Eine genaue Anwendung des Drehmoments bei der Fahrzeugwartung ist von entscheidender Bedeutung, da richtige und falsche Drehmomente die Fahrzeugkomponenten beeinträchtigen können. Dieser Artikel unterstreicht, wie wichtig es ist, kalibrierte Werkzeuge zu verwenden, um die Spezifikationen der Hersteller zu befolgen und so mögliche Fehler zu vermeiden. Im Idealfall entmystifiziert dieser Leitfaden die Drehmomenteinstellungen und veranschaulicht ihre Auswirkungen auf die Leistung und Langlebigkeit des Fahrzeugs. Es ist ein Muss für jeden, der sich für die Erhaltung seines Fahrzeugs und die Optimierung seiner Leistung interessiert.
- FUNKTION VON GEWINDEVERBINDUNGEN: BOLZEN - STEHBOLZEN - MUTTERN:
In der Automobilindustrie werden bei der Herstellung von Neufahrzeugen und bei Wartungsintervallen - Reparaturen - verschiedene Arten und Größen von Gewindeverbindungen verwendet. Ihre Funktion besteht darin, eine Klemmkraft über die Verbindung der Bauteile zu erzeugen, ohne dass diese sich lockern. Eine Verbindung ist so konstruiert, dass sie die korrekte Klemmkraft innerhalb der festgelegten Parameter für die Betriebsbedingungen der Anlage aufrechterhält, d. h. (Materialart, Temperatur, Belastung, Vibrationen, Frequenzen).
Korrekt angezogene Verbindungselemente nutzen die Elastizitätseigenschaften ihres Materials. Während des Anziehens wird das Verbindungselement gedehnt (gestreckt) und versucht dann, in seine ursprüngliche Länge zurückzukehren (gestaucht). Dieser Vorgang erzeugt eine Druckkraft auf die Verbindungselemente.
Falsches Drehmoment
- Die Riemenscheibe ist am Motorblock befestigt. (1)
- Bei korrektem Anzugsmoment. (3b)
- Erzeugen der richtigen Spannkraft. (4b)
- Die Last vom Riemen (2) wird an den Motorblock, und nicht nur an den Schaft der Schraube (5b), übertragen. (5b)
- Dadurch wird jegliche Scherwirkung (6b) beseitigt. (6b)
- VERBINDUNGSELEMENTE MIT GEWINDE - BOLZEN - SCHRAUBENBOLZEN - MUTTERN: SPANNUNG UND BELASTUNG.
Die Spannung in einem Verbindungselement ist direkt proportional zu seiner Dehnung. Die Spannungs-Dehnungs-Beanspruchung eines Befestigungselements umfasst eine elastische Grenze (Elastizität) und eine plastische Grenze (Plastizität). Während des Anziehens dehnt sich das Verbindungselement innerhalb seiner Elastizitätsgrenze aus, während es sich beim Lösen zusammenzieht.
Wird ein Verbindungselement über seine Prüflast hinaus beansprucht (maximale Belastbarkeit innerhalb seiner Elastizitätsgrenze), so geht der elastische Bereich in den plastischen Bereich über, der als plastische Verformung bekannt ist, so dass die Dehnung nicht mehr proportional zur Spannung ist. Sobald eine plastische Verformung eingetreten ist, kann das Verbindungselement nach dem Lösen nicht mehr vollständig auf seine ursprüngliche Länge zurückkehren oder sich wieder zusammenziehen.
Der Punkt, an dem die plastische Verformung auftritt, wird als Streckgrenze bezeichnet. Darüber hinaus ist das Anziehen innerhalb der plastischen Verformungsgrenze der Punkt, an dem das Verbindungselement zu versagen beginnt, bekannt als der Punkt der höchsten Zugfestigkeit (UTS). Sobald der UTS-Punkt erreicht ist, führt jedes weitere Anziehen der Schraube zu einer weiteren Ausdehnung (Spannung), bis es zum Bruch der Schraube kommt. Der Punkt, an dem das Verbindungselement bricht, wird als (Zug-)Punkt bezeichnet.
Spannungs- und Dehnungsdiagramm.
- UNZUREICHENDES DREHMOMENT: (ZU NIEDRIG).
- Die Riemenscheibe ist am Motorblock befestigt. (1)
- Bei falschem Drehmoment (zu niedrig). (3a)
- Erzeugung einer geringen Spannkraft (4a) zwischen der Riemenscheibenbefestigung und dem Motorblock.
- Die Last des Riemens (2 ) wird direkt auf den Schaft des Befestigungselements übertragen. (5a)
- Dadurch entsteht eine Scherwirkung, die zum Versagen des Befestigungselements führt. (6a) (siehe Abscherbefestigung)
Falsches Drehmoment (zu gering). Abgeschertes Befestigungselement.
- FALSCHES, ZU HOHES DREHMOMENT: (zu hoch).
- Die Riemenscheibe ist am Motorblock befestigt. (1)
- Wird ein falsches Drehmoment angewendet (zu hoch), dehnt sich das Verbindungselement aus - es überschreitet seine Elastizitätsgrenze und gelangt in den Bereich der Plastizität. (3a)
- Erzeugung einer falschen Spannkraft (4a) zwischen der Riemenscheibenbefestigung und dem Motorblock.
- Die Last des Riemens (2 ) wird direkt auf den Schaft des Befestigungselements übertragen. (5a) Der gestreckte Abschnitt ist eine Schwachstelle, die während des Motorbetriebs Belastungen und unterschiedlichen Frequenzen ausgesetzt ist.
- Dadurch entsteht eine Scherwirkung, die zum Versagen des Befestigungselements führen kann. (6a)
- Ein Befestigungselement in gutem Zustand und ein Befestigungselement, das zu stark angezogen wurde, die Elastizitätsgrenze überschritten hat und in die Plastizitätsgrenze eingetreten ist, so dass es nicht mehr in seine ursprüngliche Länge zurückkehren kann. (siehe Zustand des Befestigungselements).
Falsches Drehmoment (Zu hoch). Zustand des Befestigungselements
- FALSCHE KLEMMKRAFT: - ( GEWINDEBRUCH).
Wenn die vom Fahrzeughersteller vorgeschriebenen Drehmomentspezifikationen und der korrekte Anzugswinkel nicht befolgt werden, wird die richtige Klemmkraft nicht erreicht, und es kann zu Schäden am Gewinde im Motorblock kommen.
- Die Riemenscheibe ist am Motorblock befestigt. (1)
- Wenn das Gewinde versagt (3a), geht die Drehmomenteinstellung des Befestigungselements verloren, was zu einer falschen Klemmkraft (4a) zwischen der Riemenscheibenhalterung und dem Motorblock führt.
- Die Last des Riemens (2) wird direkt auf den Schaft des Befestigungselements (5a) übertragen. Der gestreckte Abschnitt ist eine Schwachstelle, die während des Motorbetriebs Belastungen und unterschiedlichen Frequenzen ausgesetzt ist.
- Dadurch entsteht eine Scherwirkung, die zum Versagen des Befestigungselements führen kann. (6a)
- Gewindeschaden am Aluminium-Motorblock, Aluminiummaterial im Gewinde des Befestigungselements (siehe Gewindeschaden an Aluminium).
Falsche Spannkraft: (Gewindebruch). (Aluminium Gewindebruch).
Das Anziehen einer Mutter/Schraube mit dem vorgeschriebenen Drehmoment in Nm ist keine Garantie dafür, dass die gewünschte Klemmkraft erreicht wird; Tests haben gezeigt, dass Unterschiede in der Klemmung auftreten können.
Heutige Bedienungsanleitungen empfehlen die Verwendung eines Drehmomentwinkels sowie eines vorgeschriebenen Drehmomentwertes (z.B. 20Nm + 45°).
- DREHMOMENT-WINKEL-EINSTELLUNGEN:
Die Verwendung eines Drehmomentwinkels ermöglicht ein genaueres Ergebnis. In einigen Fällen wird in der Anleitung darauf hingewiesen, 1. das vorgeschriebene Drehmoment aufzubringen, eine Weile zu warten, 2. dann das Winkeldrehmoment aufzubringen, wieder zu warten, 3. dann erneut das Winkeldrehmoment aufzubringen, falls erforderlich (und so weiter).
Diese erforderlichen Wartezeiten sind Teil des Anziehvorgangs, um der Befestigung Zeit zu geben, sich zu setzen oder zu ruhen, um sicherzustellen, dass die richtige Klemmkraft erreicht wird.
20Nm + 45° + 45°, unterscheidet sich von 20Nm + 90° Zwischen den beiden 45°-Winkeleinstellungen muss sich der Befestiger "setzen" oder "ausruhen".
Drehmoment-Winkel-Einstellgerät. Drehmomentschlüssel.
Gates empfiehlt, die Drehmomentvorgaben des Fahrzeugherstellers zu befolgen und für alle kritischen Befestigungsinstallationen kalibrierte Drehmomentschlüssel und Drehmomentwinkel-Einstellwerkzeuge zu verwenden, um sicherzustellen, dass die korrekten Drehmomentspezifikationen angewendet werden.