Eine Schraube hält nicht wegen des Drehmoments, sondern wegen der Vorspannkraft. Das Anzugsmoment ist nur der Weg dorthin, und dieser Weg hängt stark von der Reibung ab. Wer das weiß, versteht auch, warum zwei Tabellen für dieselbe Schraube unterschiedliche Werte nennen.
Das Anzugsmoment ist das Drehmoment in Newtonmeter, mit dem eine Schraube angezogen wird. Es spannt die verschraubten Teile zusammen. Die Klemmkraft, die dabei entsteht, heißt Vorspannkraft. Sie verhindert, dass sich die Teile verschieben oder die Verbindung unter Last aufklafft.
Nur ein kleiner Teil des Moments landet tatsächlich in der Vorspannkraft. Bei einer üblichen Verschraubung gehen rund 85 bis 90 Prozent in die Reibung im Gewinde und unter dem Schraubenkopf.
Weil die Reibung den Großteil des Moments schluckt, verändert schon ein anderer Schmierzustand die Vorspannkraft erheblich. Das zeigt ein Beispiel mit einer Sechskantschraube M8 der Festigkeitsklasse 8.8, gerechnet nach VDI 2230:
| Reibungszahl µ | Typischer Zustand | Vorspannkraft bei 25 Nm |
|---|---|---|
| 0,08 | stark geschmiert, MoS₂-Paste | ca. 25,7 kN |
| 0,12 | leicht geölt, Lieferzustand | ca. 18,4 kN |
| 0,14 | trocken, verzinkt | ca. 16,1 kN |
| 0,20 | trocken, rau oder verschmutzt | ca. 11,7 kN |
Die zulässige Montagevorspannkraft dieser Schraube liegt bei rund 19 bis 20 kN. Mit Paste geschmiert und mit dem Tabellenwert von 25 Nm angezogen, wird die Schraube also überlastet. Trocken und rau angezogen, fehlt dagegen fast die Hälfte der Klemmkraft.
Die Regel daraus: Ein Tabellenwert gilt nur für die Reibungszahl, für die er gerechnet wurde. Die meisten Tabellen nehmen µ = 0,12 an.
Die üblichen Tabellen folgen der Richtlinie VDI 2230. Sie rechnen so, dass die Schraube beim Anziehen zu 90 Prozent ihrer Streckgrenze ausgenutzt wird. Dabei zählt die Vergleichsspannung aus Zug und Torsion, denn beim Anziehen wird die Schraube auch verdreht.
Für µ = 0,12 ergeben sich unter anderem diese Werte:
| Gewinde | 8.8 | 10.9 |
|---|---|---|
| M6 | 10,5 Nm | 15,4 Nm |
| M8 | 25 Nm | 37 Nm |
| M10 | 50 Nm | 73 Nm |
| M12 | 85 Nm | 125 Nm |
| M16 | 210 Nm | 308 Nm |
Alle Größen von M3 bis M24, die Klassen 8.8, 10.9 und 12.9 und die zugehörigen Vorspannkräfte stehen in unserer Anzugsmoment-Tabelle.
Eine Schraube 8.8 in einem Aluminiumgewinde ist ein Sonderfall. Die Schraube ist deutlich fester als das Gewinde, in das sie greift. Versagen wird also nicht die Schraube, sondern das Muttergewinde: Es reißt aus.
Darauf kommt es an:
Das richtige Kernloch für jede Gewindegröße finden Sie in der Kernloch-Tabelle. Mit welcher Drehzahl man es bohrt, steht im Artikel Drehzahl beim Bohren berechnen.
Die Zahl auf dem Schraubenkopf beschreibt die Festigkeit. Bei 8.8 steht die erste Zahl für die Zugfestigkeit, also 8 × 100 = 800 N/mm². Die zweite Zahl gibt das Verhältnis der Streckgrenze zur Zugfestigkeit an: 0,8 × 800 = 640 N/mm².
Eine 10.9 hält bei gleichem Gewinde rund 45 Prozent mehr Vorspannkraft aus als eine 8.8 und braucht entsprechend mehr Moment. Wer eine 8.8 durch eine 10.9 ersetzt, muss auch das Anzugsmoment anpassen, sonst wird der Vorteil verschenkt.
Gewinde und Verschraubungen sind in der Lohnfertigung eigene Arbeitsschritte mit eigener Zeit. nurb44 erkennt Gewindebohrungen direkt in der STEP-Datei und rechnet das Gewinden automatisch in den Angebotspreis ein. Wie das aussieht, zeigen wir Ihnen gern in einer persönlichen Demo.
