Welche technischen Folgen hat es, wenn eine Mutter mit einem zu hohen Drehmoment angezogen wird?

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Wenn eine Mutter mit einem zu hohen Drehmoment angezogen wird, überschreitet man die konstruktiv vorgesehenen Belastungsgrenzen der Schraubverbindung. Das hat eine Reihe von gravierenden technischen Folgen, die im schlimmsten Fall zum totalen Versagen des Bauteils führen können.

Hier sind die wichtigsten Folgen im Detail:

1. Plastische Verformung der Schraube (Längung)

Jede Schraube wirkt wie eine harte Feder. Im normalen Bereich wird sie elastisch gedehnt – das heißt, sie kehrt nach dem Lösen in ihre Ursprungsform zurück.

  • Die Folge: Wird das Drehmoment zu hoch, wird die Streckgrenze des Materials überschritten. Die Schraube verformt sich plastisch (dauerhaft). Sie wird länger und dünner (Einschnürung).
  • Das Problem: Eine plastisch verformte Schraube kann keine konstante Vorspannkraft mehr halten. Die Verbindung lockert sich paradoxerweise, obwohl sie "fest" angezogen wurde.

2. Beschädigung der Gewindeflanken (Stripping)

Die Kraft wird über die Gewindegänge übertragen. Ein zu hohes Drehmoment erzeugt enorme Scherkräfte auf die Gewindeflanken.

  • Die Folge: Das Gewinde kann "ausreißen" oder "abstrippen". Entweder werden die Gänge der Mutter oder die der Schraube abgeschert.
  • Das Problem: Die Verbindung hat keinen Halt mehr und lässt sich oft weder festziehen noch zerstörungsfrei lösen.

3. Spannungsrisskorrosion und Ermüdungsbruch

Ein überzogenes Bauteil steht unter extrem hoher innerer Spannung.

  • Die Folge: Das Material wird anfälliger für mikroskopische Risse. Unter Betriebslast (Vibrationen, Temperaturwechsel) können diese Risse schnell wachsen.
  • Das Problem: Es kann zum plötzlichen Gewaltbruch kommen, oft erst Stunden oder Tage nach der Montage (verzögertes Versagen).

4. Beschädigung der Bauteiloberflächen und Bauteile

Nicht nur Schraube und Mutter leiden, sondern auch die Teile, die sie zusammenhalten sollen.

  • Flächenpressung: Der Druck unter dem Mutternkopf oder der Unterlegscheibe wird so groß, dass sich das Material der Bauteile plastisch verformt oder eingedrückt wird (Eingraben).
  • Verzug: Bei Gehäusen (z. B. Zylinderköpfen oder Getriebedeckeln) kann ein zu hohes Drehmoment dazu führen, dass sich das gesamte Bauteil verzieht.
  • Dichtungen: Wenn die Mutter eine Dichtung zusammenpresst, kann diese durch zu hohen Druck zerstört oder seitlich herausgequetscht werden, was zu Undichtigkeiten führt.

5. Verlust der Klemmkraft

Das klingt paradox: „Fester angezogen, aber weniger Halt?“

  • Der Grund: Da die Schraube bei Überlastung anfängt zu "fließen" (plastische Verformung), verliert sie ihre Spannkraft. Eine überdehnte Schraube ist "weich". Vibrationen im Betrieb führen dann dazu, dass sich die Mutter trotz des anfangs hohen Drehmoments löst.

6. Reibschweißen (Fressen)

Besonders bei Edelstahlverbindungen führt hoher Druck in Verbindung mit Bewegung beim Anziehen oft zum sogenannten Kaltverschweißen oder Fressen. Mutter und Bolzen verbinden sich unlösbar miteinander.

Zusammenfassung der Risiken:

  • Sofortiger Bruch: Die Schraube reißt direkt beim Anziehen ab ("Abgedreht").
  • Späterer Bruch: Die Schraube bricht im Fahr- oder Betriebszustand durch Materialermüdung.
  • Funktionsverlust: Dichtungen versagen, oder Bauteile verziehen sich.

Fazit: Ein Drehmomentschlüssel ist deshalb so wichtig, weil er sicherstellt, dass die Schraube im elastischen Bereich bleibt, wo sie wie eine Feder wirkt und die Verbindung dauerhaft und sicher zusammenhält. "Nach fest kommt ab" ist in der Mechanik eine physikalische Realität.