Was ist Torque to Yield? Grundlegendes zu TTY-Schrauben und deren Anziehen

Bei Torque to Yield (TTY) handelt es sich um eine fortschrittliche Methode zum Anbringen von Schrauben, bei der ein Verbindungselement absichtlich knapp über seine natürliche Elastizität hinaus angezogen wird. Anstatt sich allein auf Reibung zu verlassen, um eine Verbindung zusammenzuhalten, nutzt TTY eine kontrollierte Dehnung der Schraube selbst, um die Spannkraft zu erzeugen. Das Ergebnis ist ein deutlich stärkerer und weitaus gleichmäßigerer Halt, als dies bei herkömmlichen Schraubmethoden der Fall ist.

Ingenieure spezifizieren Drehmoment-Streckgrenze für Verbindungen, bei denen eine gleichbleibende Vorspannung sicherheitskritisch ist, z. B. bei Zylinderkopfschrauben in Motoren, Hauptlagerdeckeln, Pleuelstangen und einem wachsenden Anteil von Befestigungselementen für EV-Batteriemodule. Wenn die Vorspannung bei einer dieser Komponenten falsch eingestellt wird, können die Folgen von einer undichten Zylinderkopfdichtung bis hin zu einem katastrophalen Ausfall der Pleuelstange reichen.

Dieser Leitfaden behandelt die Mechanik von TTY, warum es besser ist als das reine Anziehen mit Drehmoment, wo es in der Automobilindustrie, im Motorsport und in anderen Bereichen des Maschinenbaus vorkommt, ob TTY-Schrauben wiederverwendet werden können und wie man sie auf der Prüfbank identifiziert.

Inhalt:

• Was bedeutet Drehmoment bis zur Ergiebigkeit?

• Was sind Bolzen mit Drehmoment und Spannkraft?

• So funktioniert das Anziehen von Drehmoment bis zur Ergiebigkeit: Die Physik der Vorspannung

• Warum Ingenieure das Drehmoment nach dem Ertrag angeben

• Wo Gewindeschneidschrauben verwendet werden

• Können Gewindeschneidschrauben wiederverwendet werden?

• Wie erkennt man Schrauben, die zwischen Drehmoment und Spannkraft stehen

• Das Sortiment an Verbindungselementen von Accu für Anwendungen im Bereich Drehmoment bis zur Ergiebigkeit

Was bedeutet Torque to Yield?

Beim Drehmoment wird eine Schraube so lange angezogen, bis sie nachgibt: Durch die aufgebrachte Last wird das Verbindungselement über seine Elastizitätsgrenze hinaus in den plastischen Bereich seiner Spannungs-Dehnungs-Kurve getragen. Die Schraube verformt sich dauerhaft und die Vorspannung wird nun von der Streckgrenze des Materials und nicht mehr von der Gewindereibung der Schraube bestimmt.

Zwei wichtige Punkte sind für Ingenieure wichtig, die sich zum ersten Mal mit dem Begriff und dem Konzept befassen.

• Bei Torque-to-Yield handelt es sich um eine Methode zum Anziehen, nicht um eine Schraubenkategorie. Bei der Schraube selbst handelt es sich in der Regel um ein hochfestes Standardverbindungselement, meistens aus legiertem Stahl der Klasse 12.9 nach ISO 898-1. Was die Installation zu „TTY“ macht, ist das Verfahren, nicht die Artikelnummer.

• Die Verschärfung „auf Nachgiebigkeit“ ist wortwörtlich gemeint. Die Spezifikation überschreitet bewusst die Elastizitätsgrenze des Schraubenmaterials. Eine mit TTY festgezogene Schraube kehrt beim Entfernen nie wieder auf ihre ursprüngliche Länge zurück. Diese bleibende Verformung ist der Grund, warum TTY-Schrauben nicht wiederverwendet werden können.

Ein perfektes Beispiel ist die TTY-Montagetechnik, die bei serienmäßigen Motorkopfschrauben angewendet wird. Ab den 1980er Jahren verbreitete sich dieses Phänomen in großem Umfang, als bei Motoren mit Turbolader und hohem Verdichtungsverhältnis der Zylinderspitzendruck deutlich über den Saugdruck lag.
Die Integrität der Zylinderkopfdichtung wurde für die Einhaltung der Emissionsvorschriften und die Garantielaufzeit von entscheidender Bedeutung. TTY sorgte für die konstante Vorspannung von Zylinder zu Zylinder, die bei steigenden Drücken erforderlich war. In den frühen 2000er Jahren gehörten TTY-Kopfschrauben bei praktisch allen europäischen und japanischen Pkw-Herstellern zur Standardausstattung.

Was sind Torque-to-Yield-Bolzen?

Eine Schraube mit Spannkraft, auch Dehnschraube genannt, ist ein Verbindungselement, das für die Montage im TTY-Anzugsverfahren vorgesehen ist. Es handelt sich nicht um eine separate Produktklasse oder eine spezielle Gewindeform. Das zugrundeliegende Material ist für die meisten Anwendungen ein hochfester Standardstahl der Klasse 12.9, typischerweise legierter Stahl der Klasse 12.9 gemäß ISO 898-1, wobei bestimmte Edelstahlsorten spezifiziert sind, bei denen Korrosionsbeständigkeit oder geringe Masse ausschlaggebend für die Konstruktion sind.

Einige Schrauben wurden speziell für den TTY-Service entwickelt. Das üblichste Konstruktionsmerkmal ist ein nach unten gerichteter Schaft, bei dem der glatte Abschnitt unter dem Kopf im Vergleich zum Hauptdurchmesser des Gewindes im Durchmesser reduziert ist. Dies ist am häufigsten bei Captive-Bolzen und -Schrauben der Fall. Der reduzierte Abschnitt konzentriert die plastische Verformung in einem vorhersehbaren Bereich und sorgt dafür, dass die Gewindewurzeln elastisch bleiben. Dies ist wichtig, da Ermüdungsrisse durch Spannungskonzentrationen an der Gewindewurzel entstehen.

So funktioniert das Festziehen von Drehmoment zu Ergiebigkeit: Die Physik der Vorspannung.

TTY ersetzt die üblichen mechanischen Eigenschaften von Gewinden, bei denen Reibung zu unvorhersehbaren Spannkräften führen kann, durch plastische Verformungen mit kontrollierter Verformung. Um zu verstehen, warum das wichtig ist, müssen wir die Beziehung zwischen Drehmoment und Vorspannung sowie die jeweiligen Ausfallursachen durchgehen.

Die Beziehung zwischen Drehmoment und Vorspannung und der Nut Factor.

Wenn eine Schraube mit einem bestimmten Drehmoment angezogen wird, hängt die tatsächliche Spannkraft, die sie erzeugt, stark von der Reibung an den Gewinden und der Auflagefläche ab. Schmierung, Oberflächenbeschichtungen, Beschichtung und Temperatur beeinflussen alle, wie viel des aufgebrachten Drehmoments in eine nutzbare Vorspannkraft umgewandelt wird. Die Schwankung ist so groß, dass das gleiche Drehmoment an derselben Schraube unter bestimmten Material- und Umgebungsbedingungen im Vergleich zu anderen fast doppelt so viel Spannkraft erzeugen kann.

Aus diesem Grund werden bei einer Standardinstallation, bei der nur das Drehmoment verwendet wird, Werte angestrebt, die deutlich unter dem liegen, was die Schraube tatsächlich leisten kann, in der Regel etwa 75% der Prüfkraft, um Spielraum für diese unvorhersehbare Reibung zu lassen. TTY macht diesen Kompromiss zunichte, indem die Schraube über ihre Streckgrenze gebracht wird, wo die Spannkraft durch die Festigkeit des Materials und nicht durch die Reibung an der Schnittstelle zwischen Gewinde und Kopf gesteuert wird.

Die folgende Tabelle veranschaulicht den Unterschied, den TTY für eine M10-Schraube bietet. Bei der Basislinie handelt es sich um eine Standardschraube aus M10-Stahl der Klasse 8.8, die nur durch Anziehen des Drehmoments angebracht wird. Dies ist die gängigste Kombination für allgemeine Zwecke. Die TTY-Reihen zeigen, was dieselbe Schraubengröße bei leistungsfähigeren Materialien bei ertragskontrolliertem Einbau leistet.

Tabelleninformationen: Ungefähre Werte für den Abstand M10 x 1,5 mm, berechnet anhand der veröffentlichten Streckgrenze und des Standardbereichs für die Zugspannung (58 mm²). Bei der TTY-Vorspannung wird davon ausgegangen, dass die Spannung auf etwa 100% der Dehngrenze festgezogen wird. Die tatsächlichen Werte sind gelenkspezifisch. Beachten Sie bei der Auswahl und Installation Ihrer Verbindungselemente stets das OEM-Servicehandbuch oder die Verbindungsspezifikationen.

Wie TTY die Lücke schließt.

Unsere vorherige Tabelle zeigt das Endergebnis der Installation, aber es lohnt sich, den zugrunde liegenden Mechanismus zu verstehen. Wenn eine Stahlschraube innerhalb ihres elastischen Bereichs angezogen wird (denken Sie an eine Standardinstallation), ist das Verhältnis zwischen Drehung und Spannkraft steil. Kleine Schwankungen des ausgeübten Drehmoments oder der Reibung führen zu starken Schwankungen der Vorspannung. Produktionsstudien belegen, dass bei drehmomentgesteuerten Anlagen selbst unter den besten, kontrollierten Werksbedingungen durchschnittliche Schwankungen der Vorspannung von 25 bis 35% vorliegen.

Wird die Schraube hinter der Streckgrenze des Materials montiert, ändert sich dieses Verhältnis dramatisch. Die Spannungs-Dehnungs-Kurve der Schraube flacht ab: Eine weitere Drehung erhöht die Dehnung mit sehr geringer zusätzlicher Spannung. Die Vorspannung wird jetzt von der Streckgrenze des Materials bestimmt, die eine feste Eigenschaft der Stahlmetallurgie ist, und nicht mehr von dem, was an der Grenzfläche des Gewindes passiert. Bei kontrollierten TTY-Anlagen sinkt die Schwankung der Drehmomentstärke auf etwa 5 bis 10%.

Es handelt sich um eine zweifache Verbesserung. Der Techniker erhält eine engere Toleranz für das Drehmoment im Bereich der Zielvorspannung und ein höheres Ziel, das insgesamt fast 100% des Streckwerts anvisiert, statt der 75% der Prüfkraft, die beim reinen Anziehen des Drehmoments als Sicherheitsmarge gegen die eigenen Inkonsistenzen erforderlich sind.

Das Installationsverfahren: Drehmoment plus Winkel.

Torque-to-Yield wird stufenweise angewendet. Eine typische Montagereihenfolge gibt ein passendes Drehmoment vor, um die Verbindung zu fixieren und die Verbindungslücken zu schließen, gefolgt von einer oder mehreren bestimmten Winkeldrehungen, bei denen die Schraube durch elastische Dehnung in eine plastische Verformung überführt wird.

Beispiel, das funktioniert hat:

Ein Verfahren zur Verschraubung des Motorzylinderkopfs könnte lauten: „30 Nm Anzugsdrehmoment, dann 90°, dann weitere 90°.“
Die erste Drehmomentstufe bringt das Gelenk in einen gleichmäßigen Startzustand. In den folgenden Winkelstufen wird die kontrollierte Dehnung, bei der die Schraube auf dem Kunststoffplateau ihrer Spannungs-Dehnungs-Kurve platziert wird, auf einen wiederholbaren, regelmäßigen Wert gebracht.

Für die TTY-Spezifikationen gibt es weder einen Universalrechner für das Drehmoment noch eine Tabelle. Die richtige Reihenfolge zwischen Drehmoment und Winkel hängt vom Material und der Festigkeitsklasse der Schraube, der Grifflänge, der Gelenksteifigkeit, der Entspannung der Dichtung und der vom Konstrukteur der Verbindung festgelegten Zielvorspannung ab. Die endgültige Spezifikation für die meisten Anwendungen ergibt sich aus dem OEM-Servicehandbuch oder aus den Konstruktionsberechnungen der Verbindung, die von Ihren Ingenieuren erstellt wurden.

Accu empfiehlt dringend, alle Drehmomente bis zu Werten, die nicht speziell für Ihre Anwendung angegeben sind, als verdächtig zu behandeln. Eine falsche Installation kann zum Ausfall der Schraube oder, schlimmer noch, zu gerissenen Gehäusen an bearbeiteten Teilen führen, was Sie Zeit und Geld kostet.

Warum Ingenieure das Drehmoment dem Ertrag entsprechend spezifizieren.

Ingenieure geben TTY an, wenn die Wiederholbarkeit der Vorspannung und die maximal erreichbare Vorspannkraft wichtiger sind als die Bequemlichkeit wiederverwendbarer Verbindungselemente. Drei technische Faktoren wiederholen sich in jeder Anwendung, in der TTY in der Konstruktionszeichnung vorkommt.

Wiederholbarkeit der Vorspannung und statistische Zuverlässigkeit der Verbindung.

Durch die Reduzierung der Drehmomentstreuung von 25 bis 35% auf 5 bis 10% wird der statistische Abfall der Vorspannungsverteilung transformiert. Bei sicherheitskritischen Verbindungselementen ist ein 30-prozentiger Verlust des Vorspannmoments auf ein Dichtungsleck, eine Bohrungsverformung oder ein Ermüdungsfehler zurückzuführen, der darauf wartet, dass es zu einem Ausfall kommt. Die Verbesserung verstärkt sich bei Verbindungen mit mehreren Schrauben: Ein Zylinderkopf, der mit zehn Schrauben festgespannt ist, muss über alle zehn Schrauben hinweg eine konstante Vorspannung aufweisen, um eine lokale Entspannung der Dichtung zu vermeiden. Wenn jede Schraube ein Streuband von 25 bis 35% trägt, hängt die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens eine Schraube in das Endstück mit niedriger Vorspannung fällt, von der Anzahl der Schrauben ab. TTY verengt die Verteilung aller Bolzen gleichzeitig und trägt so dazu bei, dieses Risiko zu eliminieren.

Maximierung und Reduzierung der Vorspannung.

Wenn beim Anziehen nur durch Anziehen des Drehmoments etwa 75% der Materialprüfkraft der Schraube erreicht werden, nähert sich TTY der Streckgrenze von 100%. Konstrukteure können entweder mehr Last auf dieselbe Schraube übertragen oder eine kleinere, leichtere Schraube für dieselbe Last angeben. Dies ist eine der grundlegenden Technologien, die hinter dem modernen Downsizing von Motoren stehen. Ein Turbomotor mit kleinerem Hubraum erzeugt höhere Zylinderspitzen als der größere Saugmotor, den er ersetzt. TTY sorgt dafür, dass die erforderliche Vorspannung der Kopfschrauben erreicht wird, ohne den Schraubendurchmesser zu vergrößern, was zu Änderungen der Zylinderblockgussteile und der Zylinderkopfdichtungsgeometrie führen würde.

Gelenksteifigkeit und Lebensdauer.

Eine Schraube unter höherer Vorspannung hält die Verbindungsbaugruppe fester zusammen. Wenn während des Betriebs äußere Kräfte auf das Gelenk einwirken, nehmen die eingespannten Materialien den größten Teil dieser Last auf; die Schraube selbst registriert sie kaum. Je weniger sich eine Schraube bei jedem Belastungszyklus verbiegt, desto länger hält sie. Selbst eine geringfügige Reduzierung des Hin- und Herbewegens der Schraube kann ihre Lebensdauer um den Faktor zwei bis fünf vervielfachen.

Dies ist wichtig, da TTY durchweg eine höhere Vorspannung bietet als Methoden, die nur mit Drehmoment arbeiten. Ein Gelenk, das bei normalem Anziehen auf 75% seiner potenziellen Klemmkraft sitzt, wird bei TTY um fast 100% gedrückt. Dieser Unterschied führt direkt zu einer langlebigeren, ermüdungsresistenteren Verbindung.

Wo Torque-to-Yield-Bolzen verwendet werden.

TTY-Schrauben kommen überall dort zum Einsatz, wo die konstante Vorspannung an einer zyklisch belasteten oder sicherheitskritischen Verbindung die Einmalkosten rechtfertigt. Die dominierenden Anwendungen konzentrieren sich auf Verbrennungsmotoren, wobei die Präsenz in Elektrofahrzeugplattformen und speziellen Verbindungen für den Motorsport und die Luft- und Raumfahrt zunehmend zunimmt.

Motorkopfschrauben.

Motorkopfschrauben sind die am häufigsten spezifizierte TTY-Anwendung. Sie klemmen den Zylinderkopf unter einem Zünddruck, der bei modernen, verkleinerten Turbomotoren 200 bar überschreiten kann, gegen den Block. Eine ungleichmäßige Vorspannung in der Zylinderbohrung verformt den Zylinderkopf und beeinträchtigt die Dichtung. Bei den meisten modernen Benzin- und Dieselmotoren für Personenkraftwagen ist TTY auf den Kopfschrauben angegeben.

Schrauben am Hauptlagerdeckel.

Die Schrauben des Hauptlagerdeckels bestimmen die Bohrungsgeometrie, in der die Kurbelwelle läuft. Eine ungleichmäßige Vorspannung verformt die Bohrung, verändert den Lagerabstand und verkürzt die Lagerlebensdauer. TTY ist bei Hochleistungsmotoren serienmäßig und wird immer häufiger bei Seriengeräten eingesetzt.

Verbindungsstangenschrauben.

Pleuelbolzen sind einigen der höchsten zyklischen Belastungen eines Motors ausgesetzt und kehren die Richtung tausende Male pro Minute um. Der Verlust der Vorspannung an der Stangenkappe ist katastrophal. TTY oder eine eng verwandte Spezifikation für Drehmoment plus Winkel ist sowohl bei Leistungs- als auch bei Serien-Pleuelstangen Routine.

Schrauben für Schwungrad und Kupplungsdruckplatte.

Viele moderne Schwungradschrauben sind als TTY spezifiziert, insbesondere bei Zweimassenschwungradanwendungen, bei denen zyklische Kupplungsbelastungen und die Einbettung in den Kurbelwellenflansch eine gleichbleibende Vorspannung entscheidend machen. Ältere Festkörperschwungräder und einige Konfigurationen für hohe Beanspruchung verwenden eine Drehmomentwinkelsteuerung oder eine gerade Drehmomentsteuerung. Das OEM-Servicehandbuch ist immer die endgültige Referenz.

Kompressionsverschlüsse für EV-Batteriemodule.

EV-Batteriemodule erfordern eine kontrollierte Kompression im gesamten Zellstapel, um den Zellkontakt, die Wärmeleitfähigkeit und die Integrität der elektrischen Verbindungen während der gesamten Lebensdauer des Moduls aufrechtzuerhalten. Die Streuung der Vorspannung auf dem Kompressionsverschluss wirkt sich direkt darauf aus, wie gleichmäßig die Zellen gehalten werden, was sich sowohl auf die Leistung als auch auf die Lebensdauer auswirkt. Die TTY- oder Drehmoment-Verschraubung im elastischen Bereich bietet die Wiederholgenauigkeit, die für die Anwendung erforderlich ist. Die Wahl zwischen diesen Optionen hängt davon ab, ob das Modul während der gesamten Lebensdauer des Moduls wiederverwendet werden muss.

Strukturverbindungen für die Luft- und Raumfahrt.

In der Luft- und Raumfahrt wird im Allgemeinen das Anziehen des Drehmomentwinkels im elastischen Bereich dem Festziehen von TTY vorgezogen, da Wiederverwendung und Inspektion während des Betriebs Standardanforderungen aller Wartungsprogramme für Flugzeugzellen sind. TTY tritt bei bestimmten hochbelasteten Verbindungen auf, bei denen die Maximierung der Vorspannung einen einmaligen Austausch rechtfertigt, aber es ist nicht die übliche Methode in der Luft- und Raumfahrt. Einen tieferen Kontext aus der Luft- und Raumfahrt finden Sie in unserem Leitfaden für Verbindungselemente und Zubehör für die Luft- und Raumfahrt.

Können Torque-to-Yield-Bolzen wiederverwendet werden?

Nein. TTY-Schrauben sind Einwegverschlüsse. Die plastische Verformung während der Montage verändert dauerhaft die Geometrie der Schraube und die Leistung des Ausgangsmaterials. Außerdem kann die Schraube nicht zuverlässig ein zweites Mal dieselbe Spannkraft bereitstellen. Während des ersten TTY-Zyklus passieren drei Dinge, die eine Wiederverwendung unsicher oder völlig unmöglich machen.

Erstens dehnt sich der Bolzen dauerhaft aus. Er ist messbar länger und hat nach dem Einbau einen verringerten Querschnitt. Eine für eine neue Schraube kalibrierte Sequenz aus Drehmoment und Winkel erzeugt bei einer bereits gedehnten Schraube nicht die richtige Vorspannung.

Zweitens ändern sich die mechanischen Eigenschaften des Materials. Die plastische Verformung verändert die innere Kristallstruktur des Stahls und verschiebt die Streckgrenze, von der das gesamte TTY-Verfahren abhängt. Die Schraube verhält sich nicht mehr so, wie es der Installationsvorgang voraussetzt.

Drittens häufen sich mikroskopische Schäden an. Eine hohe Beanspruchung der Gewindewurzeln bei der Montage kann zu winzigen Rissen führen. Bei einer zweiten Montage besteht die Gefahr, dass sich diese Risse vermehren, was zu einem Bruch der Schraube im Betrieb oder zur Beschädigung des Schraubengehäuses führen kann.

TTY-Schrauben sollten bei jeder Installation immer durch neue Befestigungselemente ersetzt werden, um sicherzustellen, dass die Leistung Ihrer Baugruppe den technischen Anforderungen entspricht.

So identifizieren Sie Drehmoment-Streckgewindeschrauben.

Es gibt keine allgemein gültige visuelle Markierung, die eine Schraube als TTY identifiziert, da es sich bei TTY um eine Methode zum Anziehen und nicht um ein physisches Merkmal oder Merkmal einer Schraube handelt. Verschiedene Indikatoren, in der Reihenfolge ihrer Zuverlässigkeit, schließen die Identifikationslücke.

Das endgültige Kennzeichen ist das OEM-Servicehandbuch oder die Konstruktionsspezifikation des Gelenks für den vorgesehenen Verwendungszweck Ihrer TTY-Schrauben. Handelt es sich bei dem dokumentierten Verfahren um Drehmoment plus Winkel und enthält das Handbuch eine Anleitung zum Einmalwechsel, ist die Schraube als TTY gekennzeichnet.

Der stärkste optische Indikator für speziell entwickelte TTY-Schrauben ist ein nach unten gerichteter Schaft, der einer feststehenden Schraube ähnelt und bei dem die Schulter des Bolzens oder der Schraube einen kleineren Durchmesser hat als der des Außengewindes. Dies ist bei modernen Motorkopfschrauben, die für den TTY-Einsatz konzipiert sind, serienmäßig.

Bei gebrauchten Schrauben bestätigt eine messbare Dehnung oder eine sichtbare Einschnürung des Schafts, dass die Schraube einen TTY-Zyklus durchlaufen hat und ersetzt und nicht neu eingebaut werden muss. Wenn Sie von den Kopfmarkierungen der Schraube rückwärts arbeiten, können Sie leichter erkennen, welches Befestigungselement Sie benötigen. Seien Sie jedoch vorsichtig, wenn Sie TTY-Schrauben messen, die einen Installationszyklus durchlaufen haben, da sich ihre Abmessungen definitionsgemäß geändert haben und daher unzuverlässig sind.

Der Installationskontext ist der schnellste informelle Hinweis. Bei modernen Motorkopfschrauben, Hauptlagerdeckelschrauben und Pleuelschrauben bei Motoren nach 2000 handelt es sich mit ziemlicher Sicherheit um TTY. Im Zweifelsfall sollten Sie für die Montage standardmäßig das Wartungshandbuch oder die technischen Spezifikationen verwenden, anstatt sich auf die Schraube und ihre Markierungen selbst zu verlassen.

Das Sortiment an Verbindungselementen von Accu für Torque-to-Yield-Anwendungen.

Accu liefert präzisionsgefertigte Verbindungselemente in den Materialklassen, die für TTY-Anwendungen verwendet werden. Die Anzugsspezifikation ist eine konstruktionstechnische Entscheidung, die auf Verbindungsebene getroffen wird. Unsere Aufgabe ist es, die Verbindungselemente in den Materialien so zu liefern, wie es Ihre Spezifikation erfordert.

 

Das Drehmoment bis zur Ergiebigkeit abstimmen.

Beim Verhältnis zwischen Drehmoment und Streckgrenze handelt es sich um eine Methode zum Anziehen, nicht um eine Kategorie von Verbindungselementen. Es sorgt für eine wiederholbare, hohe Vorspannung, indem die Schraube bewusst über ihre Streckgrenze gebracht wird. Bei weiterer Drehung wird die Dehnung statt der Spannung erhöht, und die Vorspannung wird durch die eigene Metallurgie der Schraube gesteuert und nicht durch Reibung an der Grenzfläche. Für sicherheitskritische Verbindungen wird TTY verwendet, da die Streuung der Vorspannung von 25 bis 35% beim Anziehen nur durch Anziehen des Drehmoments inakzeptabel ist, wenn eine Dichtung, die Bohrungsgeometrie oder das Kompressionsziel des Batteriemoduls von der Konsistenz abhängt.

Der Nachteil besteht darin, dass bei den meisten Anwendungen ein Einmal-Ersatz erforderlich ist und dass für die Montage im Drehmomentwinkel ein Werkzeug erforderlich ist. Techniker entscheiden sich für TTY, wenn die Vorteile bei der Wiederholbarkeit, der Maximierung der Vorspannung und der Lebensdauer diese Kosten überwiegen und es sich bei der Verbindung um eine Montage handelt, bei der es sich nicht um eine wiederholt gewartete Verbindung handelt.

Für Preise für Großbestellungen, kundenspezifische Geometrien, einschließlich TTY-Designs mit Halsausschnitt, oder Unterstützung bei technischen Spezifikationen wenden Sie sich an unser Team oder senden Sie eine Anfrage für eine kundenspezifische Fertigung.

Weiterführende Lektüre.

• Empfohlene Anzugsdrehmomente für Maschinenschrauben: Drehmomenttabellen für Standard-Anzugsdrehmomente bei allen metrischen Schraubengrößen.

• Verbindungselemente und Hardware für die Luft- und Raumfahrt: Herstellung und Lieferung: AN-, MS- und NAS-Normen, UNJ-Gewinde, Materialien für die Luft- und Raumfahrt und Schraubverfahren.

• Was ist Kriechen in Werkstoffen? : Technisch orientierter Überblick über das Kriechen in Werkstoffen mit Erläuterung der zugrundeliegenden Ursachen, Verlaufsstadien und praktischen Strategien zur Erkennung und Vorbeugung.

 

Häufig gestellte Fragen.

F: Was bedeutet Drehmoment bis Nachgiebigkeit?

A: Beim Streckmoment handelt es sich um eine Methode zum Anziehen von Schrauben, bei der die Schraube über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gedehnt wird, bis sie sich kontrolliert plastisch verformt. Die Vorspannung wird durch die Materialstärke der Schraube und nicht durch die Gewindereibung gesteuert. Dadurch wird die Streuung der Vorspannung bei reinem Anziehen mit Drehmoment von etwa 25 bis 35% auf etwa 5 bis 10% reduziert. Sie ist für sicherheitskritische Verbindungen vorgesehen, bei denen die gleichbleibende Spannkraft die Dichtheit der Dichtung, die Bohrungsgeometrie oder die Lebensdauer bestimmt.

F: Was ist ein Drehmoment bis zur Dehnschraube?

A: Eine Schraube mit Drehmoment-Streckkraft, auch Dehnschraube genannt, ist ein Verbindungselement, das für die Montage im TTY-Anzugsverfahren vorgesehen ist. Es handelt sich nicht um eine bestimmte Sorte oder Produktfamilie. Das zugrundeliegende Material ist in der Regel legierter Stahl nach ISO 898-1, Festigkeitsklasse 12.9. Hochfeste Edelstahlsorten wie BUMAX 109 kommen dort zum Einsatz, wo Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist. Einige TTY-Schrauben verfügen über einen nach unten geneigten Schaft, um die plastische Verformung von den Gewindewurzeln weg zu konzentrieren.

F: Können Bolzen, bei denen das Drehmoment erreicht wird, wiederverwendet werden?

A: Nein. Der erste TTY-Zyklus dehnt die Schraube dauerhaft aus, verändert ihre mechanischen Eigenschaften und kann bei Spannungskonzentrationen an der Gewindewurzel zu mikroskopischen Rissen führen. Bei einer zweiten Installation wird die ursprüngliche Vorspannung nicht wiederhergestellt und es besteht die Gefahr eines Schraubenbruchs im Betrieb. TTY-Schrauben sollten bei jeder Installation immer durch neue Befestigungselemente ersetzt werden.

F: Woran erkennt man das Drehmoment zwischen Spannkraft und Spannkraft bei Schrauben?

A: Die endgültige Kennzeichnung ist das OEM-Servicehandbuch: Ein Installationsverfahren für Drehmoment plus Winkel mit einer Anleitung zum Einmalaustausch weist auf TTY hin. Der stärkste visuelle Hinweis ist ein nach unten gerichteter Schaft. Bei gebrauchten Schrauben weist eine sichtbare Dehnung oder eine Einschnürung des Schafts darauf hin, dass die Schraube nachgegeben hat und ersetzt werden muss. Moderne Motorkopfschrauben, Hauptlagerdeckelschrauben und Pleuelschrauben bei Motoren nach 2000 sind mit ziemlicher Sicherheit TTY.

F: Wie zieht man das Drehmoment an, um die Schrauben nachzugeben?

A: TTY-Schrauben werden mit einer Sequenz aus Drehmoment und Winkel angezogen: Eine eng anliegende Drehmomentstufe stützt das Gelenk, gefolgt von einer oder mehreren bestimmten Winkeldrehungen, die die Schraube über ihre Streckgrenze hinaus bewegen. Die richtige Reihenfolge ist immer gelenkspezifisch und stammt aus dem OEM-Servicehandbuch. Ein Drehmomentwinkelschlüssel, der einen kalibrierten Drehmomentsensor mit einem Drehgeber kombiniert, ist das erforderliche Werkzeug. Es gibt keine allgemeingültige TTY-Drehmomenttabelle; allgemeine Drehmomenttabellen gelten nicht für TTY-Anlagen.

F: Kann eine 12,9-Standardschraube in einer TTY-Anwendung verwendet werden?

A: Ja, vorausgesetzt, die Schraube erfüllt die Festigkeitsklasse, die Abmessungen und die Materialanforderungen, die in der Konstruktionsspezifikation der Verbindung festgelegt sind. TTY ist eine Methode zum Festziehen, keine spezielle Produktklasse. Eine nach ISO 898-1 genormte Schraube aus legiertem Stahl (DIN 912, ISO 4762) der Festigkeitsklasse 12.9 (DIN 912, ISO 4762) ist in der Branche das ideale Werkzeug für TTY-Anwendungen wie Motorkopfschrauben, Hauptlagerdeckel und Pleuelstangen. Einige speziell entwickelte TTY-Schrauben verfügen über einen nach unten geneigten Schaft, aber in den meisten Anwendungen entspricht die Grundklasse 12,9.