In der Werkstatt: Verlängerung Drehmomentschlüssel

Moin an die Gemeinde !

Kurze Vorgeschichte zu meinem Beitrag:

Ich war gerade dabei, das Kugelgelenk vom Längslenker von meiner BMW R1200GS zu wechseln
und kam nach nicht unerheblichen Aufwand des Schraubenlösens in die Situation, die M14 Schraube vom Kugelzapfen
mit der Mutter mit SW 21 mit einem Drehmoment von 240 Nm, zu vereinen... also, Drehmomentschlüssel angesetzt und los...




Jedoch NIX da, weil der Zapfen mitdreht (ist kein Konus) !

Der Zapfen hat einen Torx, der zum „kontern“ dient, aber dann kann man keine 21 Nuß mehr aufsetzen... „toll“ dachte ich.

Habe mir dann einen Ringschlüssel abgeschnitten und eine Rohrverlängerung aufgesetzt und gleichzeitig mit dem Torx und Hebel gekontert während ich die Mutter nach „Bauchgefühl“ angezogen habe...

Richtiger wäre gewesen, eine Drehmomentschlüsselverlängerung anzufertigen, um dann, wie gewohnt, den Drehmomentschlüssel zu verwenden.
Aber das geforderte Drehmoment von 240Nm kann dann nicht mehr eingestellt werden, sondern ein, den neuen Hebelkonstallation angepaßtes Drehmoment, muß eingestellt werden.

zum Thema:

Das hatte mich veranlaßt, darüber nachzudenken, wie sich die verschiedenen Konstellation verhalten, in Abhängigkeit der Verlängerung und der Hebelverhältnisse.
Anbei meine Ausarbeitung dazu, in der Hoffnung, das es verständlich genug und wert ist, in das Forumarchiv Technik abgelegt zu werden, falls Interesse besteht.












Eine allgemein gehaltene Exceltabelle kann ich per Email zur Verfügung stellen, für diejenigen, die in eine Situation der Drehmomentverlängerung kommen sollten
und dann mit 3 Werten, den korrigierten Drehmomentwert ausrechnen können... falls nicht, zu Fuß dann eben gemäß den Formeln...



Auch wenn kaum einer in die Situation kommen wird und falls, wohl eher die Bauchmethode angewendet wird, dachte ich, es ist teilenswert...

In diesem Sinne
Kay

Hier braucht man einen " Hahnenfußschlüssel " wie hier

auch bei den Krähenfüßen gilt dieselbe Überlegung

So einem Krähenfuß würde ich allerdings keine 240 Nm zumuten wollen. Das wäre wahrscheinlich die einfachste Möglichkeit, aus einem 21er einen "24er" Schlüssel zu machen.  

KaySquarra schrieb:Habe mir dann einen Ringschlüssel abgeschnitten und eine Rohrverlängerung aufgesetzt und gleichzeitig mit dem Torx und Hebel gekontert während ich die Mutter nach „Bauchgefühl“ angezogen habe...

Warum Bauchgefühl?

Ich hatte ein ähnliches Platz-/Drehmoment-Problem letztens bei der Montage meiner Fräsmaschine. Ich hab dann, wie Du auch, von einem Gabel-Ring-Schlüssel die Gabel abgeschnitten, um den Ring auf die Schraube aufsetzen zu können und ein Rohr aufgesteckt, an dessen Ende ich vorher ein Loch gebohrt habe, um eine Federwaage einzugängen.

Über die Länge des Rohrs (Hebelarm) lässt sich die für das Drehmoment erforderliche Kraft an der Federwaage leicht ausrechnen.
Bei 1 m und 240 Nm wären es 24 kg, bei 750 mm 32 kg und bei 500 mm wird's anstrengend (48 kg). Dazu braucht man nicht mal eine Tabelle oder eine Zeichnung.  


Auf diese Weise wurde z.B. auch das Radlagerspiel bei der F-104 eingestellt. Dazu wurde ein Gurt um den Reifen gelegt und eine Federwaage daran eingehängt. Der Hebelarm war der halbe Raddurchmesser und somit bekannt. Das Spiel der Kegelrollenlager wurde so eingestellt, dass die Federwaage eine im Handbuch genannte Kraft anzeigt.

Leider ist die Überlegung nahezu komplett falsch ... und gehört so auf gar keinen Fall in "unser" Archiv!

Die "Verlängerung" des Dremomentschlüssel über so einen Gabel oder sonstige nicht zentral zum Knacker stehende Bastelkunst reduzieren die wirksame Hebellänge und das in jedem Fall und Winkel! So funktioniert jedes Getriebe! Demzufolge sei ein gefordertes Drehmoment 100Nm bei einem 500mm Hebel und einer Verkürzung durch ein Einsteckwerkzeug mit 50 länge (=1/10) am Drehmoment von 110Nm einzustellen...

Egal in welchem Winkel, da es hier um ein DREHMOMENT geht. Der Drehpunkt des Dremomomentes ist der Knackpunkt im Drehmomentschlüssels.

Gruß heri

.
Hier ab 5:55 wird es beschrieben. Dort sieht man auch, welchen Einfluss der Winkel hat, mit dem das Werkzeug auf den Drehmomentschlüssel gesteckt wird.

In Verlängerung des Drehmomentschlüssels wirkt es als Verlängerung des Hebels (erzeugtes Drehmoment ist > als der eingestellte Wert)
Bei 90° bleibt der Wert gleich
und < 90° zum Schlüssel hin wird der Hebelweg verkürzt und das Drehmoment an der Schraube < als der am DMS eingestellte Wert.


Im weiteren Verlauf des Videos (ab 8:59) wird ein interessantes Werkzeug gezeigt, mit dem man bei engen Platzverhältnissen einen ganz normalen Schraubenschlüssel am Drehmomentschlüssel anbringen kann.  

Nunja, ob der hydraulikkraftdosen Übersetzer dort wirklich alles linear macht ? Ich bezweifle das. Ist aber auch egal, keine der gezeigten Anzugsmethoden verändert das Anzugsmoment in gefährliche Höhen oder Tiefen. Und solange jede Schraube, z.B. eines Zylinderkopfes gleich gut oder schlecht angezogen wird , ist dies besser als eine rundum Streuung von +/- 20% .

Gruß Heri

Der sogar Schwimmerkammerschrauben
mit Drehmoment verschließt

@ heri:
Bin mir nicht sicher, was du in deiner ersten Antwort sagen möchtest und was mit Bastelkunst gemeint ist...???

Soll es heißen, daß wenn wir ein gefordertes Drehmoment von 100Nm an einer Schraubenverbindung erzeugen und aus bauraumtechnischen Gegebenheiten
eine Drehmomentschlüsselverlängerung von 500mm um 50mm verwenden müßen, der einzustellende Wert am Drehmomentschlüssel 110Nm betragen muß...?
Und das in jeder Winkelstellung der Verlängerung ?

Wie du auf die 110Nm in deiner Berechnung gekommen bist, ist mir nicht verständlich...

Meine Berechnungen (Dreisatz) zu deinem Beispiel kommen auf:
- bei Verlängerung auf: 91Nm
- bei Verkürzung (theoretisch) auf: 111Nm


Ich habe deine Aussage versucht zu illustrieren, so wie ich sie verstanden habe:




Demnach wären die Fälle 1, 2, 3, 4 gleich zu behandeln... muß ich drüber nachdenken.

@Ralf:
Interessantes Video... ich habe seine Beispielwerte versucht nach meinen Überlegungen nach zu empfinden, was mir zum Teil gelungen ist...

Darf ich seine Zusammenfassung nach der ersten Übung mit dem Adapter zitieren:

Now we are talking a sort of peanuts on this short torque adapter but the longer the adapter or higher the torque spec. you are aiming for,
the foot pounds do start to add up. It´s sort of the phenomenon that makes sense on paper but until you see it…
Well ,it was cool to be able to get a clear picture in person of these changes.
We are going call this myth that they aren´t accurate or can´t be used at certain angles busted.
They are and can be accurate… you just sort of have some homework on your hands to do to ensure that they are.

Den Beweis für seine Zusammenfassung bzw. der Ableitung daraus hat er meiner Meinung nach nicht angetreten...

Sei es drum... war/ist eine interessante Überlegung.

Gruß
Kay

KaySquarra schrieb:@ heri:
Bin mir nicht sicher, was du in deiner ersten Antwort sagen möchtest und was mit Bastelkunst gemeint ist...???

Heri hat sich halt etwas unglücklich ausgedrückt. Das muss man sich jetzt nicht ausdiskutrieren!
Ich fand den Einwand deshalb gut, weil er letztendlich zur Klärung des für Laien etwas schwer verständlichen Sachverhalts geführt hat.  

KaySquarra schrieb:
Den Beweis für seine Zusammenfassung bzw. der Ableitung daraus hat er meiner Meinung nach nicht angetreten...

Welchen Beweis soll er dafür denn antreten? Besser als mit dem Video kann man es doch gar nicht "beweisen".  



...Was mir im Zusammenhang mit dem Thema noch fehlt, ist die richtige Handhabung eines Drehmomentschlüssels.

Dazu gehört nämlich, dass der Schlüssel genau im Knackpunkt losgelassen wird, und das muss man wirklich üben.

Über den Knackpunkt hinaus wirkt ein Drehmomentschlüssel nämlich genau so wie ein ganz normaler, entsprechend langer Schlüssel und die Schraube/Mutter wird überzogen.

In meinem Job mussten wir dazu regelmöäßige Schulungen machen. Bei einem eingestellten Drehmoment von zum Beispiel 100 Nm lagen die Ergebnisse bei vielen Kollegen bei bis zu 114 oder 120 Nm, weil sie nicht den richtigen "Loslassmoment" getroffen haben. Erst nach mwhrmaligem Üben gelang es dann, wirklich bei 100 Nm los zu lassen.

Einfacher als mit einem Knackschlüssel, bei dessen Auslösemoment der Schlüssel sofort nach dem Knacken wieder Kraftschluss hat, ist die Handhabung eines sogenannten Knickschlüssels", bei dem am Kopf ein Gelenk angebracht ist, um das sich der Schlüssel nach dem Auslösen zunächst etwas verdreht/wegknickt, bevor er wieder Kraftschluss hat.

Ich empfehle deshalb jedem Hobbyschrauber, beim Kauf eines Drehmomentschlüssels darauf zu achten, dass es sich um einen Knickschlüssel handelt, wie sie beispielsweise von Proxxon angeboten werden.

Ausserdem sollte der Drehmomentbereich und die Länge des Schlüssels zur Schraubengröße passen. Ein ewig langer Schlüssel, der von 40 - 320 Nm geht, ist im unteren Bereich nur bedingt zu gebrauchen.

Ideal für unsere Zwecke wären 3 Schlüssel: Ein kleiner bis 15 Nm (bis M6/M7), ein mittlerer von 12-60 Nm (M7-M10) und ein großer von 40-200 Nm. Bei der CX brauchen wir maximal 100 Nm, aber die lassen sich mit einem größeren Schlüssel mit weniger Kraft erreichen, Ausserdem reicht der große Schlüssel dann auch noch zum Anziehen der Radschrauben beim Auto mit 120 oder 140 Nm.


Wichtig ist auch, dass die Schrauben z.B. nicht mit Kupferpaste oder ähnlichem geschmiert werden, weil dies den Reibwert vermindert und bei gleichem Anzugs-/Drehmoment die Vorspannkraft der Schraube vergrößert und das Gewinde beschädigen kann.

Umgekehrt gilt das natürlich auch für pfurztrockene und koorodierte Schrauben. Da wird bei gleichem Drehmoent nur ein Bruchteil der Vorspannkraft erreicht.

Die Drehmomentangaben im Handbuch gelten für saubere, neue und/oder leicht geölte Schrauben.

Ich reinige die Schrauben vor dem Einsetzen mit einer rotierenden Messingbürste, lege sie danach auf ein Papiertuch, sprühe sie mit WD 40 ein und wische die überschüssige Flüssigkeit wieder ab.

Die Gewinde im Motorgehäuse reinge ich mit Bremsenreinger und blase sie mit Druckluft aus.


...Ich habe mir auch angewöhnt, alle Schrauben mit Drehmoment anzuziehen, weil das a) genau so schnell oder sogar noch schneller geht als "nach Gefühl" und man b) sofort merkt, wenn ein Gewinde weich wird.  

Nun liebe Interessierte,

wie Ralf es schon schrieb, kommt es auch auf das Loslassen im Knackpunkt an. Das Video geht aus meiner Sicht leider auch „falsch“ an die Sache, auch wenn die Werte zu stimmen scheinen.

Werter Kay,

als ich noch technische Mechanik hatte und das Hebelgesetz gegeben wurde, war es klar das eine Hebelverlängerung oder Verkürzung zur Erhöhung oder Erniedrigung der Momente führt. Und dies je nach Wirkrichtung und Abstand des Drehpunktes zum ein / auszuleitenden Moment.

Das einmal eingestellte Drehmoment wird zwischen Handkraft und der „Knagge“ und deren Drehpunkt(Zentrum des Vierkant -Knaggenradius) „akustisch“ ausgelöst. Das die Werkzeugfestigkeit hierüber Rolle spielt mag angehen, aber bei 250Nm wird man kaum 100mm unterhalb des Kopfes fassen.
Das heißt aber auch das Gegendrehmoment kann nun auch nur drehend dagegenhalten, da dessen Drehachse ja nun im Zentrum des Schlüssels drehend gelagert ist!

Bei einem Getriebe verhält es sich doch genauso: hättest du ein Zahnrad mit D=1000mm Durchmesser vor Dir und auf dessen Achse wären mittels Passfeder ein Zahnrad von d=100 mm (1/10D) verbunden, wäre das ausgeleitete Moment des in der Achse innewohnendes Momentes doch um 1/10 reduziert, richtig?
Und das ja wohl an jedem Zahn, egal an welchem Punkt oder in welchem Winkel ich das abgreife.

Ich lass mich gern überzeugen, aber hier wird’s schwierig.

Gruß Heri