Berechnungsablauf

Die Berechnung von Schraubenverbindungen richtet sich nach einer festgelegten Abfolge von Berechnungsschritten. Letztere sind in der VDI-Richtlinie 2230 erfasst. Bevor wir nun beginnen stellen wir die Gleichung für die Montagevorspannkraft auf:

Die Gleichung lässt sich weiter aufschlüsseln zu:

• = erforderliche Klemmkraft 
• = Klemmkraftverluste 
• = Betriebkraft 
• = Vorspannkraftverluste durch Setzvorgänge

Um eine Schraubenberechnung überhaupt durchführen zu können, sollten folgende Größen im Vorfeld bekannt sein: 

• Betriebskraft   (ohne kann die Berechnung nicht durchgeführt werden)
• notwendige Klemmkraft
• Anzahl der Schrauben  
• Klemmlänge der Schraube(n)  
• Querkraft (sofern auftretend)
• Biegemoment (sofern auftretend)
• Drehmoment (sofern auftretend)

Nachdem wir nun die Vorarbeit geleistet haben können wir nun mit dem Berechnungsablauf, der sieben Schritte umfasst, beginnen:

Rechenschritt 1:
überschlägige Bestimmung des Schraubendurchmessers

Der zugehörige Schraubendurchmesser kann einer Tabelle entnommen werden. 

Er richtet sich nach der folgenden Gleichung:

Man geht also bei von der zwei- bis dreifachen Betriebskraft aus. Erhält man einen Wert von beispielsweise 7,86 als Ergebnis, so entnimmt man der Tabelle den nächstliegenden glatten Wert. Hier wäre es die Schraube M8.

Rechenschritt 2:
Festlegung des Anziehfaktors

Die Festlegung des Anziehfaktors richtet sich nach der Art der Anziehmethode.

Rechenschritt 3:
Bestimmung der erforderlichen Mindestklemmkraft

Mindestklemmkraft richtet sich nach den Anforderungen an die Konstruktion. Folgenden Forderungen werden gestellt:

1. Beständige Übertragung von Querkräften oder Drehmomenten durch Reibschluss:

2. Anforderung an die Dichtfunktion:

3. Anforderung an Verbindung gegen einseitiges Aufklaffen der Trennfuge der verspannten Teile:

Aus den Anforderungen ergeben sich in Bezug auf die erforderliche Mindestklemmkraft:

Rechenschritt 4:
Bestimmung der elastischen Nachgiebigkeiten und Ermittlung des Kraftverhältnisses

Die elastischen Nachgiebigkeiten errechnen sich nach dem bekannten Schema und das Kraftverhältnis errechnet sich durch:

Rechenschritt 5:
Bestimmung des Vorspannverlustes , welcher bereits bei Raumtemperatur infolge von Setzen eintreten kann

Rechenschritt 6:
Bestimmung der maximalen Vorspannkraft

Rechenschritt 7:
Berechnung der zulässigen Gesamtschraubenkraft

Die zulässige Gesamtschraubenkraft wird nicht überschritten, wenn ist. Zudem sollte gesichert sein, dass .