Anzugsmoment M16 10.9
Metrisches Regelgewinde, Steigung 2 mm — gerechnet nach VDI 2230
Vorspannkraft 106590 N bei 156,7 mm² Spannungsquerschnitt und Rp0,2 = 940 MPa, ausgenutzt zu 90 %.
Moment über die Reibungszahl
| Reibungszahl µ | Anziehmoment MA | Vorspannkraft FM | Oberflächenzustand |
|---|---|---|---|
| 0,08 | 218 Nm | 119060 N | MoS₂-Paste oder Wachs |
| 0,10 | 255 Nm | 115030 N | geölt, Stahl auf Stahl |
| 0,12 | 287 Nm | 110840 N | leicht geölt oder verzinkt und geölt |
| 0,14 | 317 Nm | 106590 N | blank, leicht geölt — Bezugswert der VDI-2230-Tabellen |
| 0,16 | 343 Nm | 102370 N | trocken und entfettet |
| 0,20 | 387 Nm | 94250 N | trocken, verzinkt oder phosphatiert |
Der Reibwert entscheidet, nicht die Formel: zwischen µ = 0,08 und µ = 0,20 liegt beim gleichen Bauteil Faktor 1,8 im Moment. Der Grund ist, dass nur rund ein Zehntel des aufgebrachten Moments als Vorspannkraft ankommt — der weitaus größte Teil überwindet Reibung im Gewinde und unter dem Kopf. Die Zuordnung der Zustände ist ein Richtwert; µ streut auch bei gleicher Paarung erheblich, verbindlich ist nur ein gemessener oder in der Zeichnung vorgeschriebener Wert.
Mindesteinschraubtiefe für 10.9
| Werkstoff des Innengewindes | Mindesteinschraubtiefe für 10.9 |
|---|---|
| Stahl, niedrigfest (S235) | nicht zulässig |
| Stahl, vergütet (C45, 42CrMo4) | 19,2 mm (1,2 · d) |
| Gusseisen (EN-GJL, EN-GJS) | 24 mm (1,5 · d) |
| Aluminiumguss und -knetlegierung | nicht zulässig |
In niedrigfestem Stahl (S235) und Aluminium ist die Klasse 10.9 nicht zulässig: das Innengewinde würde vor der Schraube versagen, und die hohe Vorspannkraft ließe sich gar nicht erst aufbringen. Dort gehört eine niedrigere Klasse hin oder ein Gewindeeinsatz.
Woher das Moment für M16 10.9 kommt
Angezogen wird nicht auf ein Moment, sondern auf eine Vorspannkraft. Das Moment ist nur der Weg dorthin und der schlechteste Messwert, den die Montage kennt: Der weitaus größte Teil davon überwindet Reibung im Gewinde und unter dem Schraubenkopf. Nur der Rest spannt die Verbindung.
Für M16 10.9 führt die VDI 2230 über den Spannungsquerschnitt AS = 156,7 mm² und die Streckgrenze Rp0,2 = 940 MPa auf eine Montagevorspannkraft von 106590 N — bei 90 % Ausnutzung der Streckgrenze und unter Berücksichtigung der Torsion, die das Anziehen zusätzlich einträgt. Daraus folgt bei µ = 0,14 das Moment von 317 Nm.
Die Zahl gilt für die Schraube allein. Ob die Verbindung trägt, hängt an Klemmlänge, Betriebskraft und Plattennachgiebigkeit — dafür ist die Schraubenberechnung nach VDI 2230 da. Die Gewindemaße, Kernloch und Spannungsquerschnitt stehen auf der Seite zu M16.
Anziehen in der Praxis
| Größe | Wert | Herkunft |
|---|---|---|
| Schlüsselweite SW | 24 mm | ISO 4014/4017 |
| Handkraft am 300-mm-Schlüssel | 1055 N | F = M / L |
| Drehmomentschlüssel, Endwert | 317–1583 Nm | Nutzung bei 20–100 % der Skala |
| Vorspannkraft bei µ = 0,10 statt 0,14 | 143060 N (+34 %) | gleiches Moment aufgebracht |
| Vorspannkraft bei µ = 0,20 statt 0,14 | 77110 N (−28 %) | gleiches Moment aufgebracht |
M16 10.9 anziehen
Am 300-mm-Schlüssel wären dafür 1055 N nötig. Das bringt niemand sinnvoll auf: bei 300 N Zugkraft braucht es einen Hebel von 1,06 m. In dieser Größe wird mit Verlängerung, Drehmomentvervielfacher oder hydraulisch gespannt, und die Streuung des Ergebnisses steigt entsprechend.
Ein Drehmomentschlüssel ist zwischen 20 % und 100 % seines Messbereichs genau; darunter wird die Anzeige zur Dekoration. Für 317 Nm heißt das ein Schlüssel mit einem Endwert zwischen 317 und 1583 Nm. Ein Schlüssel mit 3165 Nm Endwert steht bei dieser Schraube auf 10 % seiner Skala — das ist kein vorsichtiger Griff, sondern ein falscher.
Die dritte und vierte Zeile der Tabelle sind der eigentliche Grund, weshalb das Anziehen auf Moment als Verfahren so ungenau ist: Wird auf 317 Nm angezogen und die Reibung liegt bei µ = 0,10 statt der angenommenen 0,14, entstehen 143060 N statt 106590 N — 34 % mehr. Bei µ = 0,20 sind es 28 % weniger. Die Streuung stammt nicht aus dem Schlüssel, sondern aus der Oberfläche, und kein genaueres Werkzeug behebt sie. Wer die Vorspannkraft wirklich braucht, misst den Drehwinkel mit oder längt die Schraube.
Dieselbe Vorspannkraft erreicht M20 8.8 mit 113400 N auf anderem Weg: größerer Durchmesser bei niedrigerer Klasse. Welche der beiden die richtige ist, entscheidet nicht die Schraube, sondern das Bauteil — die höhere Klasse ist empfindlicher gegen Kerben und Wasserstoff, die größere Schraube braucht mehr Platz und mehr Auflagefläche unter dem Kopf.
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