Die sowohl sichere als auch wirtschaftliche Auslegung mechanisch gefügter Verbindungen ist für Unternehmen aufgrund des Multiplikatoreffekts von großer Bedeutung. Im Maschinen- und Anlagenbau sind die in einer Schraubenverbindung auftretenden Querkräfte nach VDI 2230-1 durch Reibschluss zu übertragen. In den Gleitsicherheitsnachweis gehen sowohl die Klemmkraft als auch die Haftreibungszahl ein.
Da die Haftreibungszahl je nach Ausführung starken Schwankungen unterliegen kann, werden in Regelwerken nur konservative Werte oder Bereiche angegeben. Im Fall von beschichteten Bauteilen sind häufig experimentelle Untersuchungen durchzuführen. Diese können für die genannte Branche in Anlehnung an EN 1090-2 erfolgen, wobei das Verfahren auf den Stahlbau ausgerichtet ist und weder die geometrische Vielfalt noch die komplexe Belastungshistorie im Maschinenbau berücksichtigt.
Daher soll in diesem Projekt eine Prüfprozedur zur Ermittlung der Haftreibungszahl unter Berücksichtigung der anwendungsspezifischen Einflussgrößen der Verbindung erarbeitet werden. Dafür wird die Haftreibungszahl zunächst an querkraftbelasteten Proben mit DSV und ESV ermittelt. Für ein besseres Verständnis der Mechanismen werden die Oberflächen charakterisiert und der Pressungszustand mithilfe der FEM analysiert. Eine Übertragbarkeit der Ergebnisse auf komplexere Anschlüsse wird mittels FEM vollzogen und mit entsprechenden experimentellen Untersuchungen validiert. Dabei werden u. a. verschiedene Belastungsarten, -historien, Verbindungselemente und Reibflächenvorbehandlungen untersucht.
Anhand der Erkenntnisse wird unter Berücksichtigung der relevanten Einflussgrößen eine effiziente Prüfprozedur zur Ermittlung der Haftreibungszahl an Kleinprüfkörpern und ein Maßnahmenkatalog zur Optimierung abgeleitet, welche insbesondere den KMU in Zukunft die individuelle Erarbeitung von Prüfkonzepten erspart und eine Übertragbarkeit der Ergebnisse ermöglicht.
