Drehmoment
Vom Anzugsmoment über die Vorspannung zur Klemmkraft

Das Funktionsprinzip einer geschraubten Verbindung besteht im Zusammenfügen mehrerer Bauteile unter Verwendung von Verbindungselementen wie Schrauben und Muttern, ggf. unter Hinzufügung einer geeigneten Schraubensicherung. Das Anziehen einer Schraubverbindung bewirkt eine axiale Kraft verbunden mit einer geringen elastischen Verformung des Schraubenschaftes und des Werkstücks.


Als Drehmoment bezeichnet man dabei die physikalische Kraft, die über einen definierten Hebel rechtwinklig auf eine Drehachse wirkt (senkrechte Rotationsbeschleunigung). Das Drehmoment ist das Vektorprodukt von Kraftarm mal Kraft und wird gemäß Internationalem Einheitensystem (SI) in Newtonmeter gemessen. Die früher gebräuchlichen metrischen Einheiten Meter-Kilogramm oder Kilopond-Meter trifft man immer seltener an, während die imperialen Einheiten Foot-Pounds bzw. Inch-Pounds im englischsprachigen Raum durchaus (noch) verbreitet sind.


Über das Zusammenspiel mit der physikalischen Keilwirkung des Schraubengewindes wird die Vorspannkraft erzeugt. Sie wirkt in Richtung der Schraubenachse auf die zu verbindenden Bauteile. Die Vorspannung ist somit die Kraft, die die Bauteile zusammenhalten soll. Hieraus resultiert schließlich die Klemmkraft, mit der die verschraubten Komponenten aufeinander gepresst werden und die sich hinterher bei Belastung wie ein Bauteil verhalten sollen. Die Reibung (Haftreibung, Selbsthemmung) verhindert das selbsttätige Lösen der Schraubverbindung.



Einflussfaktoren Schraubtechnik


Einflussfaktoren SchraubtechnikZahlreiche Störfaktoren können die Festigkeit der Schraubverbindung beeinflussen. So ist beispielsweise die Reibungszahl einer Schraube u.a. abhängig von Materialeigenschaften, Gewindegeometrie, Temperatur und Drehgeschwindigkeit. Auch die Qualität und der Wartungszustand des verwendeten Werkzeugs schlagen sich nieder. Nicht zuletzt spielt außerdem der "menschliche Faktor" eine beeinflussende Rolle: Handhabt der Arbeiter sein Werkzeug sachgemäß oder nicht?


In der Komplexität der Einflussfaktoren stellt sich das Bestimmen der erzielten Vorspannkraft als äußerst aufwändig dar und bleibt am Ende doch mit etlichen Unsicherheiten behaftet. Weit einfacher und damit sowohl exakter als auch kostengünstiger ist das in die Schraubverbindung eingebrachte Montagedrehmoment zu ermitteln.