Die Experten: Auswirkung von Schmierung bei der Wiederverwendung von Verbindungselementen

F: Was geschieht mit der Vorspannung bei der Wiederverwendung von Verbindungselementen?

A:  Bei vielen Anwendungen werden die selben Muttern und Schrauben häufig erneut verwendet, sofern sie noch in gutem Zustand sind. Oft wird aber nicht darüber nachgedacht, was bei einer solchen Wiederverwendung mit der Vorspannung in der Verbindung geschieht.

Beim Festziehen reiben die Metallflächen zwischen dem Außen- und Innengewinde sowie zwischen dem Schraubenkopf/der Mutter und dem Trägermaterial gegeneinander und verursachen so Verschleiß. Oberflächen werden eingeebnet und dadurch wird die Reibung geringer.

Reibungsstreuung ist bei jeder Installation in jeder Schraubenverbindung von Natur aus vorhanden und sie kann recht groß sein, wenn die Installation komplett ohne Schmierung erfolgt. Wenn Verbindungselemente wiederverwendet werden, ändern sich die Reibverhältnisse. Wenn sich die Reibung erhöht, dann wird bei gleichem Drehmoment die Vorspannkraft abnehmen. Je nach Verbindung und verwendetem Verbindungselement, wird durch den erneuten Einsatz die Vorspannung kleiner. Dies kann dann zu Problemen führen, wenn der Konstrukteur einen Vorspannungsbereich für die Anwendung festgelegt hat. Grundsätzlich muss die erforderliche Mindestklemmkraft immer größer sein als die Betriebskräfte. Nur dann ist gewährleistet, dass die Schraubenverbindung nicht versagt.

Wird ein Verbindungselement vor jeder Benutzung geschmiert, verringert sich nicht nur die Reibung, um das Drehmoment/Last-Verhältnis zu verbessern, sondern es kann auch die Reibungsstreuung reduziert werden, um die Genauigkeit der Vorspannung zu optimieren. Im Diagramm ist das Drehmoment/Last-Verhalten einer trockenen Installation im Vergleich zu einer geschmierten Installation dargestellt. Obwohl die Streuung der Vorspannung bei einem bestimmten Drehmoment eher zufällig ist, können Sie die Variabilität einer solchen Streuung durch diese einfache Modifikation beeinflussen.
Die Vorgaben des Herstellers in Bezug auf die Schmierung haben Vorrang und müssen befolgt werden. Es kann notwendig sein, das Drehmoment zu verringern, um eine Beschädigung der Schraube oder der geklemmten Bauteile zu vermeiden.