Schrauben Achswellen

[Patrick]

@Patrick: Wenn die Vorspannkraft hoch genug ist löst sich die Schraube nicht von alleine

das ist richtig,

aber wenn er die Anzugsmomente nimmt, die vorgesehen sind, dann sind diese auf die Bruchdehnung der Schraube ausgelegt.
Bei einer schmierung der Schrauben, und ein anziehen mit gleichem Drehmoment, ist die Schraube automatisch schon stärker angezogen. Der Schlüssel heißt ja " Drehmomentschlüssel" und nicht "Zugmomentschlüssel". Der Zug auf die Schraube wird halt einfach trotz gleichem Drehmoment stärker.
Und dann soll die Schraube auch noch zusätzlich mit mehr Drehmoment angezogen werden, wobei das "mehr" an Drehmoment wiederum den Zug auf die Schraube verstärkt. Also zweimal mehr als es eigentlich sein sollte.
Hier muss einfach ein Unterschied zwischen dem Drehmoment der beim Anziehen entsteht, und dem Zugmoment der auf die Schraube wirkt, gemacht werden. Nach fest kommt bekanntlich ab.

Wenn die Dehnung der Schraube überschritten ist, dann ist gerade die Verwendung an einem Flasch, der die Schrauben auf scherung belastet, ungünstig. Außerdem neigen überdehnte Schrauben schneller zu unbeabsichtigem lösen.
Ich verwende deshalb an diese Stelle lieber Sicherungsscheiben, obwohl diese inzwischen laut Norm auch nicht mehr zur Sicherung zählen. Da die Schrauben aber sowiso zu lang sind, finde ich das optimal.

Aber wem erzähle ich das, das wisst Ihr ja selber. Eine portion Gefühl beim Anziehen, und alles ist gut.

[Streitberg]

Hallo,

da ich nix technikus erschließt sich mir nicht, warum eine geölte Schraube ein anderes, geringeres Drehmoment haben muss.
Könnt Ihr mir das so erklären, dass ich das auch ohne Maschinenbaustudium begreif ?

Servus Andreas

[wolle84]

Durch Öl oder andere Schmiermittel ändert sich der Reibungskoeffizient zwischen den Metallpaarungen. Das bedeutet die Schraube lässt sich bei gleichem Anzugsmoment weiter reindrehen, was schließlich eine höhere Vorspannkraft mit sich bringt. Wenn es der Schraube zu viel wird dankt sie ab.

[Patrick]

Hallo,

da ich nix technikus erschließt sich mir nicht, warum eine geölte Schraube ein anderes, geringeres Drehmoment haben muss.
Könnt Ihr mir das so erklären, dass ich das auch ohne Maschinenbaustudium begreif ?

Servus Andreas

oh je, ich versuchs mal,

die Schraube hat eine bestimmte Festigkeit, die sie in diesem Fall in ihrer Längsrichtung aufweist bzw. dafür belastet werden kann.
Dieser Wert steht letztendlich für die Kraft, mit der eine Verbindung mittels einer Schraube zusammengehalten werden kann. Bei Überschreitung dehnt sich die Schraube oder sie bricht ab.

Da diese Kraft bei der Montage einer Schraube nicht mit einfachen Mitteln gemessen werden kann, muss ein anderer Weg gewählt werden, um einen Anhaltspunkt dafür zu haben.
Das Gewinde der Schraube lässt sich nur bis zu dem Punkt, an dem die Werkteile aneinander liegen, ohne Kraft drehen. Danach entsteht durch die Drehbewegung über das Gewinde eine Zugkraft, die auf die Schraube wirkt.

Die Steigung des Gewindes und die Reibung bei diesem Vorgang beeinflussen das Verhältnis zwischen der Kraft welche für die Drehbewegung aufgewendet werden muss, und der Zugkraft die an der Schraube entsteht. Die Steigung des Gewindes ist fix, aber der Reibwert kann eben verschieden sein.

Da der Drehmomentschlüssel nur die Kraft der Drehbewegung anzeigen kann, muss man auf die Zugkraft an der Schraube Rückschließen. Von der Kraft die ich aufwende, um die Schraube zu drehen, entsteht nur soviel Zugkraft , wie auch umgeleitet wird.
Das reiben der Materialien am Gewinde und am Schraubenkopf kostet auch Kraft, die ich aufwenden muss, und am Drehmomentschlüssel mit angezeigt wird. Gleitet die Schraube gut, geht wenig Kraft verloren, reibt es stark, kommt dementsprechend weniger an.

Die Anzugsmomente sind deshalb immer auf einen bestimmten Reibwert bezogen, der nicht stark verändert werden sollte. Oder man muss eben korrigieren, da die Verluste durch die Reibung mit eingerechnet sind.
Von der Belastung die die Schraubverbindung insgesamt aufnehmen muss, ist ein Teil durch die Vorspannung beim Anziehen entstanden. Kommt noch die Belastung hinzu, wofür die Verbindung eigentlich da ist. Belaste ich die Schraube viel durch unnötige Vorspannung, bleibt halt weniger für die Verbindung übrig.
Beim Einfetten ist die Schraube also mehr vorgespannt, als angenommen. Zusätzlich wird um das unabsichtliche lösen zu verhindern, noch mehr Vorgespannt. Somit bleibt noch weniger Belastbarkeit übrig, bis die Schraube bricht, oder sich in die Länge zieht.

[Acki]

Jo das stimmt schon. Spätestens wenn die Schraube weich wird sollte man aufhören *g*

[Patrick]

mir ist die Gleichmäßigkeit beim Anziehen auch wichtiger, als das genaue Drehmoment.
Gerade an einem Flansch wird eine einzelne Schraube gerne locker, wenn sie mit weniger Vorspannung angezogen wurde, als die anderen.
Mit der Gewohnheit, "lieber etwas fester" habe ich mir schon viel Ärger eingehandelt.

[Heiko]

Na dann gehen wir mal davon aus, das Fiat das Drehmoment von 34 Nm für geölte Schrauben vorgesehen hat. Allein bei der Montage der gut gefetten Achswellen ist es fast unmöglich, dass kein Fett an die Gewinde kommt
Ich habe die Dinger mit 34 Nm angezogen, fertig. Vom Gefühl her ist da noch eine ganze Menge mehr drin.

[Patrick]

hi,

ist 36 Nm von Fiat empfohlen? das ist sehr wenig.
Laut Tabelle liegt die Schraube in der Materialeigenschaft mit leicht eingeölt (Korosuonsschutz) bei 42 Nm. Trocken bis 46 Nm.
Da sind 36 Nm schon sehr wenig, eventuell ist da wirklich ein kleinerer Reibwert angesetzt.
Wenn ich mich recht entsinne, haben die Originalschrauben auch eine Art Schraubensicherung am Gewinde.
Vielleicht gilt diese als Gleitmittel für einen kleineren Reibwert.

[Querlenker]

Ich erklär es auch nochmal.

Man will eine bestimmte Zugkraft in der Schraube erreichen. Sie soll so weit gedehnt werden dass sie die beiden Fügepartner fest zusammenhält, aber nicht so weit dass sie überdehnt wird oder reißt.
Wenn man die Schraube anzieht, geht es am Schluß immer schwerer. Das kommt daher daß man die Schraube immer weiter dehnt. ABER es kommt AUCH von der Reibung im Gewinde.
Wir ziehen die Schraube mit einem Drehmomentschlüssel an, weil wir nichts besseres haben, wir können die Dehnung oder die Zugkraft nicht direkt messen.
Wenn wir jetzt durch Öl die Reibung verringern, können wir die Schraube weiter drehen bis der Schlüssel knackt. Jetzt haben wir aber die Schraube viel fester angezogen! Sie ist weiter gedehnt und ist evtl. schon geschädigt (oder abgerissen).

Das Drehmoment ist also nur eine gute Messgröße für das korrekte Anziehen wenn die Reibung genauso ist wie vom Hersteller vorgeschrieben.

[Patrick]

Ich erklär es auch nochmal.

Man will eine bestimmte Zugkraft in der Schraube erreichen. Sie soll so weit gedehnt werden dass sie die beiden Fügepartner fest zusammenhält, aber nicht so weit dass sie überdehnt wird oder reißt.
Wenn man die Schraube anzieht, geht es am Schluß immer schwerer. Das kommt daher daß man die Schraube immer weiter dehnt. ABER es kommt AUCH von der Reibung im Gewinde.
Wir ziehen die Schraube mit einem Drehmomentschlüssel an, weil wir nichts besseres haben, wir können die Dehnung oder die Zugkraft nicht direkt messen.
Wenn wir jetzt durch Öl die Reibung verringern, können wir die Schraube weiter drehen bis der Schlüssel knackt. Jetzt haben wir aber die Schraube viel fester angezogen! Sie ist weiter gedehnt und ist evtl. schon geschädigt (oder abgerissen).

Das Drehmoment ist also nur eine gute Messgröße für das korrekte Anziehen wenn die Reibung genauso ist wie vom Hersteller vorgeschrieben.

genau so

ergänzend kann ich noch hinzufügen, dass die Schraube nicht nur die Zugkraft für beide Fügepartner, sondern auch noch die Zugkraft der Konstruktion tragen muss.
Für das zusammenhalten der Fügepartner reicht schon wenig Kraft, es soll aber noch die Kraft des Motors übertragen werden.
Leider gibt es keine Verzahnung oder ähnliches, welche die Kraft des Motors aufnehmen könnte. Dann würde es reichen die Teile einfach nur Zusammenzuhalten.

Aus diesem Grund muss man einfach sehen, dass es noch lange nicht ausreicht, wenn die Schraube nicht weich wird, oder das Gewinde durchdreht. Es muss noch soviel Reserve da sein, das die Konstruktion noch funktioniert. Diese Reserve kann durch falsche Montage schnell aufgebraucht werden.

Bei Windkraftanlagen sind sehr viele Verbindungen in Flanschform vorhanden. Diese haben auch sehr viele Schrauben. Deshalb wird dort teilweise sogar mit speziellen Messeinrichtungen die tatsächliche Zugkraft der Schrauben gemessen, und in Gleichheit mit den anderen Schrauben im Flansch gebracht.

Ein schöner Artikel auch hier:

http://www.konstruktion.de/ai/resources/c64690efe3f.pdf

Dieses Verfahren hat sich bewährt, und wird zwischenzeitlich auch im Bereich von kleinen Schraubverbindungen angewendet.

[Heiko]

Das Verfahren ist mir durchaus bekannt. Als ich es das letzte mal gesehen habe war es an einer Turbinenwelle. Das Ding war ca. 12 m lang. Die Größe des Gewinde weiss ich nicht mehr, war aber schon ordentlich. Hier wurde die Welle gezogen und die Mutter dann gegengedreht.
Aber ich denke, so einen Aufwand brauchen wir bei unserem Baby nicht wirklich betreiben
Vor 20 Jahren hatte ich gar keinen Drehmomentschlüssel. Da wurden die Dinger angeballert und fertig. Gelöst hat sich nie eine. Ich nehme aber an, dass genau aus diesem Grund die meisten Schrauben der Achswellen so fest sitzen. Mit absoluter Sicherheit wird auch heute noch in vielen Werkstätten bei solchen Arbeiten kein Drehmomentschlüssel eingesetzt. Wollte mir in einer Werkstatt für die Achsmuttern einen Schlüssel über 200 Nm ausleihen. Hatten die gar keinen! Die werden dort angeballwert und gut ist!

[Streitberg]

und damit hab selbst ich das begriffen.
Mal sehen wann es hydraulische Schraubenvorspannvorrichtungen bei Aldi gibt

Servus Andreas

[Patrick]

hi

ja früher ist es auch ohne gegangen, da hast du recht.
Aber früher hatten die Monteure in der Werkstatt auch noch gefühl in den Händen, wenns um das Schrauben gieng.
Drehmomentschlüssel habe ich von 2 bis 300 Nm, weil ich auch kein Gefühl beim Anziehen von Schrauben habe.

Und früher wurde das Material auch nicht unbedingt bis auf das maximale Ausgereitzt, da mehr Reserve für Überbelastung.
Das sehe ich heute mit anderen Augen, siehe Anbauteile aus Kunststoff am heutigen Automotor.

Auf der anderen Seite, sehe ich auch dass heute keine Schrauben mehr abbrechen, die früher regelmäßig abgebrochen sind.
Z.B. die Schrauben der Antriebswellen vom NSU Prinz.

[Heiko]

Mein Daddy war auch so ein Fall. Einen Drehmomentschlüssel hätte er dir um die Ohren gehauen. Das musste man einfach im Gefühl haben.
Mal im Ernst Patrick, am X gibt es doch nur die Radmutter mit max. 216 Nm. Dafür hast du doch nicht wirklich so einen 300er Teil gekauft. Ich habe zwei von Hazet. 3/8" von 10 bis 60 Nm, der andere 1/2" von 40 bis 200 Nm. Damit deckt man den X "fast" rundum ab.
Es sei denn man hat noch weitere Baustellen
Aber wir reden auch nicht von heutigen Autos, sondern vom X. Dir ganze Konstruktion hat im Prinzip schon locker 40 Jahre auf dem Buckel. Auch eine heutige M8er 12.9 Schraube erfüllt die gleichen Anforderungen wie vor 40 Jahren. Ausserdem lässt sich das erwähnte Verfahren bei den Achswellen gar nicht anwenden

Aber trotzdem Geil, was hier für Sachen aufkommen bei so einer doch recht einfachen Sache.
Im Forum " Da werden sie geholfen "

[Patrick]

hi,

nein so viele Drehmomentschlüssel brauche ich nicht für den X. Das sind andere Baustellen die nach so was verlangen. Der Winzer-Hof meiner Familie versorgt mich mit Reparaturen damit mir nicht langweilig wird. Da sind dann schon mal größere Gewinde zum anziehen. Und bei den ganzen Vibrationen an den Maschinen ist ein Drehmomentschlüssel schon angebracht.
Den 2-20Nm habe ich überwiegend am Fahrad im Einsatz, den 20-200Nm brauche ich für die meisten Schrauben, auch am X. Den 60-300Nm verwende ich an den Traktoren und Anbaugeräten. Alle Drehmomentschlüssel sind von Würth, und ich bin sehr zufrieden damit.

Natürlich erfüllt die Schraube M8 heute noch die gleichen Anforderungen wie vor 40 Jahren. Aber es sind nicht die Schrauben die sich verändert haben, sondern die Konstruktionsweise und die Materialien der Werkteile, die mit den Schrauben zusammengehalten werden. Es sind meist nicht die Schrauben die brechen, sondern sie drehen sich einfach auf, weil das Material des Werkteiles nachgibt, oder das Gewinde ist schwächer als die Schraube.

Alles natürlich weit weg von der Antriebswelle des X. Etwas Sachverständnis ist aber auch dort nicht fehl am Platz, und hilft eher als es schadet.

[Acki]

@Patrick Also ich hab für die Schrauben was von 50-55Nm in Erinnerung. Beim Kumpel haben wir die nämlich "einfach so" angezogen und dann hat er die Antriebswelle verloren...

[Patrick]

@Acki:

50-55Nm für die M8 an den Antriebswellen? das ist schon ein großer unterschied zu den 34Nm die Heiko erwähnt hat.

[Streitberg]

Hallo,

das sind die Daten aus Hauptmerkmale........

Schraube für Gleichlaufgelenk, Differential- und Radseite:
Gewinde: M8
Werkstoff: 38 NCD 4 Bon Fosf
Anzugsmoment:
34 Nm 3,5 kgm

Und das Werk sollte das eigentlich am Besten wissen.

Servus Andreas

[herze-2004]

Audi einen Wert von 45 Nm vorgibt. Ich würd halt den Wert nehmen weils doch für dieselbe Angelegeheit vorgesehen ist und irgendwo in der Mitte liegt von den bisher genannten Werten. Aber ich hab nix gesagt......

[Patrick]

laut Tabelle DIN unter Berücksichtigung der Werkstoffe ergibt es einen Wert von 43Nm. Das würde mit Audi etwa gleich sein.

Da liest sich die Fiat Angabe wie ein Schreibfehler durch Zahlendreher. Oder hat man eventuell die Din 912 (Inbus) mit ihrem schwachen Schraubenkopf berücksichtigt.
Die originalen Fiat-Schrauben haben ja ordentlich Schraubensicherung am Gewinde.