Auszugswert und Durchknöpfwert im direkten Zusammenspiel

Die maximale Zugkraft beschreibt die Kraft, die auf einen Befestiger wie eine Schraube ausgeübt werden kann, bevor diese versagt – entweder durch Materialversagen wie Bruch oder durch Ausreißen des Befestigers aus dem umgebenden Material. Der Auszugswert ist besonders wichtig für Verbindungen, die Zug- oder Scherkräften ausgesetzt sind. Die Ermittlung des Wertes erfolgt durch standardisierte Prüfungen. Zum Beispiel werden auf Grundlage der Norm DIN EN ISO 898-1 die mechanischen Eigenschaften von Verbindungselementen aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl festgelegt.

Durchknöpfwert: Dieser Wert beschreibt das Überknöpfen eines Bauteils über den Kopf des Verbindungselements. Dabei gibt es unterschiedliche Faktoren, die den Durch- oder Überknöpfwert beeinflussen: So zeigt ein dickeres und festes Material zeigt in der Regel höhere Durchknöpfwiderstände. Hinsichtlich der Geometrie des Befestigers spielen die Kopfgeometrie und eventuell vorhandene Dichtscheiben und deren Durchmesser eine übergeordnete Rolle. Ein größerer Kopf bietet eine größere Auflagefläche und kann höhere Kräfte übernehmen. Bei Sandwichpaneelen oder Wandkassettensystemen mit Distanzschrauben spielt das Durchknöpfen der Verbindungselemente eine wichtige Rolle.

Sowohl der Auszugs- als auch der Durchknöpfwert sind für die Auswahl geeigneter Schrauben im Metallleichtbau gleichermaßen entscheidend.

Ein Beispiel aus dem Wohnungs- und Industriebau ist die Montage von Stehfalzdächern. Dabei müssen Befestigungsmittel sowohl den Zugbelastungen durch Windkräfte als auch den Querkräften durch das Eigengewicht und äußere Einflüsse standhalten. Ein Versagen der Bauteile würde verheerende Folgen mit sich bringen. „Man muss die möglichen Versagensmechanismen genau kennen und im gesamten Planungsprozess stets vor Augen haben. Durch genaue Berechnungen können wir die Materialien und Mengen so abstimmen, dass das System im gesamten einwandfrei funktioniert“, so Michael Weis, Leiter der Anwendungstechnik bei SFS.

Durch umfangreiche Prüfungen der Produkte unter Einbeziehung aller Versagensmechanismen ermittelt SFS die Bemessungswerte für die Anwendung. Doch die Grundlage für die Verbindungen wird nicht mit der Berechnung der Parameter gelegt, sondern bereits während der Produktion der Schrauben, erklärt Weis: „Unser oberstes Bestreben ist es, dem Kunden Befestigungslösungen anzubieten, die auch bei starker Beanspruchung dauerhaft halten. Darum ist die Herstellung effizienter Gewinde substanziell. Die Genauigkeit, mit der wir arbeiten, ist mit der eines Uhrmachers zu vergleichen. Selbst Abweichungen von einem Millimeter könnten die Festigkeit des Systems gefährden“.