IHF Schraubsysteme
Technik
IHF Schraubsysteme
Schraubenverbindungen im Metallbau mit hochfesten Verbindungselementen der Festigkeitsklasse 10.9/10 werden mit „HV“ gekennzeichnet. Dabei steht das „H“ für hochfest und das „V“ für vorgespannt. Eine klassische HV-Garnitur besteht aus folgenden Elementen:
- einer HV Sechskantschraube (gem. DIN EN 14399-4 / DASt 021)
- einer HV Sechskantmutter (gem. DIN EN 14399-4 / DASt 021)
- zwei HV Scheiben (gem. DIN EN 14399-6 / DASt 021)
HV Garnituren werden unter anderem im Stahlhochbau, Hallen- und Brückenbau sowie bei der Errichtung von Windkraftanlagen und Masten für Seilbahnen verwendet, wo ein tragsicherheitsrelevantes Vorspannen gewährleistet sein muss.
Die IHF Garnituren: nur zwei Hauptkomponenten
Das innovative IHF Schraubsystem reduziert die Garnitur auf die zwei Kernelemente: Den IHF Stretch Bolt / IHF Stud Bolt und die IHF Round Nut. Die Unterlegscheiben werden in den Schraubenkopf und in die Mutter integriert. Somit reduziert sich die Anzahl der Trennfugen. Ebenso wird eine mögliche Fehlerquelle durch falsche Montage der Unterlegscheiben eliminiert.
Die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung wurde den IHF Schraubsystemen der Nenngrößen M20 bis M100 durch das DIBt (Deutsche Institut für Bautechnik) erteilt. Zulassungsgegenstand waren dabei die für das hydraulische reibungs- und torsionsfreie Anziehen geeigneten IHF Schraubsysteme zur Herstellung von hochfest vorgespannten Stahlbauverbindungen in den nachfolgenden IHF-HV-Konfigurationen
- IHF Schraubengarnitur bestehend aus IHF Stretch Bolt mit einer IHF Round Nut
- IHF Stiftschraubengarnitur bestehend aus IHF Stud Bolt und zwei IHF Round Nuts
- IHF/ HV Stiftschraubengarnitur bestehend aus IHF Stud Bolt, einer IHF Round Nut,
einer HV Scheibe nach DIN EN 14399-6 und einer HV Mutter nach DIN EN 14399-4
Genehmigungsgegenstand waren die mit den IHF Schraubsystem hergestellten Verbindungen sowohl für statische, quasi-statische als auch für ermüdungsrelevante Beanspruchung. Das Vorspannen der IHF Schraubsysteme erfolgt durch hydraulisches reibungs- und torsionsfreies Anziehen mit Hilfe des ITH-Schraubenspannzylinders. Nach der Druckentlastung des Schraubenspannzylinders ist die Verbindung entsprechend vorgespannt. Zur Herstellung der Einzelteile der IHF Schraubsysteme gilt die Regelung von DIN EN 14399-1 für System HV. Voraussetzung für die Zulassung waren umfangreiche wissenschaftliche Untersuchungen an unterschiedlichen Schraubverbindungen. Die Untersuchungen wurden an renommierten deutschen Institutionen durchgeführt.
Vergleich HV / IHF-System
Die Konfigurationsmöglichkeiten
Kostenreduktion durch das IHF Schraubsystem
Bei konventionellen HV Verbindungen wird die Regelvorspannkraft durch drehende Schraubverfahren in der Regel mittels Drehmoment aufgebracht. Hierbei unterliegen die aufgebrachten Regelvorspannkräfte an den einzelnen Schrauben wegen der sehr unterschiedlichen Reibwerte starken Schwankungen.
Deshalb kann die Regelvorspannkraft unter dem Wert der Mindestvorspannkraft liegen. Bei dynamischer Belastung tritt dann eine größere Schwingbreite auf, die zum Bruch der Schraube führen kann. Bei Verwendung des IHF Schraubsystems mit der ITH Stretch-Methode ist eine höhere Reproduzierbarkeit der Schraubenvorspannkraft gewährleistet.
Hierdurch können größere Wartungsintervalle realisiert und somit Maintenancekosten reduziert werden. Das kompaktere Anzugwerkzeug (Schraubenspannzylinder) ermöglicht den Achsabstand von Mitte Schraube bis zur Gehäuseinnenwand zu reduzieren. Hierdurch kann die Flanschhöhe der Ringflansche reduziert werden, was zu einer erheblichen Kostenreduzierung führt.
Spannungsoptimierte Auslegung
Sämtliche IHF Verbindungselemente wurden mittels der „Finite Elemente-Methode“ ausgelegt. Hierdurch wurden die Maximalspannungen im Schraubenbolzen und in der Mutter im Vergleich zu Standard HV-Garnituren reduziert. Die reduzierte Maximalspannung gewährleistet, dass IHF Schraubgarnituren eine höhere Lebensdauer als Standard HV-Garnituren aufweisen.
Korrosionsschutz: weniger eingeschränkt
Da das IHF Schraubsystem völlig reibungs- und torsionsfrei arbeitet, gibt es bei der Auswahl der Oberflächenbeschichtung keine Einschränkung. Alle Korrosionsschutzausführungen der Verbindung, wie Beschichtung mittels Feuerverzinken, Dacromet, Deltaton oder andere, können beim IHF Schraubsystem verwendet werden. Durch das reibungs- und torsionsfreie Anziehen ist eine Wiederverwendung der IHF Verbindungselemente möglich.
Vorteile des IHF Schraubsystems auf einen Blick
Technische Vorteile des IHF Schraubsystems
- Keine Biege- und Torsionsspannungen im Schraubenbolzen
- Höhere Ausnutzung der Streckgrenze
- Exaktes Aufbringen der Vorspannkräfte
- Das System arbeitet reibungsfrei
- Wiederholgenaues Anziehen: Hohe Reproduzierbarkeit der Vorspannkräfte bei Serienanwendungen
- Einfache und arbeitssichere Montage - nachgewiesen schneller als herkömmliche Drehmomentverfahren
- Kleinere Schraubendimensionen bei gleicher Vorspannkraft
- Wiederverwendbarkeit der IHF Verbindungselemente
