Anziehdrehmomente und Vorspannkräfte

Was ist das Anziehdrehmoment?

Das Anziehdrehmoment ist das Drehmoment, mit dem eine Schraube oder Mutter angezogen wird. Es wird meist in Newtonmeter angegeben. In der Praxis ist das Drehmoment einfach zu messen, sagt aber allein noch nicht sicher aus, welche Vorspannkraft tatsächlich entsteht.

Ein großer Teil des Drehmoments wird durch Reibung im Gewinde und unter dem Schraubenkopf oder der Mutterauflage verbraucht. Nur ein Teil des aufgebrachten Moments wird in Vorspannkraft umgesetzt.

Was ist die Vorspannkraft?

Die Vorspannkraft ist die Kraft, mit der die Schraube die Bauteile zusammenzieht. Sie entsteht durch die elastische Dehnung der Schraube beim Anziehen. Für viele technische Verbindungen ist nicht das Drehmoment selbst entscheidend, sondern die resultierende Vorspannkraft.

Die tatsächlich erreichbare Vorspannkraft hängt von Gewinde, Schraubenabmessung, Werkstoff, Festigkeitsklasse, Reibung, Oberfläche, Schmierung und Montageverfahren ab.

Warum Drehmomentwerte nicht pauschal übernommen werden dürfen

Tabellenwerte für Anziehdrehmomente sind nur unter bestimmten Annahmen gültig. Ändert sich eine dieser Annahmen, kann sich auch die resultierende Vorspannkraft ändern. Besonders wichtig sind Reibwerte, Schmierung, Beschichtung, Auflagefläche und Gewindezustand.

• trockene Montage: höhere Reibung kann zu geringerer Vorspannkraft führen.
• geschmierte Montage: niedrigere Reibung kann bei gleichem Drehmoment zu höherer Vorspannkraft führen.
• beschichtete Verbindungselemente: Beschichtungen können Reibverhalten und Montagewerte verändern.
• unterschiedliche Werkstoffgüten: Festigkeitsklasse und Werkstoff beeinflussen die zulässige Belastung.
• abweichende Auflageflächen: Scheiben, Kopfauflagen und Bauteiloberflächen beeinflussen die Reibung.

Edelstahl-Schrauben und Festigkeitsklassen

Bei Edelstahl-Schrauben können Werkstoffgüten und Festigkeitsklassen wie A2-50, A2-70, A4-70 oder A4-80 relevant sein. Die Werkstoffgüte beschreibt die Materialgruppe, die Zahl beschreibt die mechanische Festigkeitsklasse.

Für Anziehdrehmomente und Vorspannkräfte sind beide Informationen wichtig. Eine Schraube aus A4-80 ist nicht automatisch für jede Anwendung besser als A4-70, sondern muss passend zu Verbindung, Bauteil, Gewinde, Montage und technischer Auslegung gewählt werden.

Einfluss von Unterlegscheiben

Unterlegscheiben können die Auflagefläche vergrößern, Oberflächen schützen oder eine definiertere Auflage schaffen. Dadurch können sie das Setzverhalten und die Verteilung der Flächenpressung beeinflussen. Sie ersetzen aber keine technische Auslegung der Schraubverbindung.

Bei Drehmomenttabellen ist zu prüfen, ob die Werte mit oder ohne Scheibe, mit bestimmter Schmierung oder mit bestimmten Reibwerten gelten. Eine andere Montagekombination kann zu abweichenden Ergebnissen führen.

Anziehdrehmoment in der Praxis

Für einfache Montageaufgaben reichen häufig herstellerseitige Tabellen- oder Erfahrungswerte. Für sicherheitsrelevante, tragende, dynamisch belastete oder zugelassene Verbindungen ist eine fachkundige Auslegung erforderlich.

Im Shop können Datenblätter, technische Merkmale und Produktnormen Hinweise liefern. Die konkrete Auslegung der Verbindung hängt jedoch von der Anwendung ab und darf nicht allein aus Produktname oder Material abgeleitet werden.

Welche Angaben sind für die Auswahl wichtig?

• Schraubengröße, zum Beispiel M6, M8 oder M10
• Gewindeart und Gewindesteigung
• Material und Werkstoffgüte, zum Beispiel A2 oder A4
• Festigkeitsklasse, zum Beispiel 50, 70 oder 80
• Oberfläche, Schmierung oder Beschichtung
• Auflagefläche unter Kopf oder Mutter
• verwendete Scheiben oder Sicherungselemente
• statische oder dynamische Belastung
• Montageverfahren und Werkzeuggenauigkeit