Inwiefern beeinflusst die Verwendung von Montagepaste das erforderliche Anzugsdrehmoment einer Schraube?

Die Verwendung von Montagepaste (oder Schmierstoffen im Allgemeinen) hat einen massiven Einfluss auf das Verhältnis zwischen dem angewendeten Drehmoment und der tatsächlich im Bolzen entstehenden Vorspannkraft.

Zusammengefasst: Montagepaste verringert die Reibung, was bei gleichbleibendem Drehmoment zu einer deutlich höheren Vorspannkraft führt.

Hier sind die Details, warum das so ist und welche Gefahren dabei bestehen:

1. Das physikalische Grundproblem: Die Reibung

Bei einer herkömmlichen, trockenen Schraubverbindung werden etwa 90 % des Drehmoments aufgewendet, um lediglich die Reibung zu überwinden:

• ca. 50 % Kopfreibung (zwischen Schraubenkopf/Mutter und der Auflagefläche)
• ca. 40 % Gewindereibung (zwischen den Flanken von Bolzen und Mutter)
• Nur ca. 10 % des Drehmoments werden tatsächlich in die nützliche Vorspannkraft (das „Zusammenpressen“ der Bauteile) umgesetzt.

2. Was passiert durch Montagepaste?

Montagepasten (wie Kupferpaste, Keramikpaste oder $MoS_2$-Pasten) sind darauf ausgelegt, die Reibungszahlen ($\mu$) zu senken und zu verstetigen.

• Senkung der Reibung: Wenn die Reibung von z. B. $\mu = 0,14$ (leicht geölt/trocken) auf $\mu = 0,08$ (hochwirksame Montagepaste) sinkt, wird plötzlich viel mehr Energie in die Dehnung der Schraube gesteckt.
• Erhöhung der Vorspannkraft: Bei gleichem Drehmoment kann die Vorspannkraft um 30 % bis über 50 % ansteigen.

3. Die Gefahr: Überdehnung und Bruch

Wenn ein Hersteller ein Drehmoment für eine trockene Montage vorgibt, man aber eine Montagepaste verwendet, besteht die Gefahr, dass:

• Die Schraube über ihre Streckgrenze hinaus gedehnt wird (plastische Verformung).
• Die Schraube abreißt.
• Das Gewinde (besonders in weicheren Materialien wie Aluminium) ausgerissen wird.

4. Praxis-Beispiel

Stellen wir uns eine Schraube vor, die laut Tabelle mit 100 Nm angezogen werden soll (basierend auf einem Reibungswert von 0,14).

• Trocken: Die Schraube erreicht die gewünschte Klemmkraft.
• Mit Paste: Durch die geringere Reibung wirken die 100 Nm so stark, als hättest du die Schraube trocken mit vielleicht 140 Nm angezogen. Die Schraube könnte versagen.

5. Wann sollte man was tun?

• Vorgaben beachten: Seriöse Hersteller geben an, ob ein Drehmoment für „trockene“, „leicht geölte“ oder „geschmierte“ Gewinde gilt.
• Korrekturfaktoren: In der Ingenieurstechnik gibt es Tabellen (z.B. nach VDI 2230), die das Drehmoment je nach Reibungszahl anpassen. Wird eine Paste verwendet, muss das Drehmoment in der Regel reduziert werden, um die gleiche Vorspannkraft zu erreichen.
• Gleichmäßigkeit: Ein großer Vorteil von Pasten ist, dass sie das „Ruckgleiten“ (Stick-Slip-Effekt) verhindern. Die Montageergebnisse werden konstanter und wiederholbarer.

Fazit

Die Verwendung von Montagepaste ist oft sinnvoll, um Korrosion und Festfressen zu verhindern, aber sie verändert die Mechanik der Verschraubung grundlegend.

Die goldene Regel lautet: Verwende Paste nur dort, wo sie vorgeschrieben oder vorgesehen ist. Wenn du eine trockene Schraubverbindung nachträglich fettest, musst du das Anzugsdrehmoment theoretisch reduzieren (oft um ca. 10–20 %), um eine Überlastung der Schraube zu vermeiden. Bei sicherheitskritischen Bauteilen (z. B. Zylinderkopfschrauben, Fahrwerksteile) darf nur genau so geschmiert werden, wie es das Werkstatthandbuch vorgibt.