Reibungszahl Schrauben messen
Die Ermittlung der Reibungszahl von Schrauben bzw. Schraubverbindungen dient dazu, das Reibverhalten in diesen Verbindungen zu verstehen und zuverlässige Daten für die konstruktive Gestaltung zu erhalten. Da die Reibungszahl bzw. der Reibwert keine Materialeigenschaft ist, sondern insbesondere bei Gewinden von vielen Eigenschaften wie Größe, Herstellungsverfahren, Beschichtung, Schmierung, Kontaktpressung abhängt, kann er nur messtechnisch ermittelt werden. Dabei wird der Reibwert des Gewindes, der Kopfauflage bzw. Mutterauflage und der Gesamtreibwert mit speziellen Reibwertprüfmaschinen ermittelt.
Wir führen als Steinbeis-Transferzentrum normkonforme Reibwertermittlungen von Schrauben als Dienstleistung durch.
Wozu dient die Ermittlung der Reibungszahl von Schrauben?
Die Ermittlung der Reibungszahl bzw. des Reibwertes von Schrauben ist entscheidend für die Auslegung und zuverlässige Funktion von Schraubverbindungen. Der Reibwert gibt Aufschluss über die Reibung, die im Gewinde zwischen Schraube und der Mutter sowie der Auflage des Schraubenkopfes oder der Mutter herrscht. Dies dient mehreren Zwecken:
- Anziehmoment: Die Reibungszahl bestimmt das Anziehmoments, das benötigt wird, um die gewünschte Vorspannkraft in der Schraube zu erzeugen. Ein korrekter Reibwert ermöglicht eine präzise Einstellung des Moments, wodurch die Schraube nicht zu stark oder zu schwach angezogen wird.
- Vorspannkraft: Eine zuverlässige Vorspannkraft ist entscheidend für die Funktionsfähigkeit der Verbindung. Eine zu hohe Reibungszahl kann dazu führen, dass nicht ausreichend Vorspannkraft aufgebaut wird, während eine zu niedrige Reibungszahl ein Überdrehen der Schraube und eine mögliche Schädigung zur Folge haben kann.
- Materialversagen: Der Reibwert hilft, das Risiko von Überbeanspruchung oder Beschädigung der Schraube oder des verbundenen Materials durch falsches Anziehen zu minimieren.
- Sicherheits- und Qualitätskontrolle: In sicherheitskritischen Anwendungen ist die Kenntnis der Reibungszahl wichtig, um die Schraubverbindung zu überprüfen und eine gleichbleibend hohe Qualität zu gewährleisten.
Dienstleistungen
- Gewindereibwert
- Reibwert Kopfauflage
- Reibwert Mutterauflage
- Gesamtreibwert
- Veränderung Reibwert bei Mehrfachanzug
Normen
- DIN EN ISO 16047:2013
- VW 01131:2018
- MBN 10544:2019
- VDA 235-101:2021
- VDA 235-203:2005
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für die Messung der Reibungszahl von Schrauben.
Verfahren Reibwertbestimmung
Die Ermittlung des Reibwertes von Schrauben wird mit einer speziell für Schraubverbindungen entwickelten Prüfmaschine durchgeführt. Die Messungen können unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt werden, um die realen Einsatzbedingungen besser zu simulieren.
Zur Bestimmung des Reibwertes einer Schraube als dimensionslose Größe wird die Schraube-Mutter-Verbindung angezogen und neben dem Drehmoment auch die Vorspannkraft ermittelt. Zur Bestimmung der Gewindereibung (µt) und der Auflage- bzw. Kopfreibung (µb) wird zusätzlich das Teilmoment (Gewinde und/oder Kopf) gemessen. Neben der messtechnisch nicht ganz einfachen Aufgabe, diese physikalischen Größen im Bereich der Teilmomente und der Vorspannkraft in einem verspannten Sensor (Mehrkomponentenmesskopf) zu messen, müssen auch die Einflüsse vor und während der Messung berücksichtigt werden. So kann die Drehzahl, mit der die Schraube angezogen wird, je nach Oberflächenrauheit die Vorspannkraft und damit auch den Reibwert beeinflussen.
Die DIN ISO 16047 beschreibt die Vorgehensweise bei der Prüfung von Reibwerten. Die in der Vergangenheit von der Automobilindustrie entwickelten Prüfvorschriften zur Bestimmung der Reibwerte verfolgen das Ziel, stärker auf den praktischen Anwendungsfall ausgerichtet zu sein. Daraus resultieren höhere Drehzahlen beim Einschrauben. Diese praxisorientierte Vorgabe zeigt insbesondere bei Beschichtungen mit hohen Polymeranteilen auf den Oberflächen einen großen Einfluss auf die Reibwerte im Vergleich zu Prüfungen mit niedrigen Drehzahlen. Daher ist auch dieser Einfluss zu analysieren und für die Optimierung einer Verschraubung sinnvoll, wie z.B. in der Daimler Norm MBN 10544 beschrieben.
Reibwert Prüfmaschine TesT 850
Bedeutung Reibwert Schrauben
Der Reibwert ist ein entscheidender Faktor bei der Berechnung der erforderlichen Anziehkraft für Schrauben. Er bestimmt, wie viel Drehmoment erforderlich ist, um die Schraube festzuziehen, ohne dass sie sich während des Betriebs lockert. Ein zu hoher Reibwert kann dazu führen, dass die Schraube beschädigt wird oder die Verbindung übermäßig gespannt wird, was zu Versagen und vorzeitigem Ausfall führen kann. Ein zu niedriger Reibwert kann hingegen dazu führen, dass die Verbindung sich lockert, was ebenfalls zu unerwünschten Konsequenzen führen kann.
Darüber hinaus beeinflusst der Reibwert auch die benötigte Drehkraft bei der Montage von Schrauben. In vielen Anwendungen ist es entscheidend, dass die Schrauben mit dem richtigen Drehmoment angezogen werden, um eine sichere und zuverlässige Verbindung zu gewährleisten.