Verschraubung auf Drehmoment: Wie Sie Ihre Schraubverbindung richtig anziehen
Schraubverbindungen sind in vielen industriellen Anwendungen unverzichtbar. Die wichtigste Steuergrösse hierbei ist das Drehmoment (Anzugsdrehmoment Schrauben), welches auch bei vielen anderen Verfahren benötigt wird. Wir erklären die Problematik beim drehmomentgesteuerten Anziehen von Schraubverbindungen und zeigen, warum trotz Nachteilen das drehmomentgesteuerte Anziehen das am weitesten verbreitete Anzugsverfahren ist. Zudem erläutern wir, wie eine Drehwinkelerfassung bei bestimmten Spezialfällen sinnvoll sein kann.
Die Herausforderung beim drehmomentgesteuerten Anziehen
Die Herausforderung beim drehmomentgesteuerten Anziehen liegt in den schwankenden Reibewerten. Es gibt zwei Arten von Reibung: Kopfreibung und Gewindereibung. Die Summe dieser schwankenden Reibungseinflüssen führt dazu, dass selbst bei hoher Drehmomentwiederholgenauigkeit Schwankungen der resultierenden Vorspannkraft von 50 % und mehr auftreten können.
Aus diesem Grund muss die Schraubverbindung immer so überdimensioniert sein, dass sie bei einer Abweichung nach oben nicht überlastet wird und bei einer Abweichung nach unten noch immer die geforderte Vorspannkraft aufbringt. Dies ist ein wichtiger Faktor bei der Konstruktion von Schraubverbindungen.
Trotz dieser Herausforderungen hat sich das drehmomentgesteuerte Verschrauben als das am weitesten verbreitete Anzugsverfahren durchgesetzt. Ein Grund dafür ist die verhältnismässig einfache technische Realisierungsmöglichkeit.
Drehwinkelerfassung als zusätzliche Variante
Als zusätzliche Variante kann man dem drehmomentgesteuerten Anziehen eine Drehwinkelerfassung überlagern. Diese kann in-Fällen, bei welchen es z.B. gilt, schwankende Werkstoffwerte der Bauteile während der Verschraubung noch einmal abzufragen, sinnvoll sein.
Was passiert bei der Drehwinkelerfassung?
Der eigentliche Montageprozess wird dabei unverändert durchgeführt. Man kontrolliert aber den ab einem bestimmten Schwellmoment auftretenden Nachspannwinkel. Für eine „i.O.-Beurteilung“ muss dieser Nachspannwinkel innerhalb bestimmter Grenzwerte liegen, dem sogenannten grünen Fenster.
Damit ist es unter Umständen möglich folgende Rückschlüsse zu ziehen:
- Ein zu kurzer Nachspannwinkel deutet auf ein fehlendes Dichtungselement hin
- Ein zu langer Nachspannwinkel deutet auf ein nicht ausreichend gehärtete Bauteile hin.
Üblicherweise sollte das Schwellmoment, ab dem der Drehwinkel gezählt wird, zwischen 20 % (beim harten Schraubfall) und 80 % (beim weichen Schraubfall) des Endmomentes liegen.
Fazit zum Verschraubung auf Drehmoment
Das drehmomentgesteuerte Anziehen von Schraubverbindungen ist aufgrund seiner technischen Einfachheit und seiner weiten Verbreitung in vielen industriellen Anwendungen unverzichtbar. Die Herausforderung besteht jedoch in den schwankenden Reibbeiwerten, die zu ungenauen Vorspannkraftwerten führen können. Eine Überdimensionierung der Schraubverbindung ist daher notwendig, um eine ausreichende Vorspannkraft zu gewährleisten. Eine zusätzliche Variante ist die Drehwinkelerfassung, die in bestimmten Fällen sinnvoll sein kann, um schwankende Werkstoffwerte der Bauteile während der Verschraubung noch einmal abzufragen. Durch die Kontrolle des Nachspannwinkels können Rückschlüsse auf fehlende Dichtungselemente oder nicht ausreichend gehärtete Bauteile gezogen werden. Eine weiter Möglichkeit die die Drehwinkelerfassung bietet, ist die zusätzliche Kontrolle über die erreichte errechnete Schraubtiefe. Wenn das Endanzugsmoment beispielsweise bereits bei 3x 360° erreicht wurde, obschon deises erst bei der doppelten Anzahl Umdrehungen erwartet wird, deutet dies ebenfalls auf eine n.i.O. Verschraubung hin, bei welcher z.B. die Gewindegänge verunreinigt sind oder die Fertigungstoleranzen nicht eingehalten wurden.
