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Verschraubung Langzeitstudie belegt Wartungsfreiheit von IHF Verbindungselementen

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Frank Hohmann* / Juliana Pfeiffer

Über 3.000 Ultraschallmessungen an Windkraftanlagen über 18 Monate belegen: Die ETA-zertifizierten IHF Verbindungselemente sind wartungsfrei.

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Die Messung der Montagevorspannkraft wurde mit einem mechansichen Messbügel durchgeführt.
Die Messung der Montagevorspannkraft wurde mit einem mechansichen Messbügel durchgeführt.
(Bild: ITH)

Die Verbindungselemente IHF Stretchbolt und IHF Roundnut von ITH wurden speziell für auf Zug belastete Schraubenverbindungen im Stahlbau ausgelegt, wie sie unter anderem an Ringflanschen der Turmsegmente von Windkraftanlagen vorkommen. Die Verbindungselemente haben die ETA-Zertifizierung (European Technical Approval) durch das Deutsche Institut für Bautechnik erhalten. Eine Langzeitstudie, die auf Ultraschallmessungen basiert, belegt: Die gemessenen Restvorspannkräfte befinden sich in einem engen Toleranzband und sind so präzise, dass die Schraubenverbindungen nach Erstinstallation und einmaligem Nachziehen keinen weiteren Kontrollen unterzogen werden müssen. Die Schraubenverbindung wird daher als „wartungsfrei“ definiert. Die IHF Verbindungselemente unterliegen weniger Inspektionsintervallen als konventionelle HV-Schraubenverbindungen. Damit können erhebliche Wartungskosten an Schraubenverbindungen eingespart werden, besonders bei Offshore-Anwendungen.

HV-Verbindungen werden Anforderungen nicht gerecht

Zurzeit werden meist konventionelle, drehmomentvorgespannte HV-Verbindungen zur Verschraubung von Stahlrohrtürmen an Windkraftanlagen eingesetzt. Der HV-Standard kann dieser Anwendung auf Grund seiner langen Historie nicht vollends gerecht werden: Die normativen Urspünge gehen bis in das Jahr 1962 und noch weiter zurück (DIN 6914, 6915, 6916). In jenen Normen wurden ursprünglich vor allem Schraubenverbindungen an Brücken oder Stahlkonstruktionen berücksichtigt, welche jedoch in erster Linie Scherbelastungen ausgesetzt, bzw. auf Lochleibung ausgelegt sind. Der HV-Standard wurde sukzessive von M36 auf M48, dann bis auf M64 und zuletzt bis M72 erweitert.Die ETA-zertifizierten Verbindungselemente IHF Stretchbolt und IHF Roundnut wurden speziell für Zugbelastungen ausgelegt. Im Gegensatz zu einer konventionellen HV-Garnitur besteht die IHF-Garnitur nur aus zwei Elementen: IHF Stretchbolt und IHF Roundnut. Die Unterlegscheiben werden in den Schraubenkopf und in die Mutter integriert. Somit reduziert sich die Anzahl der Trennfugen. Ebenso wird eine mögliche Fehlerquelle durch falsche Montage der Unterlegscheiben eliminiert.

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Hohe Präzision der Vorspannkräfte

Die IHF Verbindungselemente mit Schraubenspannzylindern werden hydraulisch, reibungs- und torsionsfrei vorgespannt. Dabei wird eine hohe Systemgenauigkeit erlangt. Eine vergleichbar hohe Präzision der Vorspannkräfte ist bei der Verwendung von konventionellen HV-Verbindungen, welche nach dem reibungsbehafteten Drehmomentverfahren vorgespannt werden, nicht zu erreichen. Im besonderen gilt dies für Schraubenverbindungen größer als M30. Dieses Optimierungspotential wurde bei der Auslegung der IHF Verbindungselemente effizient genutzt. Hierbei wurde ebenfalls berücksichtigt, dass die Schrauben der Turmsegmente an Windkraftanlagen keinen Scherbelastungen, sondern hauptsächlich Zugbelastungen ausgesetzt werden.

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