Schraubenberechnung

Schraubenverbindungen exakt berechnen

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

MDesign bolt führt den Konstrukteur durch die sichere Berechnung einer Schraubenverbindung nach VDI 2230.
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MDesign bolt führt den Konstrukteur durch die sichere Berechnung einer Schraubenverbindung nach VDI 2230. (Bild: MDesign)

Der Taschenrechner war einmal, wenn es um die Berechnung von Schraubenverbindungen geht. Heute übernehmen Software-Tools wie MDesign bolt diese Aufgabe.

Das Auslegen von Verbindungen gehört zu den "Kernkompetenzen" der meisten Konstrukteure, die in der mechanischen Konstruktion tätig sind. Sich dabei rein auf das Erfahrungswissen zu verlassen, reicht nicht mehr aus. Konstrukteure berechnen heute jede einzelne oder zumindest jede kritische Schraubenverbindung – dafür gibt es fünf Gründe:

  • 1. Die Anforderungen an die Sicherheit und Produktivität von Maschinen steigen stetig. Dabei wird ein Ausfall einer Schraubenverbindung nicht toleriert – weder vom Maschinenbauer noch vom Anwender der Maschine.
  • 2. Konstruktureure sind bestrebt, sämtliche Bauteile exakt entlang der individuellen Anforderungen zu konstruieren. Dabei sollen die Komponenten und auch die Schraubverbindungen "richtig" dimensioniert sein. So soll die Verbindung nicht so sicher wie möglich, sondern so sicher wie erforderlich sein.
  • 3. Konstrukteure orientieren sich zur Dimensionierung und Berechnung an Regelwerken, wie der VDI-Richtlinie 2230 und den Normen des Eurocode 3.
  • 4. Die Dokumentationspflicht nimmt für Maschinenbauer zu. Eignet sich die Schraubenverbindung für die jeweilige Anwendung? In diesem Fall ist eine Nachrechnung mit Nachweis, zunehmend auch in anderen Sprachen erforderlich.
  • 5. Dem Konstrukteur stehen heute Berechnungstools zur Verfügung, die sich an einschlägigen Richtlinien orientieren und damit eine zuverlässige, normenkonforme, zeitsparende und nachvollziehbare, sichere Berechnung von Schraubenverbindungen ermöglichen.

Berechnung nach VDI 2230

MDesign bietet mit MDesign bolt ein Berechnungstool, das den Konstrukteur durch die sichere Berechnung einer Schraubenverbindung nach VDI 2230 führt. Die Entwurfsberechnung ermittelt unter Vorgabe der Axialkraft und gegebenenfalls Querkraft den Schraubendurchmesser sowie die minimale und maximale Vorspannkraft, egal ob Neukonstruktion oder Weiterentwicklung bestehender Konstruktionen. MDesign bolt bietet eine Bedienoberfläche, auf der der Konstrukteur die notwendigen Umgebungsbedingungen und vorhandenen Belastungen der zu konstruierenden oder zu überprüfenden Schraubenverbindung zusammenstellt. Zahlreiche Text- und Grafikhilfen für Anziehfaktoren, Reibungszahlen und Faktoren für Lastangriffe stehen während der Eingabe zur Verfügung. Die integrierte Technologie- und Werkstoffdatenbank unterstützt den Anwender bei der Auswahl eines optimalen Schraubenwerkstoffes. Die Datenbank umfasst genormte Materialkennwerte, wie Werkstoffnummer, Zugfestigkeit, Streckgrenze oder Grenzflächenpressung, für mehr als 450 Werkstoffe.

Mit MDesign multibolt werden Mehrschraubverbindungen nach VDI-Richtlinie 2230 Blatt 2 berechnet. Konstrukteure können unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode die Randbedingungen der Verbindung angeben und so die auftretenden Lasten und Kräfte insbesondere für die höchstbelastete Schraube ermitteln. (jup)

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