In diesen Zeilen werden wir versuchen zu verstehen, wie man die Bolzen für den Stahlbau unterteilt, wie sie aufgebaut sind und welche verschiedenen Systeme es auf dem Markt gibt.

Nach dem Inkrafttreten der europäischen Normen EN 14399, EN 15048 und EN 1090-2 kommt den Bolzen und Schrauben im Bauwesen eine wichtige Rolle zu.

Mit diesen Normen wurden die Eigenschaften der Schrauben für den Stahlbau definiert, so dass es derzeit zwei Typen gibt, die je nach Art der Montage unterteilt werden:

• Vorgespannte Baugruppen (EN 14399), hergestellt mit den Systemen HV, HR und HRC.
• Nicht vorgespannte Baugruppen (EN 15048), bekannt als SB-Baugruppen (Structural Bolt).

Die Elemente, welche die verschiedenen Baugruppen bilden, sind im Wesentlichen eine Schraube und eine Mutter im Falle einer Baugruppe nach EN 15048 und eine Schraube, eine Mutter und eine doppelte Unterlegscheibe im Falle einer Baugruppe nach EN 14399.

Vorgespannte Baugruppen – EN 14399

Die Verwendung von vorgespannten Bolzen mit kontrolliertem Anzug wird dort bevorzugt, wo die zu bauende Struktur oder Verbindung hauptsächlich durch Zugkräfte belastet wird: In diesen Fällen ist sie am effektivsten.

Es gibt drei verschiedene Arten von vorgespannten Baugruppen: HV, HR und HRC.

Obwohl die HV- und HR-Systeme als absolut gleichwertig zu betrachten sind, ist die Entscheidung, sie getrennt zu halten, vor allem durch die unterschiedliche „Philosophie“ des Bruchs im Stressfall bedingt. Das HV-System (deutscher Herkunft) sieht nämlich eine untere Mutter vor, so dass diese bei Zugbelastung zuerst nachgibt und erst dann das Innengewinde reißt. Das HR-System (französischer Herkunft) hingegen hat nicht nur eine höhere Mutter, sondern auch ein längeres Gewinde; dieser Unterschied führt zu einem unterschiedlichen Versagen des Anziehens und begünstigt eine stärkere Dehnung des Bolzens und damit seinen Zusammenbruch. Zusätzlich zu diesen Unterschieden haben HV-Systeme nur Schrauben der Klasse 10.9, während HR-Systeme auch Schrauben der Klasse 8.8 haben.

Man sollte nicht vergessen, dass es sich um kontrollierte Anzugsvorrichtungen handelt, bei denen die Vorspannung mit einem Drehmomentschlüssel aufgebracht wird; dies ermöglicht eine Kontrolle des auf die Vorrichtung aufgebrachten Drehmoments. Dies führt einen wichtigen Faktor ein, den so genannten k-Faktor, der die Effizienz des Anzugsmoments in Abhängigkeit von der aufgebrachten Vorspannung bestimmt. Dieser Faktor ist von grundlegender Bedeutung für die Festigkeit des Drehmoments, hängt jedoch von verschiedenen Faktoren ab, von denen einige schwer zu kontrollieren/steuern sind. Er hängt von den Reibungskräften ab, die zwischen den verschiedenen Elementen entstehen, die wiederum von anderen Faktoren beeinflusst werden: Anzugsgeschwindigkeit, Rauheit der Kontaktflächen, Kupplungstoleranzen, eventuelle Wärme- und/oder Oberflächenbehandlungen der Elemente, usw.  In Anbetracht dieser Überlegung ist es klar, dass kontrollierte Anzugsbolzen besonders empfindlich auf kleine Veränderungen, wie z. B. Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit, reagieren; deshalb ist es notwendig, dass die Baugruppe in versiegelten Schachteln mit einem beigefügten, vom Hersteller ausgestellten Montagenachweis geliefert wird, ohne dass die Möglichkeit besteht, unterschiedliche Chargen zu verwenden.

Für beide Baugruppen ist die CE-Kennzeichnung mit dem Herstellerzeichen obligatorisch, ebenso wie HV oder HR auf Schrauben und Bolzen und H auf Unterlegscheiben.

Das HRC-System wurde entwickelt, um Unsicherheiten bei der Anwendung des korrekten Anzugsdrehmoments zu beseitigen: Bei dieser Baugruppe werden die Muttern mit einem speziellen Werkzeug angezogen, einem elektrischen Schraubendreher mit überlappenden Drehmomenten, der die angewandte Vorspannung auf „wissenschaftliche“ Weise kontrolliert.

Dieses Werkzeug wirkt auf das Anzugsdrehmoment mit Hilfe eines doppelten Anzugssystems, wobei das erste System auf die Mutter wirkt, indem es sie dreht, während das zweite System die Schraube festhält, indem es sich in den vorstehenden Teil derselben (Zapfen) einhakt, der so widerstandsfähig ist, dass er während der zweiten Anzugsphase bricht, wenn die Mutter stillsteht und die Schraube sich dreht (in die entgegengesetzte Richtung). Sobald der Grenzwiderstand der Schaft erreicht ist, löst er sich und der korrekte Endanzug ist erreicht. In diesem Fall wird die Vorspannung durch das HRC-Spannsystem selbst bestimmt.

Die Übereinstimmung von Teilen und Baugruppen mit der Norm EN 14399 ist erforderlich und muss durch zwei Prüfungen nachgewiesen werden:

• Erste Typprüfung
• Regelmäßige Prüfung

 Beide Kontrollen liegen in der Verantwortung des Herstellers und dienen der Überwachung der maßlichen, mechanischen und funktionellen Eigenschaften der Produkte.

Darüber hinaus muss jedem Produkt eine Leistungserklärung beigefügt werden, die alle in den Normen geforderten Merkmale und mindestens eine erwartete Leistung des Produkts enthält.

Nicht vorgespannte Baugruppen – EN 15048

Die SB-Systeme unterscheiden sich von den bisherigen Systemen vor allem dadurch, dass sie kein kontrolliertes Anziehen erfordern, so dass ein manuelles Anziehen ausreicht, um den sogenannten „snug-tight“-Zustand zu erreichen. Als Ergebnis dieser Bedingung ist es offensichtlich, dass die aufgebrachte Vorspannung reduziert wird, so dass Schrauben aller Festigkeitsklassen verwendet werden können.

Wichtig ist, dass der „snug-tight“-Zustand bei allen montierten Schrauben erreicht wird, so dass eine gleichmäßige Anzugssituation erreicht wird.

Es muss besonders darauf geachtet werden, dass die Schrauben nicht zu fest angezogen werden, insbesondere bei kurzen Schrauben.

Das Anziehen bis zum „snug-tight“-Zustand muss von den steiferen Teilen der Verbindung ausgehend schrittweise zu den weniger steifen Teilen erfolgen.

Die Schraube muss mindestens ein ganzes Gewinde aus der freistehenden Fläche der Mutter herausragen.

Neben diesem wesentlichen Unterschied in der Anzugsmethode ist auch der Unterschied in der Anwendung der beiden Systeme hervorzuheben, wobei das System SB – EN 15048 für hauptsächlich auf Schub beanspruchte Strukturen vorzuziehen ist. Auch in diesem Fall ist es erforderlich, die Mutter-Schrauben-Montageprüfung durchzuführen, das CE-Zeichen auf den Produkten anzubringen und das Herstellerzeichen zu vergeben.

Für beide Normen, EN 14399 und EN 15048, gibt es genaue Vorschriften für die Verpackung (wie oben erwähnt). Es gibt zwei Fälle:

1. Einzelverpackungen mit Mutter + Schraube für SB-Systeme und Mutter + Schraube + Unterlegscheiben für HV-, HR- und HRC-Systeme, wobei jedes Stück aus einer einzigen Charge stammt.
2. Getrennte Verpackungen für Muttern, Schrauben und Unterlegscheiben, die jedoch aus einer einzigen Charge stammen, auf der der Hersteller die Anzugseigenschaften angegeben hat.

Die Bolzen für den Stahlbau erfordern besondere Aufmerksamkeit, es handelt sich um hochwertige Produkte, und Sie müssen sich auf vertrauenswürdige Partner verlassen können.

VIPA garantiert Ihnen höchste Sorgfalt bei der Lieferung von Verbindungselementen und eine hervorragende technische Unterstützung. Für EN 14399-Systeme haben wir eine kontrollierte Lieferkette, während VIPA für EN 15048 zertifiziert ist und die Verantwortung übernimmt, als wäre sie der Hersteller.