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Werkzeuggenauigkeit und deren Auswirkung auf die Vorspannkraft

Die Auswahl von Werkzeugen zum Anziehen von Schrauben auf dem Markt ist sehr groß. So finden Sie im Handel Drehmomentschlüssel, Schlagschrauber, Impulsschrauber und DC-Schraubendreher. Jedem dieser Werkzeuge kann dabei eine gewisse Genauigkeit zugeordnet werden (siehe Tabelle unten). Doch was bedeutet diese Genauigkeit nun in Bezug auf das Werkzeug und – noch wichtiger – welche Auswirkung hat dies auf den Endverbraucher?

Art des Schraubenschlüssels Genauigkeit
Schlagschrauber

50 %

Schlagschrauber (mit Drehmomentstift)

20 %

Manueller Drehmomentschlüssel

20 %

Schraubendreher mit mechanischer Kupplung

10 %

DC-Schraubendreher

5 %

Lassen Sie uns anhand eines Beispiels verdeutlichen, wie wichtig die Werkzeuggenauigkeit für die letztendliche Vorspannkraft einer Verbindung ist. Dafür nehmen wir an, dass eine normierte M8-Schraube der Festigkeitsklasse 8.8 mit drei verschiedenen Werkzeugen und Genauigkeiten von 10 %, 20 % und 50 % bis zu ihrer vollen Vorspannkraft angezogen werden soll. Alle anderen Variablen bleiben dabei über alle drei Fälle hinweg gleich (es wird vorausgesetzt, dass der Reibungskoeffizient zwischen 0,09 und 0,14 liegt). Die für die Konstruktion der Baugruppe benötigte Mindestvorspannkraft wird mit 3,8 kN veranschlagt. Die maximal empfohlene Vorspannkraft, die unabhängig von der Werkzeuggenauigkeit erzielt werden kann, liegt bei 18,7 kN (etwa 75 % der Streckgrenze). Wird die M8 nun mit einem Werkzeug mit einer Genauigkeit von 20 % angezogen, verfügt die Schraube über eine Mindestvorspannkraft von 7,7 kN. Mit einem Werkzeug der Genauigkeit von 10% angezogen, verfügt die gleiche Schraube über eine Mindestvorspannkraft von 9,4 kN. Die jeweiligen Mittelwerte liegen bei 11,3 kN, 13,2 kN und 14,1 kN. Kurz gesagt, bedeutet das, dass Sie durch Anpassung der Genauigkeit Ihres Werkzeugs eine allgemein einheitlichere Vorspannkraft sowie eine höher angelegte Vorspannkraft für die gleiche Schraube erzielen können.

Wurde vor der Konstruktion Ihrer Bauteile keine Drehmoment-Analyse durchgeführt, gilt als Faustregel, dass eine Werkzeuggenauigkeit von 20 % angenommen werden kann. Auf jeden Fall ist es immer von Vorteil, die Genauigkeit eines Werkzeugs zu kennen, da Sie Ihre Verbindungselemente so optimal nutzen können. Sie möchten Ihre Vorspannkraft mit Werkzeuggenauigkeit berechnen? Dann besuchen Sie uns unter www.Bossard.com/application-engineering/fastener-expert-tools. Dort finden Sie eine Auswahl von Rechnern, die Ihnen bei der Konstruktion Ihrer Bauteile behilflich sein könnten.

Brandon Bouska
Application Engineer
bbouska@bossard.com

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August 04, 2017

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