Grundlagen der Befestigungstechnik

Das Drehmoment ist das am häufigsten verwendete Maß für die Unversehrtheit von Schraubverbindungen und für viele unkritische Verbindungen ist es auch ausreichend. Beim Anziehen einer Verbindung findet ein Energieübertragungsprozess statt, bei dem die Energie des Drehmoments in eine Vorspannkraft umgewandelt wird, wenn die Windungen des Gewindes die Teile zusammenziehen. Die Vorspannkraft hält die Verbindung während des Gebrauchs zusammen. Ein zu geringes Drehmoment erzeugt nicht genug Vorspannkraft, um die Baugruppe zusammenzuhalten, und ein zu hohes Drehmoment kann zum Versagen des Verbindungselements oder zum Zerquetschen der Teile führen...

Die Kontrolle des Drehmoments ist der Schlüssel. Es ist wichtig zu wissen:

1. Wie viel Drehmoment aufgebracht wird
2. Wie schnell das Drehmoment beim Drehen des Befestigungselements ansteigt.

Die meisten Menschen, die schon einmal etwas mit Schrauben und Muttern von Hand angezogen haben, kennen den Punkt, an dem nicht mehr so viel Drehmoment erforderlich ist, um die Schraube weiter zu drehen. Dieser Punkt beim Anziehen wird oft als Streckgrenze bezeichnet und ist der Punkt, an dem man aufhören sollte zu drehen.

Das Verhältnis zwischen Drehmoment und Vorspannkraft wird durch den Reibungszustand in der Verbindung bestimmt. Zu viel Reibung im Gewinde oder unter dem Schraubenkopf begrenzt das Drehmoment, das in die Klemme einfließt. Bei zu geringer Reibung fließt ein größerer Teil des Drehmoments in die Klemmung. Dadurch kann sich die Schraube zumindest lösen oder im schlimmsten Fall versagen. Beim Anziehen kritischer Verbindungselemente ist es wichtig, den Reibungszustand in der Verbindung zu kennen.

Wenn es um das Anziehen von Schraubverbindungen geht, verwenden viele Menschen in erster Linie das Drehmoment, um festzustellen, ob das Verbindungselement seine Aufgabe erfüllt hat oder nicht. Die Frage "Wie fest ist die Verbindung?" wird oft mit "Nun, ich habe sie mit 50 Fuß-Pfund angezogen" beantwortet. Das Problem dabei ist, dass 50 foot-pounds nur Auskunft darüber geben, wie viel Energie zum Drehen der Schraube aufgewendet wurde, und nur wenig darüber, wie fest die Verbindung geworden ist.

Das Anziehen einer Schraubverbindung ist ein Energieübertragungsprozess, bei dem die Energie, die zum Drehen der Schraube erforderlich ist, in Form eines Drehmoments übertragen wird, um die Schraube zu dehnen und eine Vorspannkraft zu erzeugen. Um eine Baugruppe zusammenzuhalten, müssen wir das Verbindungselement dehnen und eine ausreichende Vorspannkraft erzeugen, damit die Baugruppe der Arbeitslast standhält.

Obwohl wir die Höhe des aufgebrachten Drehmoments leicht messen können, hängt es von der Reibung in der Verbindung ab, wie viel Drehmomentenergie tatsächlich in die Erzeugung der Vorspannkraft fließt. Bei den meisten typischen Schraubverbindungen werden 80 bis 90 Prozent des Drehmoments für die Überwindung der Reibung in der Verbindung aufgewendet. Die Kenntnis des Reibungszustandes ist der Grund, warum Hersteller von Verbindungselementen und die angeschlossenen Beschichtungs- und Plattierungsunternehmen verpflichtet sind, Chargenprüfungen zum Reibungskoeffizienten durchzuführen, bevor sie ihre Produkte ausliefern können.

Standardisierte Testspezifikationen beginnen oft mit der Messung des Drehmoments, das erforderlich ist, um eine bestimmte Vorspannkraft zu erreichen, wobei eine anerkannte Testausrüstung verwendet wird. Auch wenn wir nicht die tatsächlichen Reibungskoeffizienten bestimmen, liefert uns das Verhältnis zwischen Drehmoment und Klemmlast eine vernünftige Schätzung der Reibung. Einige spezielle Prüfgeräte können zusätzliche Messungen durchführen, mit denen die tatsächlichen Reibungskoeffizienten bestimmt werden können.