[Betriebskraft]]
* [[Dehnschraube]]
* [[Verspannungsdreieck]]

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=Ulrich Fischer
|Titel=Tabellenbuch Metall
|Auflage=36., neubearb.
|Verlag=Verlag Europa-Lehrmittel
|Ort=Wuppertal
|Datum=1987
|ISBN=3-8085-1086-2}}

[[Kategorie:Schraubverbindung]]

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