Empfohlene Anzugsmomente für Maschinenschrauben

Was ist Drehmoment?

„Torque“ wird von unzähligen Ingenieuren auf der ganzen Welt verwendet und ist eine Rotations- oder Verdrehkraft, die zu einer Bewegung um eine Achse führt. Es kann oft als die Fähigkeit eines Objekts verstanden werden, den Drehwiderstand zu überwinden.

Das Drehmoment ist auch ein entscheidender Faktor bei der Montage von Verbindungselementen, da es die maximale Drehkraft definiert, die auf eine Befestigung aufgebracht werden kann.

Der Begriff „Drehmoment“ kann in der gesamten Branche auf unterschiedliche Weise verwendet werden, wird jedoch in der Automobil- und Elektroindustrie am häufigsten in Bezug auf die Kraft verwendet, die ein Motor ausüben kann. Im Wesentlichen gilt: Je mehr Drehmoment, desto höher die Leistung des Motors und desto schneller kann das Fahrzeug beschleunigen.

Die

maximalen Anzugsmomente definieren die äußersten Grenzen der Anwendung von Verbindungselementen. Eine weitere Krafteinwirkung auf das Verbindungselement führt häufig zu Spannungen und Fehlfunktionen.

Das Erreichen dieser Kraft wird fast nie empfohlen, da dies der Punkt kurz vor dem Ausfall ist und es daher nahezu unmöglich wäre, ohne die Komponenten zu beschädigen.

Es ist zu beachten, dass die maximalen Anzugsmomente keine festen Werte sind und sich je nach Anwendung ändern können. Wenn ein Verbindungselement bis an die Grenzen gezogen wird, wird häufig der empfohlene Schwellenwert überschritten.

Was sind empfohlene Anzugsmomente?

Anhand des maximalen Drehmoments, das ein Bauteil aushalten kann, lässt sich dessen „empfohlenes Anzugsmoment“ bestimmen.

Im Gegensatz zum maximalen Anzugsmoment sorgt das empfohlene Anzugsdrehmoment dafür, dass die Verbindungselemente auf den richtigen Wert für die Montage angezogen werden und nicht so stark angezogen werden, dass ein potenzielles Ausfallrisiko besteht.

Die Beziehung zwischen Vorspannung und Drehmoment

Ähnlich wie das Drehmoment ist die Vorspannung eine Kraft, die bei der Installation auf eine Komponente einwirkt.

Die

Vorspannung ist keine Rotationskraft, sondern die Axialkraft, die auf ein Verbindungselement ausgeübt wird, wenn es angezogen wird.

Im Wesentlichen beginnen wir, wenn wir ein Drehmoment aufbringen, um ein Verbindungselement zu montieren, eine Anzugskraft zu erzeugen, die als „Vorspannung“ bezeichnet wird.

Bei der Montage beginnt sich das Bauteil geringfügig zu dehnen, was wiederum zu Spannungen in der Montage führt. In diesen Fällen werden die Komponenten in der Baugruppe elastisch verformt und kehren, wenn die Anzugskraft wegfällt, auf ihre ursprüngliche Größe zurück

.

In einigen Anwendungsfällen kann die elastische Verformung mit speziellen Komponenten, die oft als Torque-To-Yield-Verbindungselemente bezeichnet werden, überschritten werden.

Die Anzugskraft von Preload ist für die Aufrechterhaltung der Gelenkintegrität von entscheidender Bedeutung, da die von einem Verbindungselement in einer Schraubverbindung abgestützte Last gleichmäßig auf die verbundenen Materialien verteilt wird.

Sobald ein Verbindungselement „fest“ ist, komprimiert es das Material zwischen den Befestigungskomponenten, häufig zwischen Mutter und Schraube. Diese Druckkraft wirkt sowohl auf das Befestigungselement als auch auf die Baugruppe, um sie miteinander zu verbinden und eine sichere Verbindung herzustellen

.

Durch diese Lastübertragung kann ein Verbindungselement in einem Gelenk einer größeren Belastungskraft widerstehen als ein Verbindungselement, das keiner Zugbelastung ausgesetzt ist.

Was sind Verbindungselemente, bei denen das Drehmoment zur Nachgiebigkeit genutzt wird?

Verbindungselemente mit Torque-To-Yield werden häufig in Automobilen und anderen mechanischen Systemen eingesetzt und sind speziell so konzipiert, dass sie über ihre Elastizitätsgrenze hinaus angezogen werden können.

Wenn das Bauteil seine Streckgrenze überschreitet, beginnt es sich plastisch zu verformen, wodurch sich das Bauteil dauerhaft dehnt.

Dieses einzigartige Design ermöglicht es dem Verschluss, eine Spannung aufrechtzuerhalten, die über dem liegt, was normalerweise für ein Verbindungselement einer bestimmten Größe möglich ist. Dies wiederum ermöglicht die Verwendung kleinerer Verbindungselemente als traditionell vorgeschrieben, was zu einer Reduzierung der Kosten und des Gewichts führt und eine Miniaturisierung einer Baugruppe ermöglicht

.

Daher werden Torque-To-Yield-Komponenten häufig in kritischen Bereichen eingesetzt, in denen diese Merkmale für die richtige Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit von entscheidender Bedeutung sind. Sie können beispielsweise in kritischen Motoranwendungen wie Zylinderkopfschrauben, Hauptlagerdeckelschrauben und anderen stark beanspruchten Bereichen eingesetzt werden.

Wie bei Komponenten, die einer permanenten Dehnung ausgesetzt sind, zu erwarten ist, sind Verbindungselemente mit Torque-To-Yield im Allgemeinen für den einmaligen Gebrauch konzipiert und sollten ausgetauscht werden, wenn sie entfernt werden.

Da sie die Last jedoch gleichmäßiger verteilen, ermöglicht die Wahl von Komponenten mit Torque-To-Yield eine höhere Klemmkraft bei kleinerem Befestigungselement.

Ist das empfohlene Anzugsdrehmoment für alle Materialien gleich?

Das empfohlene Anzugsmoment für ein Verbindungselement hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich des Materials des Verbindungselements und des zu befestigenden Materials, der Größe und Art des Verbindungselements sowie den spezifischen Anforderungen der Anwendung.

Verschiedene Materialien haben unterschiedliche mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Elastizität, die sich darauf auswirken, wie sie auf Anzugskräfte reagieren.

Wenn beispielsweise zwei Metallbauteile befestigt werden, kann das empfohlene Drehmoment unterschiedlich sein, je nachdem, ob die betreffenden Materialien aus Aluminium oder Stahl bestehen. Bei Verbindungselementen mit geringerer Zugfestigkeit, wie z. B. einer Polycarbonatschraube, wäre das empfohlene Anzugsdrehmoment deutlich niedriger als das einer Schraube aus gehärtetem Stahl derselben Größe.

In ähnlicher Weise können die Drehmomentanforderungen erneut variieren, wenn verschiedene Materialien zusammen verwendet werden, z. B. wenn ein Metall an Kunststoff oder Holz befestigt wird.

Es gibt zwar verschiedene Faktoren, die das erforderliche Anzugsmoment für eine bestimmte Anwendung beeinflussen, es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es allgemeine Richtlinien für Drehmomentspezifikationen gibt.

In den meisten Fällen wird das empfohlene Anzugsmoment auf der Grundlage der Größe und des Materials des Verbindungselements bewertet.

Diese Richtlinien basieren auf technischen Berechnungen, Tests und Erfahrungen, um sicherzustellen, dass die richtige Spannkraft gewährleistet ist, ohne dass das Risiko besteht, dass die Materialien beschädigt werden oder die Integrität der Verbindung beeinträchtigt wird.

Empfohlene Anzugsmomente für Verbindungselemente

Hier finden Sie die empfohlenen Anzugsmomente für die Metallbefestigungen von Accu, einschließlich Edelstahl und hochfestem Stahl.

Die folgenden Daten beziehen sich auf eine Trockenanlage und sollten nicht für eine geschmierte Anlage verwendet werden. Diese Daten basieren auf einem metrischen Grobgewinde. Die angegebenen Werte stammen aus einer kontrollierten Umgebung und sind nicht spezifisch für einen bestimmten Schraubentyp. Verschiedene Verbindungselemente können unterschiedliche Eigenschaften haben, die sich auf die in dieser Tabelle angegebenen Werte auswirken können. Accu kann die angegebenen Zahlen nicht garantieren und sie sollten nur als Richtlinie verwendet werden

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Empfohlenes Anzugsdrehmoment für Verbindungselemente aus Edelstahl

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Empfohlenes Anzugsdrehmoment für hochfesten Stahl

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Faktoren, die sich auf die empfohlenen Anzugsmomente von Verbindungselementen auswirken können

So wie das empfohlene Anzugsmoment einer Komponente durch Faktoren wie Größe und Material beeinflusst werden kann, gibt es auch mehrere externe Faktoren, die das Verhalten des Verbindungselements beim Anziehen beeinflussen können.

Es ist jedoch wichtig, darauf zu achten, dass es gewisse Missverständnisse darüber gibt, welche Faktoren einen Einfluss auf das empfohlene Drehmoment für eine Anwendung haben und welche nicht. Diese werden im Folgenden beschrieben.

Auswahl der richtigen Tools

Da das Anzugsmoment eines Verbindungselements von der Größe des Gewindes abhängt, hat das von Ihnen verwendete Werkzeug keinen Einfluss auf das erforderliche Anzugsmoment — vorausgesetzt, Sie haben das richtige Werkzeug für das zu befestigende Bauteil.

Es gibt jedoch einige Antriebsarten — wie z. B. Torx —, die speziell darauf ausgelegt sind, die Drehmomentübertragung zu verbessern, einem höheren Einbaudrehmoment standzuhalten und ein Abrutschen und Abziehen zu verhindern.

Verschiedene Kopf- und Antriebstypen

Genau wie bei Werkzeugen haben Kopf und Antriebstyp nur einen minimalen Einfluss auf das Anzugsmoment eines Verbindungselements.

Davon abgesehen sind einige Komponenten für spezielle Anwendungsfälle konzipiert. Feststellschrauben haben beispielsweise einen Taillenschaft und erfordern daher möglicherweise ein geringeres Befestigungsdrehmoment

.

In ähnlicher Weise hat ein Scherbolzen aufgrund seines reduzierten Kopfes und seiner Schwachstelle oft ein geringeres Antriebsmoment. Dies ist jedoch ein Konstruktionsmerkmal, das für seine Verwendung unerlässlich ist, und es ist ein atypisches Szenario, nicht der Standard.

Trockene oder geschmierte Anlage

Im Gegensatz zur Wahl des Werkzeugs, des Kopfes oder des Antriebstyps wirkt sich die Schmierung auf das Drehmoment aus, das zum Anziehen eines Befestigungselements benötigt wird.

Durch die

Schmierung wird die Reibung zwischen den Kontaktflächen eines Gewindes verringert und somit das erforderliche Antriebsmoment reduziert.

Dies kann bei gleicher Drehmomenteinstellung zu einer deutlich höheren Zugspannung in einem Gelenk führen und zum Versagen des Verbindungselements oder der Verbindung führen.

Für die meisten Drehmomenttabellen wird festgestellt, dass die angegebenen Werte für eine „trockene Installation“ gelten, d. h. Die Gewinde sind sauber und ohne Schmierung

.

Schmiermittel können das erforderliche Antriebsmoment erheblich senken, weshalb es in den Installationsrichtlinien selten spezifiziert wird.

Wenn eine geschmierte Anlage empfohlen wird, ist bei Komponenten aus Edelstahl häufig ein Gleitmittel erforderlich, um das Risiko von Gallenbildung zu verringern.

Wenn es zu einer Verklemmung kommt, kann dies zu falschen Messwerten des Anzugsmoments führen und auch dazu führen, dass die Verbindungselemente versagen, bevor die Verbindung ihre volle Kapazität erreicht hat.

Weitere Informationen zum Thema Fadenabrieb finden Sie im Artikel „Was ist Fadenabrieb und wie kann er verhindert werden?

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Oberflächenbeschaffenheit

Genau wie bei der Schmierung kann sich die Oberflächenbeschaffenheit jedes zusammenpassenden Bauteils auf das Antriebsmoment eines Verbindungselements auswirken.

Wenn beispielsweise eines der zusammenpassenden Bauteile eine raue Oberfläche aufweist, kann dies zu einer erhöhten Reibung zwischen den beiden Teilen führen. Dies kann zu „falschem Ansetzen“ führen, einem Phänomen, bei dem der Benutzer zu früh annimmt, dass der Verschluss fest und sicher ist, obwohl er noch locker ist.

Wenn ein „falscher Satz“ auftritt, kann dies schwerwiegende Folgen für die Montage haben, bei der das Verbindungselement ohne die erforderliche Vorspannung ein hohes Drehmoment anzeigt.

Gewindesicherung und andere Harzpflaster

Das Hinzufügen von Gewindesicherungen und anderen Harzpflastern sollte das empfohlene Anzugsmoment eines Verbindungselements nicht beeinflussen. Dennoch gibt es einige Ausnahmen, die berücksichtigt werden sollten.

Flüssige Schraubensicherungen können beispielsweise das Anzugsmoment eines Verbindungselements senken, indem sie als Schmiermittel wirken.

Im Vergleich dazu kann ein Schraubensicherungsgerät, das vorab auf ein Befestigungselement aufgebracht wird, die Gewinde stören, wodurch ein höherer Widerstand entsteht und das für die Montage erforderliche Antriebsmoment erhöht wird.

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