Reibwertprüfung: Von ganz klein bis M80

Reibung ist eine Kraft, die zwischen sich berührenden Körpern wirkt. Die Reibung hemmt die Bewegung der beiden Körper gegeneinander und kann als Gegenkraft zur Bewegung angesehen werden. Die Reibungszahl (µ) gibt das Verhältnis der Reibungskraft zur Anpresskraft zwischen zwei Körpern wieder. Auch bei Schraubverbindungen entstehen an den Kontaktflächen zwischen Schraubenkopf und Kopfauflage sowie zwischen dem Schraubengewinde und dem Mutterngewinde Reibpaare.

Je nach Reibungszahl der Schraubverbindung gehen bis zu 90% des aufgebrachten Drehmoments in die Reibung und somit überwiegend in Wärme über. Lediglich die übrigen 10% stehen für die Dehnung der Schraube und dadurch zur Erzeugung der Vorspannkraft zur Verfügung. Da in den meisten Anwendungen die vorherrschende Vorspannkraft innerhalb der Schraubverbindung nicht direkt messbar ist, wird die Schraubverbindung mit einem festgelegten Drehmoment angezogen. Die aus dem aufgebrachten Drehmoment resultierende Vorspannkraft ist abhängig von der Reibungszahl und sinkt mit steigendem Reibwert. Eine zu geringe Vorspannkraft kann zum Lockern oder sogar zum vollständigen Lösen der Schraubverbindung führen. Eine zu hohe Vorspannkraft kann dagegen zu einer Überdehnung der Schraube und somit zu einer dauerhaften plastischen Verformung führen. Ebenfalls können die verspannten Bauteile durch eine zu hohe Vorspannkraft Schaden nehmen.

Schraubenverbindungen sind das Rückgrat vieler Konstruktionen und Anwendungen. Hierbei muss immer gewährleistet sein, dass die angestrebte Vorspannkraft in der Verbindung erreicht wird. Dafür werden Systeme mit eingestelltem (d.h. bekanntem und spezifiziertem) Reibwert benötigt, die einen stabilen Prozess in der Montage sicherstellen. Die Reibwertprüfung ermöglicht die experimentelle Ermittlung der Reibungszahl und damit die Gewähr des gewünschten Reibwerts.

Bei einem unbekannten Reibwert müssen Schraubverbindungen oftmals überdimensioniert werden, um die notwendige Sicherheit in der Konstruktion zu erreichen. Bei einem bekannten Reibwert kann dagegen ggf. eine Reduzierung der Abmessung der Schraubverbindung erreicht werden, was z.B. den Erfordernissen des Leichtbaus entgegenkommt.