24.11.22 – Weder Regen noch Sonne beeinflussen Stabilität

Feuerverzinkte Garnituren verbessern

Schraubverbindungen sind eine der wichtigsten Komponenten in Windkraftanlagen, Brücken oder im Stahlbau. Neben diversen Faktoren wie z.B. Material und Werkzeug haben auch unterschiedliche Witterungsbedingungen einen nicht zu unterschätzenden Einfluss auf die Reibwerte und damit die gesamte Schraubverbindung.

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Die feuerverzinkte HRC-Garnitur wurde mit einem zusätzlichen Topcoat versehen und ist unabhängig von Witterungseinflüssen sicher und stabil verschraubt. © Dörken

 
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Die feuerverzinkte HRC-Garnitur wurde mit einem zusätzlichen Topcoat versehen und ist unabhängig von Witterungseinflüssen sicher und stabil verschraubt. © Dörken

 
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Heutzutage kommen unterschiedliche Schraubverbindungen zum Einsatz: ISO-Garnituren, HV-Garnituren oder auch HRC-Garnituren. All diese Verbindungen bestehen aus einer Schraube, mindestens einer Unterlegscheibe und einer Mutter und sind oftmals aus hochfestem Material gefertigt.

Für eine sichere Schraubverbindung ist der Reibwert eine wichtige Komponente. Der Wert beschreibt das Verhältnis von Vorspannkraft und Drehmoment und wird bestimmt von zwei Faktoren: der Gewindereibung und der Kopfreibung. Der Belastungsdruck, der auf die Flächen einwirkt, ist die Vorspannkraft, die auch für die Längung der Schraube sowie die entsprechende Federwirkung verantwortlich ist. Das Drehmoment wiederum wirkt auf der Gewinde- und Auflagefläche und teilt sich in drei Teilmomente auf: das Gewindemoment, die Kopfreibung sowie den Anteil, der direkt in Vorspannkraft umgesetzt wird. Das bedeutet: Die letztendlich erreichte Vorspannkraft bei vorgegebenem Drehmoment hängt von der Reibungszahl ab.

Nun wird die Reibung µges sowie der k-Faktor von vielen unterschiedlichen Faktoren beeinflusst: Materialpaarung, Oberfläche, Schmierung oder Verschleiß. Aber auch die Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und Regen hat einen erheblichen Einfluss auf die Schraubverbindung. Hier kann nicht nur von einer elastischen Verformung die Rede sein, sondern im schlimmsten Fall sogar von gerissenen Schrauben oder der Nichterreichung der geforderten Vorspannkraft. Die Folge: Baustellenstopps mit massiven Kosten und zeitliche Verzögerungen durch Reparaturarbeiten oder Garniturenaustausch.

Dieser Problemstellung haben sich Peiner Umformtechnik, führender Lieferant für Verbindungselemente in Windkraftanlagen und Stahlbau, und Dörken, Lackhersteller von Mikroschicht-Korrosionsschutz-Systemen, angenommen und gemeinsam nach einer Lösung gesucht. Peiner Umformtechnik produziert für die Windindustrie unter anderem HRC-Garnituren sowie HV-Garnituren in den Maßen M12 bis M36. In einem konkreten Anwendungsfall wurden die Garnituren bereits mit einer Feuerverzinkung beschichtet.

 „Die Herausforderung in unserem gemeinsamen Projekt lag darin, die standardmäßig feuerverzinkte Schraube mit Scheiben und Muttern mit einem zusätzlichen Topcoat so auszulegen, dass weder Regen noch Sonne die Stabilität der Verschraubung beeinflussen,“ erklärt Christos Tselebidis, Vice President Industrial Coatings bei Dörken. „Deshalb haben wir über einen Zeitraum von nahezu sechs Monaten einige Versuchsrunden und ausgiebige Tests mit unseren Zinklamellen-Topcoats durchgeführt und letztlich auch einen Topcoat als Lösung gefunden.“ Während die Feuerverzinkung als Basisbeschichtung die Schraubverbindung vor Korrosion schützt, sorgt der Zinklamellen-Topcoat dank eingestellter Reibungszahlen für eine sichere Verschraubung der Mutter, ohne dass etwas von der feuerverzinkten Schutzschicht abgetragen wird.

Neben dem extrem anspruchsvollen Labortest haben sich die gefundenen Beschichtungskombinationen auch in diversen Versuchsreihen im Feld bewährt. „Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Bei nunmehr nahezu 3 Millionen ausgelieferten und verbauten Garnituren ist es zu keinerlei Störungen gekommen,“ so Valerij Schram, Leiter Anwendungstechnik Stahlbau und Windkraft bei Peiner Umformtechnik. „Die Zusammenarbeit unserer beiden Firmen Dörken und Peiner Umformtechnik hat nicht nur ein reales Problem gelöst, sondern zusätzlich dafür gesorgt, dass eine noch nicht dagewesene Prozesssicherheit auf den Baustellen erzielt werden konnte.“

Dörken Service GmbH
Wetterstrasse 58, 58313 Herdecke
Ansprechpartner ist Lars Assem
Tel.: +49 160 8025-343
lassem@doerken.de
www.doerken.de
 

Peiner Umformtechnik GmbH
Woltorfer Straße 20-24
31224 Peine
Tel.: +49-5171-545-0
sales@peiner-ut.com
www.peiner-ut.com