Untersuchungen zur Grenzvorspannkraft von hochfesten Schraubengarnituren

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Kurz zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet
In DIN EN 1090-2 ist für vorgespannte Schraubverbindungen eine nachträgliche Kontrolle der Montage vorgeschrieben - so sind vorgespannte Schrauben u. a. auf Überanziehen zu überprüfen. Wird eine Schraube als zu hoch vorgespannt eingestuft, kann dies dazu führen, dass die gesamte Schraubengruppe ausgetauscht werden muss. Neben den hohen Kosten für den Austausch bedeutet dies oft, dass weitere Arbeiten vorübergehend gestoppt werden müssen. Es fehlt jedoch an wissenschaftlichen Erkenntnissen über die tatsächliche Auslastung der als überdreht klassifizierten Schraube. Um Garnituren hinsichtlich einer zu hohen Vorspannung zu beurteilen, definiert DIN EN 1090-2 für das kombinierte Verfahren eine maximale Überschreitung des vorgegebenen Weiterdrehwinkels. Durch experimentelle Untersuchungen an HV-Schrauben der Durchmesser M16 und M20 mit unterschiedlichen Längen konnte gezeigt werden, dass überelastische Vorspannkräfte erst ab Einschnürungsbeginn einen signifikanten Einfluss auf das Tragverhalten haben. Die Bewertung vorgespannter Schrauben hinsichtlich eines Überanziehens, wie sie in DIN EN 1090-2 angegeben wird, scheint zu pauschal und für die bisher untersuchten Schraubendurchmesser und -längen zu konservativ zu sein.

Investigations of the limit preload force of high-strength bolt and nut assemblies
In DIN EN 1090-2, the decisive specifications, for preloaded bolts a subsequent control of the assembly is specified. Among others, preloaded bolts have to be checked for overtightening. If a bolt is classified as overtightened, this can result in the entire bolt group having to be replaced. In addition to the high cost of replacement, this often means that further work has to be temporarily halted. However, there is a lack of knowledge about the degree of utilization of the bolt defined as overtightened. In order to assess the bolts with regard to overtightening, DIN EN 1090-2 gives a maximum exceeding of the specified angle of further rotation for the combined method. Experimental investigations on bolts of diameters M16 and M20 with different lengths showed that overelastic preloading forces only have a significant influence on the load-bearing behavior from the onset of necking. The evaluation of prestressed bolts with regard to overtightening, as specified in DIN EN 1090-2, seems to be too general and too conservative for the bolt diameters and lengths investigated so far.