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Tool zur
Ermittlung der Mindesteinschraubtiefe von
Schrauben mit metrischem Regelgewinde
nach VDI 2230

Mindesteinschraubtiefe-Rechner


Schraube
Nenndurchmesser:
Festigkeitsklasse:

Innengewinde
Material:
τB/Rm:
Rm, min:  MPa

Erläuterung:
τB-Scherfestigkeit des Innengewindewerkstoffs
Rm-Zugfestigkeit des Innengewindewerkstoffs
Rm, min-Untere Grenze der Zugfestigkeit des Innengewindewerkstoffs

Info

Hinweis:


Zwischenergebnisse
FmS:kN
RS:

Erläuterung:
FmS-Maximalwert der Bruchkraft des freien belasteten Schraubengewindes (berechnet mit Rm max)
RS-Festigkeitsverhältnis (Scherfestigkeit der Mutter / Scherfestigkeit der Schraube)

Ergebnis bei maximaler Schraubenauslastung
Mindesteinschraubtiefe:mm
meff / D:

Erläuterung:
meff-effektive Mindesteinschraubtiefe
D-Nenndurchmesser

Ergebnis bei reduzierter Schraubenkraft
FS:kN
Mindesteinschraubtiefe:mm

Erläuterung:
FS-Maximal auftretende Axialkraft der Schraube während des Betriebs (Es können keine Werte eingegeben werden, die größer als die maximale Bruchkraft des Gewindes sind. Größere Werte werden automatisch korrigiert.)
Mindesteinschraubtiefe-Mindesteinschraubtiefe bezogen auf FS
Hinweis-Die hier berechnete Mindesteinschraubtiefe erfüllt nicht das Konstruktionsprinzip "Schraubenbruch vor Gewindeversagen". Das Anziehmoment der Schrauben muss entsprechend verringert werden und FS darf im Betrieb nicht überschritten werden.

Bei einem Verhältnis meff / d > 1.5 erfolgt eine Warnung durch rotes Markieren des Ergebnisses. Dies bedeutet, dass die gewählte Paarung aus Schraube und Material evtl. zu Problemen führen kann. Mehr Informationen dazu finden Sie in dem zugehörigen Artikel zur Mindesteinschraubtiefe.

Hintergrundinformationen zum Mindesteinschraubtiefe-Rechner

Die Ermittlung der erforderlichen Mindesteinschraubtiefe mittels FEM Berechnungen ist auf Grund des enormen Zeitaufwandes nicht zielführend. Die entsprechenden Richtlinien und Formelwerke zur Schraubenberechnung (z.B. VDI 2230) bieten die Möglichkeit, die Mindesteinschraubtiefe analytisch zu berechnen.

Der nachstehende Rechner ermöglicht es Ihnen, schnell und einfach die erforderliche Mindesteinschraubtiefe für Schrauben (Festigkeitsklassen/ Schraubengüte 4.6, 5.6, 8.8, 10.9, 12.9 und die austenitischen Stahlgüten A1 bis A5 (50, 70 und 80)) mit metrischem Regelgewinde (M3 bis M64) zu ermitteln. Dabei bietet die Datenbank mehrere Materialien (u.a. Baustahl, Gusseisen und Aluminiumlegierungen) als Innengewindewerkstoff zur Auswahl. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, die notwendigen Materialdaten manuell einzugeben.

Die Ermittlung der Mindesteinschraubtiefe erfolgt entsprechend der Vorgaben aus VDI 2230-1. Der Grundgedanke der Berechnung ist, dass die Schraube versagen soll, bevor die Gewindegänge (weder Innengewinde noch Bolzengewinde) abscheren. Die verwendeten Materialdaten sind den entsprechenden Normen entnommen und bezogen auf die Materialstärken konservativ angesetzt.

Die bereitgestellten Ergebnisse beziehen sich auf eine Toleranzpaarung von 6H/6g. Außerdem wird bei den Berechnungen vorausgesetzt, dass um die Gewindebohrung ausreichend Material vorhanden ist, das heißt, dass das Verhätlnis s / d  größer als 1.9 sein muss (s ist hier der Ersatzdurchmesser des Materialbereichs um das Innengewinde).


Hinweise:

Das Vorgehen der VDI-2230 ist für hochfeste Schrauben, d.h. für die Schraubengüten 8.8, 10.9, 12.9, 70 und 80, definiert. An dieser Stelle wurde dieses Vorgehen auch auf die weiteren Festigkeitsklassen 4.6, 5.6 und 50 angwendet.

Trotz sorgfältiger Prüfung können Fehler nicht ausgeschlossen werden. Für fehlerhaften Inhalt wird keine Haftung übernommen.

Artikel veröffentlicht am 20.09.2019

Matthias Guiard

Matthias Guiard
Dipl.-Ing. Maschinenbau
Autor  |  mguiard@ing-hanke.de

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