Grundlagen Schraubtechnik

Verschrauben als Montageaufgabe

Ziel der Verschraubungsaufgabe ist entweder das Aufbringen einer definierten Haltkraft (Vorspannkraft) oder das Ausführen von bestimmten Justage- oder Demontagevorgängen.


Aufbringen einer definierten Vorspannkraft

Der wichtigste Anwendungsfall beim Verschrauben in der Montagetechnik liegt im Aufbringen einer definierten Vorspannkraft. Die Vorspannkraft ist so zu bestimmen, dass einerseits bei jeder möglichen Betriebskraft die vorgesehene Funktion noch gegeben ist, andererseits die zulässige Belastung der Schraubverbindung nicht überschritten wird.

Problematisch sind dabei vor allem die häufig unbekannten Setzerscheinungen der Verbindung und die montagebedingten Schwankungen der erreichten Vorspannkraft.

Verspannungsschaubilder

An der Serienverschraubung lässt sich die erzielte Vorspannkraft praktisch nicht ermitteln.

Zur Steuerung des Montageprozesses muss deshalb auf indirekte Messgrößen ausgewichen werden. In der Regel ist dies das Anzugsmoment der Verschraubung. Das benötigte Anzugsmoment kann aus der Vorspannkraft nach den Formeln der VDI 2230 errechnet werden.

Darüber hinaus lassen sich experimentell auch noch weitere Vorgaben wie Drehwinkel, Einschraubzeiten, Reibwerte, etc. bestimmen, die als Führungsgrößen für den Montageprozess dienen. Anhaltswerte liefern Tabellen wie unten dargestellt.

Grundsätzlich kann über eine Längenmessung auch eine weitere indirekte Messgröße zur Bestimmung der Vorspannkraft eingesetzt werden. Diese Verfahren sind jedoch sehr aufwändig und daher in der Praxis ohne große Bedeutung.

Auf Grund der praktischen Umsetzbarkeit kommt dem Drehmoment als bestimmende Messgröße noch immer die herausragende Bedeutung zu.

Tabellenwerte für Vorspannkräfte und Anzugsmomente

Ausführen von Justage- oder Demontagevorgängen

In diesen Fällen ist die beschreibende Prozessgröße entweder ein Längenmaß (Ein- oder Ausschraubtiefe) oder ein Winkelmaß (Anzahl Umdrehungen). Diese Größen können direkt über geeignete Messsysteme oder indirekt über die Zeit erfasst werden.

Beispiel: Montage von Anschlussklemmen
Um ein späteres Anschließen der Leitung zu vereinfachen, wird die Klemmschraube wird dabei im ersten Schritt auf ein definiertes Drehmoment angezogen und anschließend um ein bestimmtes Winkelmaß zurück gedreht.