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Infobrief Nr. 110 - Juli/August 2008

von Fritz Ruoss


SR1 Gewindelänge bis Kopf bei Schrauben

Die Gewindelänge der Schraube wird normalerweise vom Feld L_GEW aus der Schraubenkopf-Datenbank übernommen. Wenn dort eine "0" steht, wird jetzt in SR1 die Gewindelänge lG = Schraubenlänge 2 x Steigung eingesetzt. Unter "Bearbeiten->Schraube" kann man die Gewindelänge ändern, wenn man die Datenbankwerte nicht übernehmen will.

In der Datenbank für Sechskantschrauben wurden Schrauben nach ISO 4017 ergänzt. Die Abmessungen sind gleich wie nach ISO 4014. Einziger Unterschied: Gewinde bis Kopf (bzw. bis 2*P vor Kopf).


SR1 - Mindesteinschraubtiefe mit Rm,max statt Rm (min)

Bei der Berechnung der Mindesteinschraubtiefe mit Berücksichtigung der Toleranzen nach VDI2230:2003 wird der ungünstigste Fall bei den Gewindetoleranzen und die maximale Zugfestigkeit der Schraube verwendet. Da die maximale Zugfestigkeit der Schraube in der Werkstoffdatenbank nicht definiert ist, wurde in SR1 bislang mit der Mindestzugfestigkeit Rm,B gerechnet. Für die Festigkeitsklassen 8.8 bis 12.9 läßt sich Rm_max aus ISO 898-1 ableiten mit Rm_max = 1,2 * Rm_min. Diese Beziehung wurde jetzt in SR1 für die Berechnung der Mindesteinschraubtiefe nach VDI 2230 und nach Dose übernommen. Damit erhält man für die Berechnung der Mindesteinschraubtiefe nach VDI 2230 um 20% höhere Werte. Für niedrigere Festigkeitsklassen ist die zulässige Streuung höher, und für andere Werkstoffe unbekannt. Achtung: Die Berechnung der Mindesteinschraubtiefe nach VDI 2230 gilt nur für den Fall, daß die Festigkeit der Schraube höher ist als die Mutterfestigkeit.


SR1 Tragende Gewindelänge

Seit V15.0 kann man unter "Bearbeiten -> Last" die Länge von Fase und Kuppe als nicht-tragende Gewindeanteile definieren, für die Berechnung der Sicherheit gegen Abstreifen des Gewindes. Mit dem Vorschlagsbutton "<" wurde 1.0 x P als Eingabewert vorgeschlagen. Dieser Wert erschien zu niedrig, zumindest für Sacklochverschraubungen (ESV). Nach ISO 4014 darf das Gewinde am Schaftende bis zu 2xP "unvollständig" sein. Neuer Vorschlagswert mit dem "<"-Button ist deshalb 3*P bei ESV und 2*P bei DSV.

"m tr" ist die tragende Gewindelänge (Gewindetiefe bzw. Mutterhöhe abzgl. Fasen und Kuppe).


SR1 Flächenpressung pmax aus Fläche des Verformungskörpers

Die maximale Flächenpressung zwischen zwei großflächigen Klemmplatten wird nun nicht mehr aus der tatsächlichen Fläche, sondern aus der Fläche des Verformungskörpers berechnet.

Die Verformungskörper werden übrigens als Ersatzzylinder nach VDI2230:1986 und nach Schrauben-Vademecum (2001) berechnet. Die Berechnung mit Verformungskegel nach VDI2230:2003 ist zwar etwas genauer bei einfachen ESV mit einer Klemmplatte und DSV mit zwei Klemmplatten und Unterlegscheibe, aber bei mehreren Klemmplatten mit verschiedenen Durchmessern (z.B. bei Distanzhülsen) nicht anwendbar.


SR1 Datenbank Scheiben

Die Datenbank mit Unterlegscheiben wurde ergänzt um Abmessungen nach ISO 7089, ISO 7092, ISO 7093-1, DIN 7349.


SR1 Scherspannungsfaktor 0,6 für Aluminiumlegierungen

Der Scherspannungsfaktor taub/Rm (=zulässige Schubspannung/Zugfestigkeit) für die Berechnung der Mindesteinschraubtiefe nach VDI 2230 wurde in der Werkstoffdatenbank pressung.dbf von 0,4 auf 0,6 erhöht. In der VDI 2230:2003 ist zwar 0,7 angegeben, aber in allen Werkstoffkennwerten in Anhang A derselben Norm ist der Faktor 0,6 oder geringer.

Der für die Berechnung der Mindesteinschraubtiefe nach Dose äquivalente Faktor BETA_M bleibt unverändert bei 0,4 bzw. 0,5.


SR1 Berechnungsmethode

Die Berechnung der Mindesteinschraubtiefe für die tatsächliche Zugkraft FSmax ist in VDI2230 nicht definiert, und für manche Anwendungen auch nicht gewünscht. Grund: Plötzliches Gewindeabstreifen bei Fehlmontagen, und aufwändige Reparatur bei Versagen (gegenüber Austausch der Schraube bei Bruch). Deshalb kann man die Berechnung der Mindesteinschraubtiefe bei FSmax jetzt ausschalten.

Außerdem kann man bei der Berechnung von Klemmkraft FM und Anziehdrehmoment MA definieren, ob d2 und d3 mit Größt-, Kleinst- oder Nennwert in die Berechnung eingehen soll. Bisher wurde mit d2max und d3max gerechnet, dies ist auch die Standardeinstellung. Bei Toleranzfeld "h" ist es auch Nennmaß. Bei Gewindetoleranz "g" oder "e" wird ein etwas geringeres Anziehdrehmoment und FM berechnet. Wenn man nicht wünscht, daß sich FM und MA mit der Gewindetoleranz ändern, sondern gleich sind wie in den VDI2230-Tabellen, kann man d2,d3 mit Nennmaß berechnen. Die beiden anderen Einstellungen (min und Mittelwert) sind nur für Toleranzbetrachtungen interessant.

Bei der Berechnung der Gewindetoleranzen aus dem Toleranzfeld wurde außerdem die Genauigkeit verbessert, und Größt-, Kleinst- und Nennmaß werden im Ausdruck ausgegeben.


FED1+,2+,3+,5,6,7,8,11: Änderungen in der Datenbank Federwerkstoffe

Bei der zulässigen Schubspannung bzw. Zugfestigkeit gab es bei einigen Federdrähten Änderungen. Die Zugfestigkeit in den Federprogrammen wird berechnet nach der Formel:

Rm = Rm0 - DRM * log (d / DR0)

RM0, DRM und DR0 sind Felder in der Datenbank fedwst.dbf. "d" ist der Drahtdurchmesser.

Der berechnete Wert orientiert sich an der Mindest-Zugfestigkeit aus den Werkstofftabellen. Bei nichtrostendem Federdraht nach EN 10270-3:2001 wurde "1.4310" als "1.4310 NS" übernommen und "1.4310 HS" (mit höherer Zugfestigkeit) neu aufgenommen. Berücksichtigt wurde außerdem die Erhöhung der Zugfestigkeit von kaltgezogenem Draht durch eine Wärmebehandlung (ausscheidungshärten). Das bedeutet: die neuen Datenbankwerte gelten nur, wenn die Feder nach der Herstellung vorschriftsmäßig wärmebehandelt wurde.

Werkstoff Änderung Rm bei d=1mm

EN 10270-2 VDC + 5%

EN 10270-3-1.4310 (NS) + 5%

EN 10270-3-1.4568 + 14%

EN 10270-3-1.4401 + 11%

EN 10270-3-1.4310-S2 (Sandvik 11R51) + 10%

EN 10270-3-1.4310-S1 (Sandvik 12R10) + 5%

EN 10270-3-1.4568-S1 (Sandvik 9RU10) - 5%

EN 10270-3-1.4401-S1 (Sandvik 5R62) - 6%

EN 10270-3-1.4571-S1 (Sandvik 8R70) - 6%

EN 10270-3-1.4462-S1 (Sandvik SAF 2205) + 3%

EN 10270-3-1.4539-S1 (Sandvik 2RK66) + 1%

EN 10270-3-1.4310-S3 (Sandvik 13RM19) - 4%

EN 10270-3-1.4462-S2 (Sandvik Springflex) - 5%

EN 10270-3-1.4462-S3 (Sandvik Springflex SH) - 3%

EN 10270-3-1.4310-HS (neu)

Bei den Dauerfestigkeitswerten (Goodman-Diagramm) gab es keine Änderungen.


FED1+ Tabelle Rm = f (d)

Das Diagramm mit Zugfestigkeit und zulässiger Schubspannung in Abhängigkeit von Drahtdurchmesser wurde um eine Tabelle mit den Werten für verschiedene Durchmesser ergänzt.


WN3 - Paßfedern nach ANSI B17.1

Paßfedern nach US-Norm ANSI B17.1 in quadratischer Form von 3/32" bis 1-1/2" und in rechteckiger Form in Größe 1-3/4" x 1-1/2" bis 7" x 5" kann man jetzt alternativ zu Paßfedern nach DIN 6885 aus Datenbank wählen.

Bei den metrischen Paßfedern nach DIN 6885 gibt es keinen Anpassungsbedarf bzw. "Globalisierungsdruck": Die Abmessungen nach den internationalen Paßfedernormen ISO R773, JIS B1301 und BS 4235-1 sind alle identisch mit DIN 6885.


ZAR1+, ZAR5, ZAR3+, WN4, WN5: Zahnform Fußausrundung bei Unterschnitt verbessert

Im Übergangsbereich von der Zahnevolvente in eine von der Kopfausrundung des Werkzeugs erzeugte Trochoide bei Unterschnitt wird die Trochoide nur noch bis zum Beginn der Evolvente gezeichnet.


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