Verfahrensprüfung zur Bestimmung von Anziehparametern für vorgespannte geschraubte Verbindungen

Stranghöner, Natalie; Jungbluth, Dominik

doi:10.1002/stab.201710548

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“…Auf Basis der Ergebnisse aus den indikativen Vorversuchen wurden Vorspannversuche am kalibrierten Anziehprüfstand für mechanische Verbindungen des Instituts für Metall‐ und Leichtbau der Universität Duisburg‐Essen zur Ermittlung sicherer Anziehparameter und zur Entwicklung einer Verfahrensanweisung für die Gewindebolzen M16 und M20 aus nichtrostendem Stahl A4‐80 in Kombination mit den zur finalen Ausführung ausgewählten Keilsicherungsscheiben Typ NL16spss und NL20spss der Firma Nord‐Lock GmbH durchgeführt. Als Zielwert für die beim mutterseitigen Vorspannen zu erreichenden Vorspannkräfte in den Gewindebolzen wurden die Werte F p,req,M16 ≥ 60 kN und F p,req,M20 ≥ 80 kN definiert.…”

Section: Drehmoment‐vorspannkraft‐versuche Am Kalibrierten Anziehprüfunclassified

Experimentelle Untersuchung von Lärmschutzwandstehern und deren Befestigung auf Kunstbauten

Reiterer

Stranghöner²,

Jungbluth³

2020

Stahlbau

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Im vorliegenden Aufsatz wird in Ergänzung zum Teil 1 – Ermüdungsverhalten – das Vorspannverhalten von geschraubten Verbindungen, die bei der Befestigung von Lärmschutzwandstehern auf Kunstbauten ausgeführt werden, experimentell untersucht und bewertet. In einem indikativen Vorversuch wurden insgesamt vier Messserien durchgeführt, bei denen die Verbindung mit einem vorab definierten Anziehdrehmoment jeweils dreimal hintereinander mutterseitig angezogen und wieder gelöst wurde. Als Schmiermittel wurde die Feststoffschmierpaste Molykote 1000 angewendet. Die in den Vorversuchen verwendeten Gewindebolzen und Muttern sind aus nichtrostendem Stahl A4‐80 hergestellt und weisen den Durchmesser M20 auf. Die Vorversuche dienen zur Untersuchung des Einflusses von unterschiedlichen Typen von Scheiben auf die sich ergebende Größe der Vorspannkraft im Gewindebolzen. Da geschraubte Verbindungen aus nichtrostendem Stahl derzeit normativ nicht geregelt sind, wurden am Institut für Metall‐ und Leichtbau der Universität Duisburg‐Essen ergänzende experimentelle Untersuchungen im Sinne einer Verfahrensprüfung an einem kalibrierten Anziehprüfstand durchgeführt. Auf Grundlage dieser an Gewindebolzen M16 und M20 aus nichtrostendem austenitischem Stahl A4‐80 in Kombination mit Keilsicherungsscheiben durchgeführten Anziehversuche wurde eine Verfahrensanweisung für das mutterseitige Vorspannen abgeleitet.

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Section: Drehmoment‐vorspannkraft‐versuche Am Kalibrierten Anziehprüfunclassified

Experimentelle Untersuchung von Lärmschutzwandstehern und deren Befestigung auf Kunstbauten

Reiterer

Stranghöner²,

Jungbluth³

2020

Stahlbau

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“…Zum kontrollierten Vorspannen und zur Definition einer Verfahrensanweisung der aus nichtrostendem Stahl ausgeführten Schraubverbindung wurde am kalibrierten Anziehprüfstand für mechanische Verbindungsmittel des Instituts für Metall‐ und Leichtbau der Universität Duisburg‐Essen eine eigene Verfahrensprüfung durchgeführt . Dies war notwendig, da die Verwendung von Schraubengarnituren aus nichtrostendem Stahl derzeit durch die ÖNORM EN 1090‐2 auf nicht vorgespannte Verbindungen beschränkt ist . Die Verfahrensprüfung hat ergeben, dass die gewünschte Zielgröße der Vorspannkraft von F p,req,M16 ≥ 60 kN durch Aufbringen eines Anziehdrehmoments von 250 Nm sicher erreicht wird.…”

Section: Anwendungsbeispiel Zur Intelligenten Elektronischen Messmutterunclassified

Innovative Methoden zur Prüfung und Kontrolle der Vorspannkräfte in mechanischen Verbindungsmitteln

Reiterer

2020

Stahlbau

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Die derzeit in der Ingenieurpraxis angewendeten Methoden zur Prüfung und Kontrolle der in mechanischen Verbindungsmitteln tatsächlich vorhandenen Größe der Vorspannkraft werden vorgestellt und in Bezug auf die Genauigkeit der Ergebnisse bewertet. Dabei wird sowohl auf rein visuelle Beurteilungsmethoden als auch auf elektronische Messmethoden eingegangen. Im Beitrag werden neu entwickelte und als Patent angemeldete innovative Methoden zur Prüfung und Kontrolle der Vorspannkräfte in mechanischen Verbindungsmitteln vorgestellt. Bei den Entwicklungen handelt es sich um ein intelligentes mechanisches Verbindungsbauteil mit Druckindikator und um eine intelligente elektronische Messmutter. Das intelligente Verbindungsbauteil ist in der Lage, ohne Einsatz von elektronischen Komponenten den Verlust der Vorspannung durch Erzeugen einer Rotfärbung an der Oberseite des Verbindungsbauteils anzuzeigen. Die elektronische Messmutter ist eine mit Sensorik ausgestattete Mutter, die entweder zeitdiskret oder permanent den aktuellen Wert der Vorspannkraft im Verbindungsmittel elektronisch aufzeichnet und überträgt. Zur Untersuchung der Aussagequalität und Langzeitstabilität der neu entwickelten Methoden zur Prüfung und Kontrolle der Vorspannkräfte in mechanischen Verbindungsmitteln wurden Labor‐ und Freifeldversuche durchgeführt. Die dabei erzielten Ergebnisse werden präsentiert.

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“…Daher muss die Bestimmung immer nach DIN EN 1990 mit Fraktilwerten der Vorspannung hinsichtlich der zu bewertenden Anziehparameter erfolgen. Hintergrundinformationen zur Ermittlung zuverlässiger Anziehparameter sind in zu finden. Können für das geplante Vorspannkraftniveau keine zuverlässigen und sicheren Anziehparameter ermittelt werden, müssen die Ausgangsparameter erneut angepasst werden. In einem fünften Schritt müssen für den jeweils vorliegenden Anwendungsfall Prüf‐ und Kontrollanforderungen für die Verbindungen definiert werden.…”

Section: Qualifizierungsprozess Für Das Vorspannen Von Schraubverbindunclassified

Vorgespannte Schraubverbindungen aus nichtrostendem Stahl

et al. 2020

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Die Verwendung von vorgespannten Schraubverbindungen aus nichtrostendem Stahl ist in vielen Sonderfällen aus Gründen der Gebrauchstauglichkeit oder der Tragfähigkeit wünschenswert, z. B. beim Einsatz in besonders korrosiver Umgebung oder in Konstruktionen aus nichtrostendem Stahl. Die Verwendung von Schraubengarnituren aus nichtrostendem Stahl ist jedoch aus mehreren Gründen durch DIN EN 1090‐2 auf nicht vorgespannte Verbindungen beschränkt. Ressentiments bestehen nach wie vor gegenüber dem Einsatz in vorgespannten Verbindungen aufgrund befürchteter hoher Vorspannkraftverluste sowie der Problematik des Kaltverschweißens (Fressen). Darüber hinaus existieren am Markt derzeit keine Garnituren analog zur Normenreihe DIN EN 14399, welche seitens des Herstellers auf die Eignung zum Vorspannen geprüft werden und auch eine entsprechende kalibrierte Schmierung aufweisen. DIN EN 14399‐1 ist zudem auf den Einsatz von Schrauben aus Kohlenstoffstahl beschränkt, sodass auch hier normativ eine Verfahrensprüfung für den Einsatz durchzuführen ist. Der vorgestellte Beitrag soll einen Einblick in die Möglichkeiten der Verwendung von Schraubverbindungen aus nichtrostendem Stahl in vorgespannten Verbindungen im Allgemeinen und in gleitfesten Verbindungen im Speziellen geben. Ferner wird dem Anwender eine Hilfestellung und ein Leitfaden für das Vorgehen innerhalb einer Verfahrensprüfung durch die „Bolt Tightening Qualification Procedure“ (BTQP) als Ergänzung zu den Regelungen der DASt‐Richtlinie 024 gegeben.

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Verfahrensprüfung zur Bestimmung von Anziehparametern für vorgespannte geschraubte Verbindungen

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Experimentelle Untersuchung von Lärmschutzwandstehern und deren Befestigung auf Kunstbauten

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Innovative Methoden zur Prüfung und Kontrolle der Vorspannkräfte in mechanischen Verbindungsmitteln

Vorgespannte Schraubverbindungen aus nichtrostendem Stahl

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