---

Hallo zusammen,

ich habe eine Flanschverbindung mit reiner Momentenbelastung.
Nun will ich die höchstbelastete Schraubenverbindung herauslösen und finde dafür die Formel 34 in VDI 2230 Blatt 2.
Muss ich für die Abstände nun die von der Momentenachse zur Schraubenachse (a=0) oder zur Mitte des Rohres (a>0) nehmen?
Denke letzteres wird stimmen, da das Moment über das Rohr eingeleitet wird, bin mir aber nicht sicher.

Wäre sehr dankbar, wenn mir jemand mit Erfahrung weiterhelfen kann.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Sorry!!

Mit "Mitte des Rohres" meinte ich: Mitte der Rohrwand, senkrecht von der Rohrachse aus, auf die höchstbelastete Schraube.
Werde mal ne Zeichnung erstellen und hochladen.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Flansch.pdf EV.png

So, ist jetzt nur auf die schnelle.
Einmal der Flansch mit dem Abständen zur Rohrwand und zur Schraubenachse und einmal die Einschraubenverbindung, so wie ich denke, dass die Kraft angreift.
Alternativ würde FA direkt in der Schraubenachse angreifen.
Der Hebelarm a muss eigentlich zur Schwereachse 0 des Bauteilausschnitts (nicht eingezeichnet) gehen und nicht zur Schraubenachse (ist also in beiden Fällen größer 0, da Schraubenachse hier nicht auf Schwereachse).

Hoffe die Bilder helfen und jemand kann was zu meinem Problem sagen.

Danke schonmal!!!

[Diese Nachricht wurde von JanW77 am 03. Mai. 2013 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo und herzlich willkommen auf dem WBF!

Nein, leider unterstützen die Bilder die Fragestellung nur teilweise. Wo kommen die Kraftpfeile F_A her, wenn eine "reine Momentenbelastung" vorliegt? Klär das bitte auf und meld Dich wieder.

------------------
Gruß, Carsten

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

ResultierendeKrafte.zip

Hallo Carsten,

vielen dank erstmal für dein Interesse.
Das Bild EV zeigt schon die aus dem Gesamtverband rausgelöste EinschraubenVerbindung (wie ich denke das es sein soll).
Die Kraft F_A folgt aus der Formel 34, VDI 2230, Blatt 2, S.15 (kann die Richtlinie aus rechtl. Gründen ja leider nicht hochladen).
Das Moment wirkt ja auf den Gesamtverband. Die Formel berücksichtigt alle Einzelschrauben mit ihren Hebelarmen und rechnet so das Moment anteilig auf die einzelnen Verbindungen um. Im Anhang habe ich mal die Rechnung als Excel-Datei (als zip gepackt). In der Datei habe ich die Abstände der Schrauben als Hebelarm angenommen (war ein erster Ansatz). Das bedeutet aber eine reine Zugbeanspruchung (bzw. auf der Druckseite eine Entlastung) der Schrauben und lässt eine Verformung der Bauteile unberücksichtigt.
Hier ist noch eine die URL einer pdf die ich im Netz gefunden habe zu einem ähnlichem Problem, in dem aber leider nicht genauer auf die Reduzierung eingegangen wird. Hier ist aber zu sehen wie F_A zustandekommt.

http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=vdi%202230%20flanschverbindungen&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CDEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.marc-seidel.de%2FPapers%2FAuslegung_von_Flanschver bindungen_bei_WEA.pdf&ei=g6ODUZySM4XQtAbdvYG4DA&usg=AFQjCNEyA3yGYlikfwOq25w7zohqVIn4Xg&bvm=bv.45960087,d.Yms

Habe schon viel Zusatzliteratur gelesen, komme aber nicht weiter, bzw bin unsicher.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Jan, es gibt ein Drehmoment und ein Biegemoment. Wenn ich ein rundes Rohr sehe denke ich zuerst an ein Drehmoment.
Daß Du ein Biegemoment meinst fand ich erst zum Schluß heraus.

Ein ähnliches Thema hatten wir hier schon mal:

http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum223/HTML/000427.shtml#000051

Freund Wyndorps findet bestimmt noch einen Thread wo das Thema in aller Ausführlichkeit diskutiert wurde.

Oder suche in seinen Postings.

------------------
Klaus

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Klaus,

ich habe mich tatsächlich unklar ausgedrückt. Ja, es handelt sich um ein Biegemoment um eine der senkrecht zum Rohr liegenden Hauptachsen.

Habe die von dir angegebene Diskussion gelesen. Ist schon ein ähnlicher Fall, bloß weiß ich schon wie ich bei der Berechnung vorgehen will.
Ich will den Nachweis nach der VDI-Richtlinie 2230 führen (und das Ergebnis nach Möglichkeit auch mit FEM vergleichen). Habe gehofft jemand ist mit der Richtlinie vertraut und kann mir beim Herauslösen der EV(Einschraubenverbindung) weiterhelfen.

Meinst du mit deinem Hinweis auf Wyndorps, dass ich mich direkt per PM an ihn wenden soll?
Sorry bin neu hier und kenn mich noch nicht so gut aus.

Gruß Jan

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Mit dem Verweis auf Wyndorps meinte ich Du sollst in seinen Antworten nach einem entsprechenden Beispiel suchen.

Zur Schraubenberechnung selbst will ich mich hier nicht äußern, weil das andere viel besser können.

In Deiner Skizze ist der Abstand von Wand zu Schraube viel zu klein. Du mußt mindestens den Abstand von der gegenüberliegenden Wand nehmen.
Bei der Größe des Roheres, kann man den Flansch nicht mehr so einfach aus dem Vollem herstellen, das wäre viel zu teuer.
Die Schrauben müssen so nah wie möglich an die Rohrwand, sonst reißt der Flansch ab.

------------------
Klaus

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Der Übergang vom Flanschblatt zum Rohrquerschnitt ist zu schroff und eine scharfe Ecke ist auch nicht so gut.
Guckeln: Vorschweißflansche Rohrleitungsbau

Zitat:

---

Die Schrauben müssen so nah wie möglich an die Rohrwand, sonst reißt der Flansch ab.

---

Nur wenn der Übergang so gestaltet ist wie auf 1. Zeichnung.

Unter der Voraussetzung, dass der Flansch steif genug ist, ist die der Einzel-Schraube gegenüberliegende Kante des Aussendurchmessers des Flansches die "Kippkante" oder das "Scharnier".

[Diese Nachricht wurde von radloser am 05. Mai. 2013 editiert.]

---

BiegungSchraube.png

Also die Geometrien sind nicht von mir. Das System ist so gebaut worden und die Schrauben haben wohl versagt. Meine Aufgabe ist nur die Festigkeit nach der VDI nachzurechnen und zu sehen ob sie, im Gegensatz zur vereinfachten Rechnung (die wohl gemacht worden ist), ein Versagen bestätigt.
Mit vereinfachter Rechnung meine ich  z.B. nach Roloff/Matek, der zwar auch auf der VDI 2230 beruht, aber vereinfachte Annahmen trifft. Teile werden als Biegesteif angenommen und bei Biegebelastungen wird Pauschal eine Schraubengrösse höher gewählt.
Die VDI 2230 berücksichtigt eventuelle Biegebelastungen der Schraube selbst, die durch exzentrizität der Schraubenverbindung (Bild: Montagezustand) und/oder Verformungen der verspannten Teile unter Betriebslast (Bild: Betriebszustand) auftreten können.

Erster Schritt ist das herauslösen der höchstbelasteten Schraubverbindung aus dem Gesamtverband. In meinem Fall ganz klar das Kreisringsegment (12 Schrauben -> 30°) mit der Schraube der Zugseite mit dem längsten Hebelarm (Nr. 4 in der Excel-Datei meines 4. Beitrags).
Unsicher bin ich mir halt mit dem Betrag und der Position der angreifenden Kraft.
Position muss auf dem Segment auf der Geraden zw. Schraubenachse und Rohrachse liegen.
Betrag berechnet sich aus Formel (siehe Excel-Datei 4. Beitrag). Frag mich nur mit welchem Radius die Hebelarme berechnet werden müssen.

Freue mich über alle die mir helfen wollen, muss die Berechnung aber über die VDI Richtlinie machen und habe keinen Einfluss auf die Geometrie.javascript:InsertSMI(' %20');
Hatte gehofft jemand hier hätte schonmal einen biegebelasteten Flansch mittels der VDI 2230 berechnet und kann mir das genauer erklären.

Gruß Jan

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

" Unsicher bin ich mir halt mit dem Betrag und der Position der angreifenden Kraft "

Stelle Dir die beiden Rohre ganz ohne Schrauben vor. Wenn Du dann biegst, liegen die beiden Tiele auf der äußersten Kante auf. Von da zu gengenüberliegenden Schraube ist der Hebelarm.
Weil alles was auf Zug und Druck belastet ist, sehr stabil ist, kannst Du an der anliegenden Seite auch die Mitte der Rohrwand nehmen.
Das wären 645. (295 - 350) + 2 * 295

------------------
Klaus

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von JanW77:
... finde dafür die Formel 34 in VDI 2230 Blatt 2.
Muss ich für die Abstände nun die von der Momentenachse zur Schraubenachse (a=0) oder zur Mitte des Rohres (a>0) nehmen? ...

---

Leider kann ich nicht digital auf die aktuelle Version der VDI-Richtlinie zugreifen. Daher habe ich mich mit einer Antwort bisher zurückgehalten. Mir liegt inzwischen ein Entwurf der VDI2230 Blatt 2 von November 2011 vor. Ich weiß aber nicht, ob dieser inzwischen gültig ist. Das dürfen Sie selber recherchieren.

In diesem Entwurf ist in Kap. 6.3.2.3 ein anderer formaler Zusammenhang für die Berechung der maximalen Zug- bzw. Druck-Betriebskraft einer Flanschverschraubung (Teilkreis dt, Anzahl ns) unter Axiallast Fb und Biegemoment Mb angegeben, dessen Ergebnisse sich für Fb=0 mit Ihren Berechnungen aus dem EXCEL-Sheet decken.

Allerdings bin ich der Ansicht, dass bei Ihrer Schraubenanordnung bezogen auf das Moment MB für die Anzahl an Schrauben ns nicht die Schraubenanzahl 12, sondern nur ns=10 angesetzt werden kann, da 2 Schrauben genau durch die Achse des Biegemomentes verlaufen und somit keinen Steiner-Anteil haben. Erst dann deckt sich die Berechnung auch mit den anderen in der Richtlinie angegeben Ansätzen (z. B. dem für eine rechteckige Schraubenanordnung).
Demnach würden aus dem Moment Mb anstatt der von Ihnen ermittelten 157kN maximal 188,6kN auf die äußeren Schrauben resultieren.

(Formeln und Bilder aus der VDI-Richtlinie darf ich nicht veröffentlichen - die müssen Sie selber besorgen. Alle Angaben natürlich ohne Gewähr!)

------------------
----------------

"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo zusammen,
erstmal möchte ich mich für mein stochastisches Antwortverhalten entschuldigen. Habe im Moment viel um die Ohren.

@Klaus

"Stelle Dir die beiden Rohre ganz ohne Schrauben vor. Wenn Du dann biegst, liegen die beiden Tiele auf der äußersten Kante auf. Von da zu gengenüberliegenden Schraube ist der Hebelarm.
Weil alles was auf Zug und Druck belastet ist, sehr stabil ist, kannst Du an der anliegenden Seite auch die Mitte der Rohrwand nehmen.
Das wären 645. (295 - 350) + 2 * 295"

Ich denke, dass dieser Ansatz nicht die anderen Schraubverbindungen berücksichtigt. Der Hebel muss meiner Meinung nach zwischen Rohrwand (innen, verbindungsseitig) und Schraubenachse liegen.

@Wyndorps

Der Entwurf vom Nov. '11 liegt mir auch vor und ist meines Wissens auch das aktuellste zu diesem Thema.
Das es sich um einen Entwurf handelt, ist in meinem Fall i.O., da es nur um eine theoretische Aufgabenstellung geht.

In Kapitel 6.3.2.3 wird im erstem Satz bei reiner Biegemomentenbelastung auf die Formel 34 verwiesen, deshalb habe ich erstmal damit gearbeitet. Diese ist unabhängig von ns, bzw. die beiden auf der Momentenachse liegenden Verbindungen sind durch ihren Hebelarm = 0, aussen vor.
Im Zweifelsfall ist es natürlich sicherer mit der größeren Kraft zu rechnen, da es sich aber wie gesagt um eine rein theoretische Aufgabenstellung handelt, würde ich gerne möglichst genau arbeiten.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP