1 · Eingaben
In vielen Konstruktionsabteilungen gehen Woche für Woche wertvolle Ingenieursstunden an wiederkehrende Routineaufgaben verloren. Viele dieser Aufgaben lassen sich mit modernen Werkzeugen heute deutlich effizienter erledigen. Ein Beispiel ist das Erstellen und Prüfen von Auslegungsrechnungen.
Das Problem: gewachsene Tabellen statt prüffähiger Rechenwege
In vielen Konstruktionsabteilungen stecken die Auslegungsrechnungen in Tabellen, die über Jahre gewachsen sind: kopierte Blätter, versteckte Zellbezüge, Sonderfälle, die nur noch ein Kollege erklären kann. Wer eine solche Rechnung prüfen soll, prüft nicht eine Formel, sondern eine Historie. Das kostet Zeit, die im Projektgeschäft fehlt, und es verlagert das Risiko auf den, der unterschreibt.
Die Lösung: das Sigma TrustCalc-Framework
Das Sigma TrustCalc-Framework ist ein geprüfter Basis-Quellcode, aus dem der Ingenieur mit KI-Unterstützung in Minuten ein lauffähiges Auslegungsprogramm für die aktuelle Aufgabenstellung erzeugt. Der Rechenweg wird klar lesbar dokumentiert, in Form von Formeln und Quellenangaben. Die Validierung wird dadurch effizient: Ihr Ingenieur sichtet das Formelwerk, nicht die Excel-Bezüge.
Das entstandene Auslegungswerkzeug lässt sich manipulationssicher versionieren und freigeben, sodass jedes Ergebnisblatt einen eindeutigen Freigabestempel trägt.
Erfahren Sie mehr über die Einsatzmöglichkeiten in Ihrem Unternehmen:
→ sigma-ewa.de · Roy Schölzel, Dipl.-Ing. · SIGMA EWA GmbH
2 · Dokumentation
Gültigkeitsbereich und Annahmen
| Abgedeckt | Nicht abgedeckt |
|---|---|
| zylindrische Einzelschraube, zentrisch verspannt | exzentrische Verspannung / Belastung |
| Durchsteck- und Einschraubverbindung | Biegemomente auf die Schraube |
| statische + dynamische Axialkraft | formschlüssige Querkraftübertragung (Passschraube) |
| Querkraft reibschlüssig | Feingewinde, Klassen < 8.8, nichtrostende Schrauben |
| metrisches Regelgewinde M4–M36, Klassen 8.8/10.9/12.9 | Temperatureinfluss, Losdreh-/Abstreifnachweis |
Weitere Annahmen: Krafteinleitung über Faktor n; Setzkraftverlust nach Näherungsformel; ein gemeinsamer E-Modul der verspannten Teile (weichster Werkstoff maßgebend); Torsionsabbau im Betrieb kτ = 0,5; Bestehenskriterien SG ≥ 1,2 (Rutschen) und SD ≥ 1,2 (Dauerfestigkeit). Mindest-Einschraubtiefe und Gewindetragfähigkeit sind separat sicherzustellen.
Formelbasis und Quellen
Berechnung in Anlehnung an VDI 2230 Blatt 1 (vereinfachtes Verfahren für zentrisch verspannte Einzelschraubenverbindungen). Gewindegeometrie nach DIN 13-1, Festigkeitsklassen nach DIN EN ISO 898-1, Durchgangslöcher nach EN 20273 (Reihe mittel), Kopfauflagemaße nach ISO 4014/4017 bzw. ISO 4762 (Vorschlagswerte), Reibwerte und Anziehfaktoren aus Fachliteratur und Montagetechnik-Handbüchern (Richtwerte, editierbar). Zulässige Montagevorspannkraft mit 90 % Streckgrenzen-Ausnutzung, bezogen auf den Spannungsquerschnitt AS, mit vollplastischem Torsionswiderstandsmoment. Die Nachgiebigkeit der verspannten Teile folgt dem Verformungskegelmodell der Ausgabe 2014/2015 (Kegelwinkel aus der Verbindungsgeometrie, ein Kegel bei Gewindebohrung, zwei Kegel bei Durchgangsloch mit Mutter).
Dieses Werkzeug ist ein eigenständiges Rechenprogramm und kein Ersatz für die Richtlinie. Es wird keine Konformität mit VDI 2230 behauptet oder impliziert.
Validierung dieses Werkzeugs
Der Rechenkern wurde gegen eine unabhängige, in einer anderen Programmiersprache geschriebene Referenzimplementierung geprüft und zusätzlich gegen externe Berechnungsprogramme sowie veröffentlichte Beispielrechnungen zur Richtlinie gegengerechnet.
Die im Berechnungsblatt gezeigten Formeln werden nicht von Hand geschrieben, sondern aus dem Quelltext der ausgeführten Rechenfunktionen abgeleitet: Formel, Einsetzung und Ergebnis stammen aus demselben Rechenlauf und können nicht auseinanderlaufen. Ein eigener Prüflauf rechnet jede abgeleitete Formel unabhängig nach und vergleicht sie mit dem Code. Einmal validiert, beliebig oft reproduzierbar: Genau diese Kette aus Rechnung, Prüfblatt und Freigabestand vermittelt SIGMA EWA für Ihre eigenen Auslegungswerkzeuge.
Haftung und Nutzungsbedingungen
Dieses Werkzeug unterstützt die Vorauslegung. Es ersetzt weder die eigene Prüfung noch die Freigabe durch eine fachkundige Person. Freigegeben ist die Werkzeugversion, nie das Ergebnis. Die Verantwortung für Eingabedaten, Modellwahl, Übertragbarkeit auf den konkreten Fall und für jede daraus abgeleitete Konstruktionsentscheidung liegt beim Anwender.
Die Überlassung erfolgt unentgeltlich. Eine Gewähr für Richtigkeit, Vollständigkeit und Eignung für einen bestimmten Zweck wird nicht übernommen. Die SIGMA EWA GmbH haftet für Schäden aus der Nutzung dieses Werkzeugs nur bei Vorsatz und grober Fahrlässigkeit. Unberührt bleiben die Haftung für Schäden aus der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, die Haftung nach dem Produkthaftungsgesetz und die Haftung bei arglistig verschwiegenen Mängeln.
Was Sie dürfen: Sie nutzen dieses Werkzeug kostenlos, auch kommerziell im eigenen Betrieb. Sie dürfen es innerhalb Ihres Unternehmens beliebig oft kopieren, ablegen und an Kollegen weitergeben. Die erzeugten Berechnungsblätter gehören Ihnen und dürfen frei verwendet werden, auch in Ihrer Projektdokumentation und gegenüber Ihren eigenen Kunden.
Was nicht eingeräumt ist: der Verkauf, die Vermietung oder jede sonstige entgeltliche Weitergabe des Werkzeugs oder einer Bearbeitung davon; die Weitergabe an Dritte außerhalb Ihres Unternehmens sowie die öffentliche Bereitstellung, etwa auf einer Website oder in einem Portal (bitte verlinken Sie stattdessen sigma-ewa.de/tools/schraubennachweis/); das Entfernen oder Verändern von Herkunftsangabe, Versionsnummer und Freigabestand; die Veröffentlichung von Vergleichs- oder Benchmarkergebnissen gegen dieses Werkzeug ohne Angabe der geprüften Version und ohne vorherige Abstimmung mit uns.
Zum letzten Punkt ausdrücklich: Über jeden Hinweis auf eine Abweichung freuen wir uns, und wir korrigieren sie mit Versionsnummer. Ein Vergleichsergebnis ohne Versionsstand und ohne die zugehörigen Randbedingungen ist für niemanden überprüfbar, deshalb die Rücksprache.
Diese Bedingungen betreffen das Werkzeug als Ganzes. Für die eingebetteten Bibliotheken und Schriften gelten ausschließlich deren eigene Lizenzen (siehe „Verwendete Komponenten und Lizenzen“); die dort eingeräumten Rechte werden hierdurch nicht eingeschränkt. Es gilt deutsches Recht.
Verwendete Komponenten und Lizenzen
Dieses Werkzeug ist eine einzelne, selbst-enthaltene HTML-Datei. Alle benötigten Bausteine sind eingebettet, damit es ohne Internetverbindung läuft. Verwendet werden:
- KaTeX (Formelsatz) – MIT-Lizenz, © Khan Academy und Mitwirkende
- jsPDF (PDF-Erzeugung) – MIT-Lizenz, © 2010–2021 James Hall, © 2015–2021 yWorks GmbH und Mitwirkende
- html2canvas (Seitenrasterung) – MIT-Lizenz, © 2012 Niklas von Hertzen
- Libre Franklin (Schrift) – SIL Open Font License 1.1, © 2015 The Libre Franklin Project Authors
- Source Serif 4 (Schrift, hier als Teilzeichensatz unter dem Namen „Sigma Serif“ eingebettet) – SIL Open Font License 1.1, © 2014–2023 Adobe
Die vollständigen Lizenztexte begleiten diese Datei: die MIT-Vermerke der Bibliotheken und der vollständige Text der SIL Open Font License 1.1 stehen im Quelltext dieser HTML-Datei (Rechtsklick → Seitenquelltext anzeigen). Damit liegt der Lizenznachweis auch der Offline-Fassung bei. Rechenkern und Oberfläche stammen von der SIGMA EWA GmbH.