Berechnungsparameter

Basierend auf ISO 898, ASME B1.1 und VDI 2230









Berechnungsergebnisse

Empfohlenes Drehmoment:
—
Zielvorspannkraft:
—
Reibungskoeffizient (k-Faktor):
—
Min.-Max. Drehmomentbereich:
—

Richtlinien zum Anziehen:

Schritt 1: Von Hand festziehen, bis es fest sitzt
Schritt 2: Wenden Sie 30% des endgültigen Drehmoments an
Schritt 3: Wenden Sie 70% des endgültigen Drehmoments an
Schritt 4: Wenden Sie 100% des Enddrehmoments in gleichmäßiger Bewegung an

So funktioniert der Rechner

Referenzstandards

Internationale Standards:

  • VDI 2230:2015 – Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen
  • ISO 898-1 – Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen – Bolzen, Schrauben und Stiftschrauben
  • ASME B1.1 – Einheitliche Zoll-Schraubengewinde
  • DIN 946 – Drehmoment-Vorspannkraft-Beziehung für Gewindeverbindungen
  • ECSS-E-HB-32-23A – Handbuch für Gewindebefestigungen (ESA)

Grundlegende Drehmomentformel

Das erforderliche Anziehdrehmoment errechnet sich aus:

T = k × F × d

wo:

  • T — Anzugsdrehmoment (N·m)
  • k — Drehmomentkoeffizient (typischerweise 0,15–0,25)
  • F — gewünschte Vorspannkraft (N)
  • D — Nenndurchmesser der Schraube (m)

Berechnung der Vorspannkraft

Die Vorspannkraft wird bestimmt durch:

F = σ_y × A_s × Auslastung

wo:

  • σ_y — Streckgrenze des Schraubenmaterials (MPa)
  • Als — Zugspannungsfläche (mm²)
  • Verwendung — Prozentsatz der verwendeten Streckgrenze

K-Faktor (Drehmomentkoeffizient)

Der K-Faktor hängt von der Gewinde- und Lagerflächenreibung ab:

  • Trocken/ungeschmiert: k = 0,20–0,25
  • Leicht geölt: k = 0,15–0,18
  • Molybdändisulfid: k = 0,10-0,12
  • PTFE-Beschichtung: k = 0,08-0,10

Schraubenfestigkeitsklassen

Die metrischen Schraubenklassen geben die Zug- und Streckgrenze an:

  • Klasse 8.8: 800 MPa Zugfestigkeit, 640 MPa Streckgrenze
  • Klasse 10.9: 1000 MPa Zugfestigkeit, 900 MPa Streckgrenze
  • Klasse 12.9: 1200 MPa Zugfestigkeit, 1080 MPa Streckgrenze

Wichtige Überlegungen

  • Verwenden Sie immer kalibrierte Drehmomentwerkzeuge
  • Gewinde vor der Montage reinigen
  • Wenden Sie bei kritischen Verbindungen das Drehmoment schrittweise an
  • Berücksichtigen Sie die Drehmomententspannung in weichen Verbindungen
  • Berücksichtigen Sie das vorherrschende Drehmoment in Kontermuttern
  • Nach dem ersten Setzen ggf. erneut festziehen

Sicherheitsfaktoren

  • Statische Belastungen: 75-85% der Ausbeute typisch
  • Dynamische Belastungen: 50-65% Ausbeute empfohlen
  • Kritische Sicherheit: Zusätzliche Analyse erforderlich
  • Wiederverwendete Schrauben: Reduzieren Sie das Drehmoment um 10-20%

Anwendungsbeispiele und Leitfaden zur Werteauswahl

Beispiel 1: Pumpenflanschverbindung

Szenario: Pumpe mit Kupplungsschutz an Motor anschließen

  • Schraubengröße: M12
  • Grad: 8.8
  • Schmierung: Leicht geölt
  • Vorspannung: 75% (Standard)
  • Gelenktyp: Hart (Stahl auf Stahl)
  • Verfahren: Manueller Drehmomentschlüssel
  • Ergebnis: 78 Nm (58 ftlb)
  • Anmerkung: Über Kreuz festziehen
Beispiel 2: Druckbehälterflansch

Szenario: Hochdruckdampfleitung mit Spiraldichtung

  • Schraubengröße: M20
  • Grad: 10.9
  • Schmierung: Molybdändisulfid
  • Vorspannung: 85% (hohe Leistung)
  • Gelenktyp: Weich (mit Dichtung)
  • Verfahren: Hydraulischer Spanner
  • Ergebnis: 340 Nm (251 ftlb)
  • Kritisch: Befolgen Sie die ASME PCC-1-Sequenz
Beispiel 3: Motorkopfschrauben

Szenario: Zylinderkopfbaugruppe für Automotoren

  • Schraubengröße: M10
  • Grad: 12.9
  • Schmierung: Motoröl
  • Vorspannung: 90% (maximal)
  • Gelenktyp: Gewindebohrung
  • Verfahren: Drehmoment + Winkel
  • Ergebnis: 65 N·m + 90°-Drehung
  • Anmerkung: Drehmoment-zu-Streckgrenze-Anwendung

So wählen Sie Werte aus

Auswahl der Schraubenqualität
  • Klasse 4.6/Grad 2:
    • Nicht kritische Anwendungen
    • Nur leichte Lasten
    • Kostengünstige Option
  • Klasse 8.8/Klasse 5:
    • Allgemeiner Maschinenbau
    • Häufigste Wahl
    • Gutes Verhältnis von Festigkeit zu Kosten
  • Klasse 10.9/Klasse 8:
    • Hochfeste Anwendungen
    • Dynamische Belastungen
    • Reduzierte Bolzenanzahl möglich
  • Klasse 12.9:
    • Maximale Stärke
    • Kritische Anwendungen
    • Besondere Handhabung erforderlich
Schmierstoffauswahl
  • Trocken (k=0,20): Inkonsistente Ergebnisse, wenn möglich vermeiden
  • Leichtöl (k=0,15): Standardauswahl, konsistent
  • Molybdänpaste (k=0,10): Hohe Belastungen, Edelstahl
  • PTFE (k=0,08): Geringste Reibung, präzise Vorspannung
  • Festfressen verhindern: Verwenden Sie den angegebenen K-Faktor des Herstellers
Leitfaden zur Vorspannungsauswahl
  • 50% Ertrag:
    • Vibrationsgeräte
    • Häufige Demontage
    • Aluminiumkomponenten
  • 75% Ausbeute:
    • Standard-Statikverbindungen
    • Stahlbaugruppen
    • Die meisten Anwendungen
  • 85-90% Ausbeute:
    • Kritische Verbindungen
    • Keine Fugentrennung zulässig
    • Nur technische Anwendungen
Überlegungen zum Verbindungstyp
  • Harte Verbindung:
    • Metall-Metall-Kontakt
    • Minimale Entspannung
    • Es gelten die Standarddrehmomentwerte
  • Weiche Verbindung:
    • Dichtungen, O-Ringe vorhanden
    • Erwarten Sie eine Entspannung zwischen 10 und 20%
    • Möglicherweise muss das Drehmoment nachgezogen werden
  • Gewindebohrungen:
    • Gewindeeingriff prüfen (2×D min)
    • Vorsicht vor Durchschlägen
    • Erwägen Sie Helicoil für Aluminium
Anziehreihenfolge
  • 4-Loch-Muster: Kreuzmuster (1-3-2-4)
  • 6-Loch-Muster: Sternmuster
  • Rundflansch: 180° Gegensätze, dann 90°
  • Mehrere Durchgänge: 30% → 70% → 100% → überprüfen
  • Große Flansche: Verwenden Sie die alte ASME PCC-1-Methode