Reibwertprüfung Schraubverbindung
Die Reibwertprüfung von Schrauben und Muttern dient dazu den Reibwert von Verbindungselementen zu ermitteln. Da der Reibwert kein reiner Materialkennwert ist und vielen Eigenschaften abhängt, kann dieser nur durch Messungen bestimmt werden. Wir bestimmen die Reibwerte von Schraubverbindungen als Dienstleistung.
Die Bestimmung des Reibwertes mit Hilfe eines Reibwertprüfstandes eignet sich dazu den Einfluss verschiedener Parameter kostengünstig unter definierten Bedingungen zu ermitteln. So können Parameterstudien durchgeführt und Einflussgrößen variiert werden.
Schraube mit Scheibe und Mutter
Reibung Schraubverbindung
Ohne Reibung in den Berührungsflächen von Schraube, Mutter und zusammengefügten Teilen, würde sich eine Verbindung spontan und unmittelbar wieder lösen. Die Schraube muss bei der Montage eine maximale und definierte Vorspannkraft aufbauen und durch die eigene Dehnung die zu verklemmenden Bauteile zusammenhalten. Durch eine ausreichende Reibung in den Berührstellen wird eine Selbstlösung der Schraubenverbindung verhindert. Um dies sicherzustellen, müssen die Reibung und das Selbstlöseverhalten einstellbar und prüfbar sein. Das Prüfen von Schraubverbindungen und Befestigungsbauteilen in Normen und Werksvorschriften geregelt. Das Selbstlöseverhalten lässt sich durch die Steigung und den Nenndurchmesser der Schraubenverbindung bestimmen. In vielen Fällen wird eine Schraube/Mutter mit einem vorgegebenen Drehmoment montiert. Somit ist die Vorspannkraft eine unbekannte Größe, die nur durch die Reibung im Gewinde und an der Auflage bestimmt wird. Um ungewolltes Lösen zu verhindern, muss die Reibung deutlich größer sein, als das Selbstlösemoment. Es stehen sich hier das Selbstlösemoment innerhalb der Schraubenverbindung und das innerhalb der Berührfläche wirkende Reibmoment gegenüber.
Zur Produktentwicklung von Schraubenbeschichtungen gehört die Überprüfung von Reibkoeffizienten. Wenn auf die Reibwertermittlung verzichtet wird, können Schraubverbindungen nicht halten und sich von alleine lösen. Dies kann zu beträchtlichen Schäden, verbunden mit hohen Kosten führen. Des Weiteren kann ohne Reibwerte keine Empfehlung für das richtige Anziehen von Schraubverbindungen gemacht werden. Die Vorspannkraft, die notwendig ist, um eine Verbindung zwischen Komponenten sicher zu verschrauben, ist von großer Bedeutung. Da die Vorspannkraft nicht während des Anziehens ermittelt werden kann, bleibt nur die Möglichkeit sich den mathematischen Zusammenhang zwischen Vorspannkraft, Reibwerten und Anzugsmoment zu Nutze zu machen.
Reibwertprüfung Schraubverbindung
Zur Bestimmung des Reibwertes bzw. Reibungskoeffizienten als dimensionslose Größe wird die Schraube-Mutter-Verbindung angezogen und zusätzlich zu dem Drehmoment die Vorspannkraft ermittelt. Zur Bestimmung der Gewindereibung und der Auflagen- oder auch Kopfreibung ist zusätzlich die Messung des Teilmoments (Gewinde und/oder Kopf) erforderlich.
Die DIN ISO 16047 beschreibt die Vorgehensweise bei der Ermittlung der Reibwerte. Die in der Vergangenheit von der Automobilindustrie entwickelten Prüfvorschriften zur Bestimmung der Reibwerten verfolgen das Ziel, mehr auf den praktischen Anwendungsfall ausgerichtet zu sein. Daraus resultiren höhere Drehzahl beim Einschrauben. Diese an der Praxis orientierte Vorgabe zeigt insbesondere bei Beschichtungen mit starken Polymeranteilen auf den Oberflächen einen großen Einfluss auf die Reibwerte im Vergleich zu Prüfungen mit geringen Drehzahlen. Also ist auch dieser Einfluss zu analysieren und für die Optimierung einer Verschraubung sinnvoll, wie z.B. in der Daimler Norm MBN 10544 beschrieben.
Normen
- DIN EN ISO 16047
- VW 01131
- MBN 10544
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für Reibwertprüfungen.
Reibwerte sind keine reine Materialkennwerte
Der Reibwert μ ist eine Systemeigenschaft eines tribologischen Systems und ist nicht eindeutig durch die beteiligten Materialien bestimmt. Typische Fragen der Art „Wie groß ist μ für Stahl gegen Stahl?“ sind nicht eindeutig durch Nennung eines Zahlenwertes zu beantworten. Mal abgesehen davon, dass Stahl eine unpräzise Angabe des Werkstoffes und seines Wärmebehandlungszustandes darstellt.
Deshalb können keine allgemeingültigen Werte für bestimmte Werkstoffpaarungen (z.B. Stahl/Stahl, Kunststoff/Stahl, Teflon/Stahl) angegeben werden. Somit kann der Reibwert nur durch Messungen bestimmt werden. Die Modellprüfung mit einem Reibwertprüfstand für Schraubverbindungen hat den Vorteil kostengünstig zu sein. Des Weiteren können damit Parameterstudien durchgeführt werden, um die Stärke von Einflussgrößen auf den Reibwert zu ermitteln.