Ausführung geschraubter Verbindungen nach DIN EN

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1 Ausführung geschraubter Verbindungen nach DIN EN

2 2 Inhalt Einleitung Schraubengarnituren für nicht planmäßig vorgespannte Schraubenverbindungen nach DIN EN für planmäßig vorgespannte Schraubenverbindungen nach DIN EN Kennzeichnung Korrosionsschutz Installation nicht planmäßig vorgespannter Schraubenverbindungen Schraubenlöcher Festlegung der Garnituren Einbau und Anziehen der Garnituren Installation planmäßig vorgespannter Schraubenverbindungen Begrifflichkeiten und Zielsetzung Kontaktflächen Einbau und Voranziehen der Garnituren Wiederverwendbarkeit gelöster Garnituren Planmäßiges Vorspannen zur Erhöhung der Tragsicherheit Planmäßiges Vorspannen zur Erhöhung der Gebrauchstauglichkeit

3 3 DIN EN :

4 4 Schraubengarnituren

5 5 Schraubengarnituren Nicht planmäßig vorgespannte Schraubenverbindungen Planmäßig vorgespannte Schraubenverbindungen Harmonisierte Schirm-Produktnorm Harmonisierte Schirm-Produktnorm DIN EN DIN EN

6 6 DIN EN Nicht planmäßig vorgespannte Schraubenverbindungen Schirm-Produktnorm Fixiert alle aus der Sicht des Stahlbaus wichtigen technischen Anforderungen an Garnituren aus Schrauben, Muttern und Scheiben, ohne auf einzelne spezielle Produkte einzugehen. Zentrale Forderungen Beschränkungen Andrews Fasteners Maße und Toleranzen sind in einer europäischen oder internationalen Produktnorm beschrieben in Garnituren lieferbar CE-Kennzeichnung Zusatzkennzeichen SB (Structural Bolting) auf Schrauben und Muttern M12 M36 Festigkeitsklassen Schrauben: 4.6, 5.6, 8.8, 10.9 Muttern: 4, 5, 6, 8, 10, 12 Scheiben: Härteklasse HV 100, 200, 300

7 7 Garnitur aus Sechskantschraube, -mutter und zwei Scheiben Allgemeine Darstellung mit schematischer Geometrie und allgemeinen Bezeichnungen

8 8 Sechskantschrauben nach DIN EN Auswahl von in Deutschland einsetzbaren Sechskantschrauben für Stahlbauverbindungen nach DIN EN Vereinfachte Bezeichnung Deutsche Stahlbauschrauben Standard- Metallbauschrauben 1) M24 / > M24 Produktnorm EN ISO 4014 EN ISO 4016 EN ISO 4017 EN ISO 4018 DIN 7990 DIN 7968 Gewindelänge mittellang: b (2,2 2,5) d lang: b l besonders kurz: b (1,2 1,6) d besonders kurz: b (1,2 1,5) d Schlüsselweite Schaftdurchmesser normal: d Sch = d normal: d Sch = d normal: d Sch = d Pass-: d Sch = d+1 Produktklasse normal: s (1,5 1,6) d normal: s (1,5 1,6) d normal: s (1,5 1,6) d normal: s (1,5 1,6) d A/B 1) C A/B 1) C C C FK

9 9 Typische Standard-Metallbaugarnituren Schraube nach EN ISO 4014 Mit Schaft Mutter nach EN ISO 4032 Schraube nach EN ISO 4017 Ohne Schaft Mutter nach EN ISO 4032 Scheibe nach EN ISO 7089 Scheibe nach EN ISO 7089 Standard-Metallbaugarnituren Wesentliche Vorteile + kleines Lagersortiment, da keine enge Längenabstufung + in normalen runden Löchern keine Scheiben erforderlich Wesentliche Nachteile geringere Abschertragfähigkeit (bei Gewinde in der Scherfuge) etwas größere Verformungen in Scher-/Lochleibungsverbindungen (insbesondere bei Schrauben mit durchgehendem Gewinde)

10 10 Deutsche Stahlbaugarnitur Schraube nach DIN 7990 Mutter nach DIN EN ISO 4032 oder DIN EN ISO 4034 nach Wahl des Herstellers Wesentliche Vorteile Scheibe nach DIN oder DIN nach Wahl des Herstellers Wesentliche Nachteile + verformungsärmere Scher-/ Lochleibungsverbindungen (Kat. A nach DIN EN ) + Abschertragfähigkeit entspricht dem höheren Wert für Schaft in der Scherfuge + seit Jahrzehnten im deutschen Stahlbau eingeführt feine Klemmlängenabstufung in 5-mm-Stufen (aufgrund der kurzen Gewindelänge erf.) dickere Scheibe unter der Mutter (aufgrund der kurzen Gewindelänge aus geometrischen Gründen erforderlich, damit die Mutter das Klemmpaket verspannt und nicht gegen den Gewindeauslauf angezogen wird)

11 11 DIN EN Planmäßig vorgespannte Schraubenverbindungen Schirm-Produktnorm Fixiert alle aus der Sicht des Stahlbaus wichtigen technischen Anforderungen an Garnituren aus Schrauben, Muttern und Scheiben ähnlich wie DIN EN Verweist auf Normenteile DIN EN bis -10 (System HR und HV). Dennoch: System HR und HV sind nur Beispiele für geeignete Garnituren, da: Beispiele für Komponenten, die die Anforderungen dieses Dokumentes erfüllen, sind in den Normen EN , EN , festgelegt. Vorspannen von Standard-Metallbauschrauben FK 8.8 nach DIN EN ISO 4014 und 4017 möglich!

12 12 Vorspannbare Sechskantschrauben In Deutschland für planmäßig vorgespannte Stahlbauverbindungen auf der Grundlage von DIN EN , zusammen mit DIN EN /NA, einsetzbare Sechskantschrauben Vereinfachte Bezeichnung Vorspannbare Spezialschrauben H Vorspannbare Standard- Metallbauschrauben 1) M24 / > M24 Produktnorm EN HV EN HVP EN HR EN EN ISO 4014 EN EN ISO 4017 Gewindelänge kurz: b (1,4 1,9) d besonders kurz: b (1,2 1,5) d mittellang: b (2,2 3,3) d mittellang: b (2,2 2,5) d lang: b l Schlüsselweite Schaftdurchmesser normal: d Sch = d Pass-: d Sch = d+1 normal: d Sch = d normal: d Sch = d normal: d Sch = d Produktklasse groß: s (1,6 1,7) d groß: s (1,6 1,7) d groß: s (1,6 1,7) d normal: s (1,5 1,6) d normal: s (1,5 1,6) d B B B A/B 1) A/B 1) FK

13 13 Vorspannbare Sechskantmuttern In Deutschland für planmäßig vorgespannte Stahlbauverbindungen auf der Grundlage von EN , zusammen mit DIN EN /NA, einsetzbare Sechskantmuttern Vereinfachte Bezeichnung Vorspannbare Spezialmuttern H Vorspannbare Standard- Metallbaumuttern Mutterhöhe Produktnorm EN HV EN HR EN EN ISO 4032 Schlüsselweite klein: m 0,8 d mittel: m 0,9 d mittel: m 0,9 d Produktklasse groß: s (1,6 1,7) d groß: s (1,6 1,7) d normal: s (1,5 1,6) d B B A/B 1) FK ) M16 / > M16

14 14 Vorspannbare runde flache Scheiben In Deutschland für planmäßig vorgespannte Stahlbauverbindungen auf der Grundlage von EN , zusammen mit EN /NA, einsetzbare runde flache Scheiben Vereinfachte Bezeichnung Produktnorm Dicke 1) [mm] Außen-Ø 1) [mm] Produktklasse Innen- Ø 1) [mm] Fasen Härte [HV] Vorspannbare Spezialscheiben H Vorspannbare Spezialscheiben EN EN EN DIN mittel: h = 3,0 6,0 dünn: h = 2,5 5,0 d a e d a =e+(3 5) d i = d+1 d i = d+1 ohne innen und außen A A ) Bei Angabe einer Bandbreite: kleinerer Wert: M12, größerer Wert: M36

15 15 Vorspannbare Spezialschrauben H Scheibe nach DIN EN System HV Mutter nach DIN EN System HV (10.9) kurze Gewindelänge deshalb enge Klemmlängenabstufung Nachteil: teure Lagerhaltung und Fehleranfälligkeit beim Einbau Garnitur erreicht ihr duktiles Verformungsvermögen durch plastische Verformung der gepaarten Gewinde System HR (8.8/10.9) Schraube nach DIN EN schwarz und leicht geölt HV-Garnituren M24 Scheibe nach DIN EN oder DIN EN feuerverzinkt und mit geschmierter (molykotisierter) Mutter größere Gewindelänge als HV- Schrauben Vorteil: weniger enge Klemmlängenabstufung als bei HV-Schrauben! Höhe der HR-Mutter ist größer als die der HV-Muter Garnitur erreicht ihr duktiles Verformungsvermögen durch plastische Verlängerung der Schraube

16 16 Sonderformen vorspannbarer Schraubengarnituren HRC-Schrauben DIN EN DTI-Scheiben DIN EN R e b d k d s d s b k l s l g l u (b) F 1 F 2 Direkte Kraftanzeiger für HR- oder HV-Garnituren Sonderschrauben des Systems HR Geriffeltes Abscherende Beim Anziehen mit einem speziellen Abscherschrauber bricht das Abscherende unter der kalibrierten Vorspannkraft infolge der dazu gehörenden Torsionsbeanspruchung in der Kerbe weg. Direct Tension Indicator DTI oder Load Indicating Washer LIW Werden unter dem Schraubenkopf oder unter der Mutter angeordnet. Unter der Einwirkung der Vorspannkraft werden die Überstände plastisch zusammen gedrückt, wobei der verbleibende Restspalt ein Maß für die Kraft ist. Anhand dieses Restspaltes sind die Scheiben kalibriert.

17 17 Hersteller Kennzeichnung Schraubengarnituren nach DIN EN i z. B. System HV Schraube DIN EN XYZ Mutter DIN EN XYZ Hersteller Scheibe DIN EN H Scheibe mit Fase DIN EN H e 10.9 HV 10 HV XYZ XYZ d 1 Hersteller s d 2 M36 - Garnitur

18 18 Kennzeichnung Schraubengarnituren nach DIN EN Hersteller Schraube XYZ Mutter XYZ Hersteller Scheibe Ohne Kennzeichnung e 4.6 SB 5 SB d 1 s d 2 Deutsche Stahlbauschraube noch ohne SB Andrews Fasteners

19 19 Prüfbescheinigung nach DIN EN Prüfbescheinigungen Werksbescheinigung 2.1 c nach DIN EN Bestätigung des Herstellers, dass die gelieferten Erzeugnisse den Anforderungen der Bestellung entsprechen, ohne Angabe von Prüfergebnissen. Auszug aus Tabelle 1 nach DIN EN Prüfbescheinigungen für metallische Erzeugnisse Bestätigung durch den vom Hersteller unabhängigen Abnahmebeauftragten, dass die gelieferten Erzeugnisse die in der Bestellung festgelegten Anforderungen erfüllen; unter Angabe von Ergebnissen spezifischer Prüfung. Seriennummer

20 20 Rückverfolgbarkeit über Seriennummer bei HV-Schrauben 13 A1 * * 49 * Hersteller FRIEDBERG FUCHS PEINER Loskennzeichnung/ Seriennummer 13K (K Fertigungsjahr) A1 49 Festigkeitsklasse Produktkennzeichen HV HV HV Eindeutige Zuordnung zum Abnahmeprüfzeugnis 3.1 (derzeit) über Kombination: Seriennummer (Dies ist bisher eine freiwillige Angabe der deutschen Schraubenhersteller.) Durchmesser der Schraube Länge der Schraube

21 21 Korrosionsschutz DIN EN verlangt eine vergleichbare Korrosionsbeständigkeit der Verbindungsmittel und der anzuschließenden Bauteile. Feuerverzinkte Schraubengarnituren DIN EN enthält Vorgaben zu: Gewindetoleranz für Schrauben mit Gewindeuntermaß Gewindetoleranz für Muttern mit Gewindeübermaß M8 bis M64 bis FK 10.9 (Schrauben) bzw. 12 (Muttern) < M8 von Feuerverzinkung wird explizit abgeraten zusätzlich Richtlinie für die Herstellung feuerverzinkter Schrauben (DSV und GAV) DIN EN /NA Forderungen (analog zu DIN ) feuerverzinkte Garniturkomponenten sind unabhängig von der Festigkeitsklasse von ein und demselben Schraubenhersteller zu beziehen ( Gewindepassfähigkeit) bei hochfesten feuerverzinkten Garnituren ist des Weiteren sicher zu stellen, dass sie unter der Verantwortung des Schraubenherstellers verzinkt worden sind ( Vermeidung von Anrissen durch flüssigmetallinduzierte Rissbildung oder wasserstoffinduzierte Versprödung)

22 22 Korrosionsschutz zusätzliche Kennzeichnung Feuerverzinkung Kennzeichnung tzn Feuerverzinkte Schrauben unterschnitten mit 6az U hinter FK z. B. 8.8U Feuerverzinkte Muttern überschnitten mit 6AZ Z hinter FK z. B. 8Z Verboten Paarung ungekennzeichneter feuerverzinkter Schrauben und Muttern Gewindeüberschneidung, deshalb Verschrauben unmöglich Kombination feuerverzinkter Schrauben der Kennzeichnung U mit feuerverzinkten Muttern der Kennzeichnung Z Reduktion der Abstreiftragfähigkeit 1. Sonderregelung Verpackung und Lieferung feuerverzinkter Schrauben und zugehöriger Muttern in einem versiegelten Behälter zusätzliche Kennzeichnung entbehrlich 2. Sonderregelung Feuerverzinkte HR- und HV-Garnituren (DIN EN und -4) Kompensation der Zinkschichtdicke mit der Mutter verzinkte HV-/HR-Schrauben: Normaltoleranz 6g verzinkte HV-/HR-Muttern: Gewindeübermaß 6AZ zusätzliche Kennzeichnung entbehrlich 3. Sonderregelung Deutsche Stahlbauschrauben (DIN 7990 und DIN 7968) Kompensation der Zinkschichtdicke mit Schraube verzinkte deutsche Stahlbauschrauben: Gewindeuntermaß 6az zusätzliche Kennzeichnung entbehrlich

23 23 Andere Korrosionsschutzüberzüge DIN EN erwähnt nur Feuerverzinkung. DIN EN /NA (analog zu DIN ): andere metallische Korrosionsschutzüberzüge, z. B. galvanische Verzinkung, sind zugelassen, sofern - die Verträglichkeit mit dem Stahl gesichert ist, - eine wasserstoffinduzierte Versprödung vermieden wird und - ein adäquates Anziehverhalten nachgewiesen wird. z.b. Galvanische Verzinkung nur in trockenen Innenräumen Korrosivitätskategorie C1 verboten für FK 8.8 und 10.9 (Wasserstoffaustreibung ) niedrigfeste Schrauben sind aus Sicht der Wasserstoffversprödung unproblematisch Schutzwirkung kleiner als bei feuerverzinkten Verbindungsmitteln z.b. Sherardisieren (in Großbritannien verbreitet) Zinküberzug wird in Trommel durch erhitzten Zinkstaub aufgebracht Schichtdicke kleiner als beim Feuerverzinken, aber größer als beim galvanischen Verzinken Überzug ist sehr dicht Korrosionsschutzwirkung nicht viel schlechter als beim Feuerverzinken Wesentlicher Vorteil: Wegfall der Wasserstoffversprödung Aus korrosionsschutztechnischer Sicht ist nichts gegen den Einsatz sherardisierter Verbindungsmittel einzuwenden

24 24 Installation nicht planmäßig vorgespannter Schraubenverbindungen

25 25 Schraubenlöcher Lochherstellung Bohren Thermisches Schneiden Stanzen Stanzen nur zulässig für d L t EXC3 und EXC4: nur zulässig, wenn Löcher mit 2 mm Untermaß gestanzt und anschließend aufgerieben werden Maße der Löcher Nennlochspiel Schraube M12 u. M14 M16 bis M24 M27 12 Δd [mm] Toleranzen normale Schrauben Bezogen auf Lochdurchmesser Loch-Ovalisierung Toleranz [mm] ±0,5 ±1,0 (Toleranzkl. 1) Tolerierte Ist-Löcher für eine Schraube M Unzulässig durch manuelles Brennschneiden aufgeweitete Löcher a) b) Regel-Nennlochspiel Δd = 1 mm Lochtoleranz -0,5 mm Ovalitätstoleranz +1 mm Sonder-Nennlochspiel Δd = 2 mm Lochtoleranz +0,5 mm Ovalitätstoleranz -1 mm

26 26 Festlegung der Garnituren Ü a außen Mindest-Gewindeüberstand Ü a gilt für alle nicht planmäßig und planmäßig vorgespannten Verbindungen Ü a 1 Gewindegang (nach dem Anziehen) Ü i Mutter innen Schraube Mindest-Gewindelänge b bzw. Ü i gilt für nicht planmäßig vorgespannte Verbindungen und planmäßig vorgespannte HV-Verbindungen (HR-Verbindungen: 4 Gewindegänge) Ü i 1 Gewindegang (nach dem Anziehen) Mindest-Schaftlänge l s gilt nur für Scher-/Lochleibungsverbindungen mit A = A Sch Länge des Schraubenschaftes muss so groß sein, dass die maßgebende Scherfuge innerhalb des gewindefreien Teils zu liegen kommt.

27 27 Einbauposition Schraube keine Angaben in DIN EN handwerkliche Regeln: Vertikal angeordnete Schrauben: von oben nach unten Horizontal angeordnete Schrauben: von fest auf lose einstecken, d. h. vom bereits fixierten zum anschließenden Bauteil Keilscheibe nicht so! Mutter Herstellerkennzeichen sichtbar: außen beim Aufschrauben frei drehbar

28 28 Restspalte DIN EN verlangt eine weitgehend flächige Anlage der verbundenen Teile nach dem Zusammenziehen. Moderater Restspalt beeinträchtigt unter Berücksichtigung der Gewährleistung der Übertragbarkeit der Bemessungsschnittkräfte - weder statische Zugtragfähigkeit noch Scher-/ Lochleibungstragfähigkeit der Garnituren. Korrosionsgefahr bei sehr kleinem Restspalt (z. B. 0,3 mm; Spaltkorrosion) eher größer als bei einem größeren Spalt (z. B. 3 mm). Tolerierbarer Restspalt: 2 mm (an der Kante 4 mm). Restspalt tolerierbar Restspalt nicht tolerierbar

29 29 Futterung von Luftspalten EN erlaubt explizit die Minimierung von Luftspalten mit Hilfe von Futterblechen ( Zwischenlagen ) als Ausrichtmaßnahme bei der Montage. Für kritische Schnittstellen, wo erfahrungsgemäß Toleranzprobleme zu erwarten sind, sollten bei der Montage vorbereitete Futterbleche vorgehalten werden. Die Futterung muss handwerklich fachgerecht durchgeführt werden, also z. B. nicht so Beispiele nicht fachgerechter Futterungen

30 30 Handfestes Anziehen Nach DIN EN ist jede Garnitur mindestens handfest anzuziehen! Empfohlene Handfest -Anziehmomente (unabhängig von FK) Schraube M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M A,handfest [Nm] M Werte sind so gewählt, dass sie in einer leicht geölten schwarzen Schraubengarnitur knapp 10 % der Mindestvorspannkraft F p,c für eine 10.9-HV-Schraube erzeugen. Beanspruchung einer 4.6-Schraube im Spannungsquerschnitt des Gewindes zu ca. 25 bis 30 % der Streckgrenze. Überbeanspruchung der Schrauben durch handfestes Anziehen ausgeschlossen. Nach DIN EN ist eine Schraubengruppe ausgehend vom Bereich der höchsten Steifigkeit hin zum Bereich der geringsten Steifigkeit anzuziehen. Flächige Anlage des Anschlusses ohne innere lokale Zwängungen. Die in der Praxis verbreitete Regel, größere Anschlüsse von der Mitte nach außen fortschreitend anzuziehen, greift in manchen Fällen zu kurz, da der Bereich der höchsten Steifigkeit nicht immer in der Mitte liegt.

31 31 Installation planmäßig vorgespannter Schraubenverbindungen

32 32 Begrifflichkeiten und Zielsetzung Planmäßig vorgespannt DIN EN , DIN EN u. DIN EN Nicht Planmäßig vorgespannt DIN EN , DIN EN u. DIN EN EN u. EN : preloaded EN u. EN : non-preloaded DIN EN : vorgespannt DIN EN : nicht vorgespannt Zielsetzung des planmäßigen Vorspannens Zielebene Ι Erhöhung der Tragsicherheit Kategorien B, C und E nach DIN EN Zielebene ΙΙ Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit Vorspannungsfrei bemessene Kategorien A oder D nach DIN EN , die zur qualitativen Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit dennoch vorgespannt werden Schlupfminimierung Verformungssteifigkeit

33 33 Kontaktflächen für gleitfeste Verbindungen [DIN EN ] für andere als gleitfeste Verbindungen Vorspannkraftverluste durch Kriechen der Beschichtung beachten EN macht dazu nur undifferenzierte Angaben Empfehlung der Verfasser: weiterhin Tabelle 4 von DIN beachten

34 34 Wiederverwendbarkeit gelöster Garnituren Schraubengarnituren bis F p,c angezogen Wiederverwendbarkeit ausgeschlossen, da Schraube beim Anziehen planmäßig bis in den plastischen Bereich beansprucht. Schraubengarnituren mit Hilfe des modifizierten Drehmomentenverfahrens nur bis F p,c * angezogen Wiederverwendbarkeit möglich, wenn folgende Bedingungen eingehalten sind: (1) Überprüfen der Schraube nach dem Lösen auf bleibende Schädigung. Eine nicht bleibende Schädigung liegt dann vor, wenn die Schraube nicht sichtbar verbogen ist und wenn sich die Mutter noch von Hand auf die gesamte Gewindelänge aufschrauben lässt. (2) Verwendung einer neuen geschmierten Mutter desselben Herstellers.

35 35 Vorspannkräfte Mindestvorspannkraft F p,c Fp,C = 0,7 fub AS Reduzierte Vorspannkraft F p,c * F p,c * = 0,7 fyb AS Bruch-, Fließ- und Vorspannkräfte [kn] von Schraubengarnituren M12 M16 Zugrunde liegendes Produkt-Regelwerk EN i DASt-Ri 021 M20 M22 M24 M27 M30 M36 M42 M48 M56 M64 Nom. Zugbruchkraft F b,u = A s,nom f ub 84, Nom. Zugfließkraft F b,y = A s,nom f yb 75, Volle Vorspannkraft F p,c 1) 59, Red. Vorspannkraft F p,c * 2) 50, Nom. Zugbruchkraft F b,u = A s,nom f ub 67, Nom. Zugfließkraft F b,y = A s,nom f yb 54, Volle Vorspannkraft F p,c 2) 47,0 88, Red. Vorspannkraft F p,c * 2) 35,0 70, ) nach EN und EN ) nach DIN EN /NA

36 36 Planmäßiges Vorspannen Vorspannverfahren (Anziehverfahren) Zur Erhöhung der Tragsicherheit Mindestvorspannkraft F p,c Fp,C = 0,7 fub AS Drehmoment-Vorspannverfahren Kombiniertes Vorspannverfahren 1) Vorspannkraftgesteuertes Anziehen (z. B. Einsatz von DTI-Scheiben) Torsionsfestigkeitsgesteuertes Anziehen (z. B. Anziehen von HRC- Schrauben) {Streckgrenzengesteuertes Anziehen (Maschinenbau)} 2) {Ziehende Vorspannverfahren} 2) 1) Einziges der vier Normverfahren von DIN EN , das gemäß DIN EN /NA in Deutschland eingesetzt werden sollte (darf???) 2) Nur mit Verfahrensprüfung einsetzbar Zur Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit Reduzierte Vorspannkraft F p,c * F * = 0,7 f A p,c yb S Modifiziertes Drehmoment- Vorspannverfahren nach DIN EN /NA Modifiziertes Kombiniertes Vorspannverfahren nach DIN EN /NA Drehimpuls-Vorspannverfahren nach DIN EN /NA

37 37 Kalibrierte Schmierung / k-klasse k-klasse F b [kn] Beschreibt die Qualität der Schmierung im Anlieferungszustand der Schraubengarnitur Auf ihrer Basis gewährleistet der Hersteller, dass nach sachgemäßen Anziehen der Garnitur die Schraube die gewünschte Vorspannkraft aufweist. M Nach DIN EN gilt: k = df p,c 0,7 f ub As M i M [Nm] Definition der k-klassen nach EN k- Klasse K0 K1 K2 Wortlaut EN , Tabelle 6 zu liefernde Information keine Anforderung an den k-faktor Bereich der individuellen Prüfwerte k i Mittelwert des k-faktors k m, Variationskoeffizient des k-faktors V k Bemerkungen der Verfasser --- entspricht im Prinzip der traditionellen deutschen Vorspanntechnologie sehr kostenaufwendig

38 38 Kalibrierte Schmierung / k-klasse k-klasse K2 anspruchvollste k-klasse spezifischer k m -Wert wird für das jeweilige Los bei jeder Lieferung vom Hersteller mitgeliefert für HV- u. HR-Systeme gilt 0,10 k m 0,23 V k 0,10 k-klasse K1 Hersteller garantiert, dass seine individuellen Prüfwerte k i innerhalb eines zulässigen Streubandes liegen keine Statistik für jedes Los erforderlich für HV- u. HR-Systeme gilt 0,10 k i 0,16 k-klasse K0 einfachste k-klasse Hersteller stellt lediglich sicher, dass Garnitur überhaupt geschmiert ist ohne quantitative Kalibrierung Qualität der Schmierung für das Drehmoment-Vorspannverfahren von großer Bedeutung. Normforderung nach k-klasse K2 Beim Kombinierten Vorspannverfahren muss nur sichergestellt sein, dass die Mutter ausreichend geschmiert ist. Normforderung nach k-klasse K1

39 39 Drehmoment-Vorspannverfahren nach DIN EN Soll-Anziehmomente [Nm] von Schraubengarnituren M12 M16 Zugrunde liegendes Produkt-Regelwerk EN DASt-Ri 021 M20 M22 M24 M27 M30 M36 M42 M48 M56 M HR/HV EN K2 M A,Soll = 1,10 k m d F p,c min 1) max 1) HV modifiziert K1 M A,Soll *= 0,15 d F p,c * genau rund 2) HR EN K2 M A,Soll = 1,10 k m d F p,c min 1) max 1) SB modifiziert K1 M A,Soll *= 0,15 d F p,c * genau rund 2) ) nach EN / EN (K2) 2) nach DIN EN /NA (K1)

40 40 Kombiniertes Vorspannverfahren nach DIN EN Anziehschritt Vorspannkraft-Anziehmoment-Kurve 2. Anziehschritt Vorspannkraft-Drehwinkel-Kurve Δθ 2 F/F b b,u [-] F/F b b,u [-] 1,0 ~0,9 Δθ 1 ~0,8 0,7 0,7 ~0,5 Streubreite der individuellen Verbindungen M M r A,KV M [Nm] = 0,75 M r θ A,kV δθ δθ δθ θ 1 θ 2 θ [ ]

41 41 Kombiniertes Vorspannverfahren nach DIN EN Anziehschritt: Es wird drehmomentgesteuert auf ein Voranziehmoment von 75% des Referenz-Anziehmomentes angezogen 2. Anziehschritt: Es wird ein Weiterdrehwinkel nach folgender Tabelle aufgebracht: Weiterdrehwinkel des zweiten Anziehschrittes der Kombinierten Vorspannverfahren Klemmlänge: Gesamtnenndicke Σt der zu verbindenden Teile (einschließlich aller Futterbleche und Scheiben) (d = Schrauben-Ø) Σt < 2d 2d Σt< 6d 6d Σt<10d Im 2. Anziehschritt aufzubringender Weiterdrehwinkel Kombiverfahren EN HR/HV δθ modifiziertes Kombiverfahren 10.9-HV δθ* Zähigkeits-/ Duktilitätskriterien nach EN und -4 Δθ Δθ

42 42 Modifiziertes Drehmomentverfahren nach DIN EN /NA ist identisch mit traditionellem Drehmomentverfahren nach DIN ! Garnituren mit Schmierung nach k-klasse K1 ausreichend Anziehen mit gerundeten modifizierten Soll-Anziehmomenten M A,Soll * (seit fast fünf Jahrzehnten in Deutschland bewährt) Nachziehen möglich, Feinjustieren auf Höhe des Soll-Anziehmomentes möglich Sonderfall Schraubengarnituren mit Durchmessern > M36 In der DAST-Richtlinie 021 geregelt Sonderfall Schraubengarnituren mit Durchmessern < M12 M8 M10 M12 Empfohlene gebrauchstauglichkeitsorientierte Vorspannkräfte und zugehörige Soll-Anziehmomente für Standard-Metallbaugarnituren M8 bis M12 (schwarz, leicht geölt) A s [mm 2 ] 36,6 58,0 84,3 F p,c * [kn] FK 5.6 M A,Soll * [Nm] F p,c * [kn] FK 8.8 M A,Soll * [Nm] F p,c * [kn] FK 10.9 M A,Soll * [Nm]

43 43 Andere geschraubte Verbindungen Nicht jede Verbindung mit Gewindeteilen, die keine Schraube/Mutter-Kombination darstellt, ist deshalb schon eine besondere Verbindung, für die nach EN eine Verfahrensprüfung erforderlich wäre Ankerschrauben, Gewindebolzen, Gewindestangen, Schraubmuffen, Spannschlösser, Gewindelöcher, Sacklöcher usw. sind durch EN abgedeckt diese Verbindung allerdings nicht!!!

44 44 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Mechanische Verbindungsmittel. Martin Czysch Abteilung Qualitätssicherung Tel.-Nr.:

Mechanische Verbindungsmittel. Martin Czysch Abteilung Qualitätssicherung Tel.-Nr.: Mechanische Verbindungsmittel Martin Czysch Abteilung Qualitätssicherung Tel.-Nr.: 0203 3781 498 E-Mail: czysch@slv-duisburg.de Einführung in die EN 1090-2 Mechanische Verbindungsmittel EN 15048-1 Garnituren

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