Modell 850
Reibwertprüfmaschine für Reibwertermittlung von Schraubverbindungen
Die Reibwertprüfmaschine dient zur Ermittlung des Reibwertes von Schrauben- bzw. Schraubverbindungen, um das Reibverhalten in diesen Verbindungen zu verstehen und zuverlässige Daten für die konstruktive Auslegung zu erhalten. Da 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 ermittelt.
Wir bestimmen Reibwerte von Schrauben und Muttern nach den aktuellen Normen als Dienstleistung.
Schraube mit Scheibe und Mutter
Anwendungen
- Reibwertprüfung von Schrauben
- Reibwertprüfung von Muttern
Kennwerte
- Reibwert Gewinde µt
- Reibwert Kopf- oder Mutterauflage µb
- Gesamtreibwert µtot
Normen
- DIN EN ISO 16047:2013
- VW 01131:2018
- MBN 10544:2019
- VDA 235-101:2021
- VDA 235-203:2005
Spezifikation
- Drehzahl max. 200 1/min
- Drehmoment: max. 600 Nm
- Vorspannkraft: max. 200 kN
- Gewindegrößen: M4, M5, M6, M8, M10, M12, M14, M16
Verfahren
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.
Bedeutung Reibwert Schrauben
Ohne Reibung in den Kontaktflächen von Schraube, Mutter und Fügeteil würde sich die Verbindung spontan und sofort wieder lösen. Die Reibung verhindert dieses selbsttätige Lösen. Um dies zu gewährleisten, müssen die Reibung und das Selbstlöseverhalten einstellbar und prüfbar sein. Die Prüfung von Schraubenverbindungen und Verbindungselementen ist in Normen und Werksvorschriften geregelt. Das Selbstlöseverhalten kann über die Steigung und den Nenndurchmesser der Schraubverbindung quantitativ bestimmt werden. Um ein ungewolltes Lösen zu verhindern, muss die Reibung deutlich größer als das Selbstlösemoment sein. Dabei stehen sich ein in der Schraubenverbindung wirkendes Selbstlösemoment und ein in der Kontaktfläche wirkendes Reibmoment gegenüber.
Im Rahmen der Produktentwicklung von Schraubenbeschichtungen ist die Überprüfung der Reibwerte unerlässlich. Ohne Reibwerte können keine Empfehlungen für das richtige Anziehen von Schraubverbindungen gegeben werden. Die Vorspannkraft, die erforderlich ist, um eine Verbindung zwischen Bauteilen sicher zu verschrauben, ist von großer Bedeutung. Da die Vorspannkraft beim Anziehen nicht ermittelt werden kann, bleibt nur die Möglichkeit, den mathematischen Zusammenhang zwischen Vorspannkraft, Reibwerten und Anziehdrehmoment zu nutzen.