Schrauben zuverlässig anziehen mit der Stretchmethode 1

Das Verschrauben gehört immer noch zu den wichtigsten Verbindungstechnologien, auch im Bereich erneuerbarer Energiegewinnung. Um eine effiziente Montage zu gewährleisten, sollten sich Schrauben möglichst leicht eindrehen lassen, aber dennoch präzise halten. Die ITH-Stretchmethode bietet eine Genauigkeit von 2,5%

Die zum Vorspannen erforderliche Schraubenlängung wird in der Praxis mit drehenden Werkzeugen oder ziehenden Werkzeugen aufgebracht. Bei der konventionellen Methode wird die Vorspannkraft durch das Montageanziehmoment des Drehwerkzeugs reibungsbehaftet durch Verdrehen der Mutter oder der Schraube aufgebracht. Hierfür muss das Drehmomentwerkzeug das Gewindesteigungsmoment sowie die Reibungswiderstände im Gewinde und unter der Auflagefläche überwinden.

Das Montageanziehmoment setzt sich aus Gewindereib-, Kopfreib- und Gewindesteigungsmoment zusammen: Das Gewinde- und das Kopfreibungsmoment sind Verluste, die bis zu 90 % des Anziehmomentes betragen. Die Montage-Vorspannkraft ist somit stark von den schwankenden Reibungszahlen im Gewinde und unter dem Kopf abhängig. Die Reibungszahl kann nach der Reibklasse B zwischen 0,08 und 0,16 liegen, wodurch die Vorspannkraft um 100 % variieren kann.

Für den Fall, dass Schrauben mit beschädigtem Gewinde verwendet werden oder dass die Auflagefläche unter dem Schraubenkopf verunreinigt ist, kann die Vorspannkraft um weitere unkontrollierbare Werte schwanken. Für beide Verfahren ist deshalb zwingend erforderlich, dass die Gewinde der Schrauben keine Beschädigungen aufweisen und die Auflageflächen vor dem Verschrauben gesäubert werden. Zusätzlich müssen beim drehenden Verfahren die Verbindungselemente geschmiert werden, da ansonsten die Gefahr der Kaltverschweißung (Fressen) besteht.

Häufig treten zum Beispiel bei Flanschverbindungen, die nach dem Drehmomentverfahren angezogen wurden, Leckagen auf. Des weiteren werden die Verbindungselemente während der Montage durch die schwankenden Reibwerte zu stark beansprucht, sodass die Elemente öfter ausgetauscht werden müssen. Beim Lösen der Schrauben mittels Drehmoment muss wegen dem größeren Reibwert ein höheres Drehmoment aufgebracht werden, wodurch die Schrauben und die Werkzeuge beschädigt werden können.

„Bei der Stretchmethode hingegen werden die Schrauben rein achsial beansprucht und müssen deshalb seltener ausgetauscht werden“, erklärt ITH-Geschäftsführer Frank Hohmann. Schrauben, die nach der Stretchmethode vorgespannt werden, erzielen eine reproduzierbare Vorspannkraft mit einer engen Toleranz von ± 2,5%. Voraussetzung für den Einsatz der Stretchmethode ist ein Gewindeüberstand von 0,8 bis 1,0 x Gewindedurchmesser oberhalb der Mutter.

Ein Schraubenspannzylinder wird auf das überstehende Gewinde aufgeschraubt. Von einem Hydraulikaggregat wird ein Hydraulikdruck aufgebracht und somit der Schraubenbolzen torsions- und reibungsfrei gelängt. Der hydraulische Druck des Schraubenspannzylinders ist direkt proportional zur Schraubenvorspannung. Nach dem Erreichen des erforderlichen Hydraulikdrucks wird die Mutter mittels eines Handdrehmomentschlüssels mit einem definierten Drehmoment beigedreht.

Die ITH-Stretchmethode wird in erster Linie dort eingesetzt, wo Schrauben sehr genau reproduzierbar und parallel vorgespannt werden müssen. Die Verbindungen sind hier enormem Belastungen ausgesetzt, wie zum Beispiel auch bei Gehäuseverschraubungen im Kompressoren- oder Maschinenbau. Temperaturbelastete Verbindungen, wie sie im Gasturbinenbau vorkommen, lassen sich wegen dem rein axialen Längen der Schrauben auch nach Jahren einwandfrei mit der Stretchmethode lösen.

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