Schraube Gewicht einsparen mit dem richtigen Anziehverfahren

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Gewicht ist ein relevanter Faktor in vielen Industriebereichen. Hier wird Leichtbau immer häufiger gefordert. Bei Schraubverbindungen ist das streckgrenzgesteuerte Anziehverfahren das Montageverfahren der Wahl, wenn es um Leichtbau geht.

Weniger Gewicht bedeutet geringere Transportkosten, weniger Emissionen und einen geringeren Materialeinsatz. Leichtbau und die damit verbundenen Konstruktionskonzepte bilden im Maschinen- und Anlagenbau längst den Goldstandard. Wenn es um Schraubverbindungen im Leichtbau geht, ist SGA das Anziehverfahren der Wahl, wissen die Experten der Akademie der Schraubverbindung (AdSV). Zu diesem Ergebnis kommen auch mehrere wissenschaftliche Auswertungen wie etwa das der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) im vergangenen Jahr.

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Schrauben beim SGA-Anziehverfahren wiederverwenden

So weise das streckgrenzgesteuerte Anziehverfahren (SGA) deutliche Vorteile gegenüber etwa dem drehmomentgesteuerten Anzug (DGA) sowie dem drehmoment-drehwinkelgesteuerten Anzug (DDW) auf. Zu den Vorteilen zählen:

• sehr gute Prozessabsicherung

• ein hohes Vorspannkraftniveau

• eine geringe Verformung

Hinzu kommt, dass beim SGA Imperfektionen sowohl bei Oberflächenstörungen als auch bei Klaffungen sehr gut ausgeglichen werden. Das streckgrenzgesteuerte Anziehverfahren bietet damit eine hohe Sicherheit. Es erweitert die Möglichkeiten in der Konstruktion und Wartung von Maschinen und Bauwerken zusätzlich, weil die Schrauben beim SGA-Verfahren wiederverwendet werden können. Dies ist beim überelastischen DDW-Verfahren nicht möglich.

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Optimierter Kugeldrehkranz spart bis zu 400 kg Gewicht ein

So hat der Betonpumpenhersteller Liebherr bei seinen aktuellen Autobetonpumpen 400 Kilogramm Gewicht gegenüber älteren Serien eingespart. Hierfür wurde vor allem der Kugeldrehkranz optimiert. Das streckgrenzgesteuerten Anziehverfahrens (SGA) lastet Schraubverbindungen besser aus. Damit können kleinere Schrauben als bisher möglich eingesetzt werden. Damit kann der Kugeldrehkranz kleiner ausgelegt werden. Verdrehsichere Unterlegscheiben sorgen zudem während der Montage dafür, dass ohne Reaktionsarm verschraubt werden kann. Das stärkt die Qualität der Verschraubungen zusätzlich, da keine Scherkräfte auf die Schrauben wirken.

Stahlbau folgt dem Maschinenbau in Sachen Leichtbau

Das Konzept des Leichtbaus im Maschinenbau ist übertragbar auf andere Branchen. Auch im Stahlbau geht es um das optimale Verhältnis von Gewicht und Stabilität. Ob Türme für Windenergieanlagen, Strommasten oder Stahlbrücken – wenn weniger Ressourcen benötigt werden, wird die Umweltbilanz besser und die Gesamtkosten sinken. Weniger Stahl bedeutet nicht nur geringere Materialkosten, sondern auch Einsparungen beim Transport, bei den benötigten Betonfundamenten sowie den Verankerungen. An Bedeutung gewinnt dieses Vorgehen zusätzlich, weil die Herausforderungen an den Stahlbau steigen. Höhere Windenergieanlagen sowohl On- als auch Offshore müssen nicht nur stabil verankert sein, sondern auch die entstehenden Kräfte ableiten können. Wechselnde Winde, Stürme und Böen, Regen und Feuchtigkeit generell, sowie das Gewicht und Momentum der Rotoren bilden eine herausfordernde Mischung. Kräne müssen höher werden, um höher werdende Konstruktionen zu erstellen. Für Industriegebäude gilt das ebenso.

Zusammenspiel mit Konstrukteuren und Materialentwicklern muss stimmen

Leichtbau ist nur umsetzbar, wenn verschiedene Kompetenzen gebündelt werden. Kleinere und optimierte Schraubverbindungen durch SGA sind ein Anfang, aber nur im Zusammenspiel mit Konstrukteuren und Materialentwicklern lassen sich signifikante Einsparungen erzielen.

Detailliertes Wissen über Materialeigenschaften, Kraftverteilung und Konstruktion ist die Basis aller Entwicklung: So eignet sich das SGA-Verfahren dazu, einen Schraubfall besser zu verstehen und zu analysieren. Damit kann man Verbindungen noch weiter optimieren. Das Wissen ist längst vorhanden, genauso wie Erfahrungen aus der Praxis. Passende Werkzeuge und Tools sind verfügbar. Das alles muss nur optimal vermittelt und dann genutzt werden. Umso wichtiger ist es, den eigenen Wissensstand oder den von Teams immer wieder zu verbessern und zu festigen – unabhängig von Alter oder Erfahrungsgrad.

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