Drehmoment: Mit dem passenden Schlüssel zu festen Schrauben

In der Physik und in der Mechanik gang und gäbe, fällt der Begriff „Drehmoment“ im Alltag vor allem in Verbindung mit dem Räderwechsel am Kfz.

Drehmoment: Physikalische Größe im Alltag

Wirkt eine Kraft drehend auf einen Körper ein, so ist in der Physik die Rede vom Drehmoment.

Diese physikalische Größe beobachten wir täglich beim Bremsen oder Beschleunigen, hier wirkt der Antrieb des Motors auf die Fortbewegung des Fahrzeugs. Ist bei einem Auto die Rede vom Drehmoment, so geht es in der Regel um die Antriebswelle und den sogenannten Hebelarm.

Das Drehmoment wird mit der Einheit Newtonmeter angegeben, welche wiederum mit Nm abgekürzt wird. Auf eine Antriebswelle, auf die das Drehmoment von 100 Nm einwirkt, wirken somit 100 Newton bei einem Meter Abstand. Hier ist von einem Hebelarm die Rede, der einen Meter lang ist und an dessen Ende sich die Antriebswelle befindet. Die Kraft von 100 Newton wirkt tangential zur sogenannten Drehachse.

Der Drehmomentensatz besagt, dass auf einen drehbar gelagerten Körper gleichzeitig mehrere Hebel wirken können und sich ein Gleichgewicht einstellt, wenn beide Körper gleich stark sind. Ist das links drehende gleich dem rechts drehenden Moment, ergibt sich ein Gleichgewicht für den drehbar gelagerten Körper.

Um nun den Bogen vom Drehmoment und Drehmomentensatz zum Alltag zu schlagen: Der Motor eines Autos hat ein Drehmoment. Daher ist diese Kennzahl im Werkzeugbereich so wichtig, wobei es hier um Maschinen geht, die per Elektromotor betrieben werden. Es ist allerdings ein Problem bei vielen Werkzeugherstellern, dass sie meist nur die Leistung ihrer Werkzeuge in Kilowatt angeben und nicht die Newtonmeter, die bei vielen Anwendungen deutlich interessanter wären.

Wichtig zu wissen: Leistung und Drehmoment hängen zusammen, was deutlich wird, wenn wir uns die Drehzahl vor Augen führen. Um beim Beispiel der Antriebswelle zu bleiben: Die übertragene Leistung ist hier so hoch wie die Drehzahl mal dem Drehmoment. Das wiederum bedeutet, dass eine höhere Drehgeschwindigkeit eines Werkzeugs wie zum Beispiel eines Akkuschraubers in der Heimanwendung ein kleineres Drehmoment bedeutet.

Wer nun einen Akkuschrauber kauft und wissen will, was dieser tatsächlich zu leisten vermag, sollte unbedingt auf die technischen Daten in ihrer Gesamtheit achten und nicht nur auf einen ausgewählten Bereich oder einzelne Kennzahlen. Es ist immer abzuwägen, ob für den jeweiligen Einsatzzweck mehr Leistung oder eine höhere Geschwindigkeit beim Drehen benötigt wird.

Wer mehr Kraft braucht, weil er beispielsweise sehr hartes oder dickes Material durchsägen möchte, nimmt bei gleicher Leistung die Maschine, die eine niedrigere Maximaldrehzahl besitzt. Sie hat ein höheres Drehmoment und ist für den vorgesehenen Einsatz effektiver. Sollen aber nur dünne Holzplatten gesägt werden und kommt es nicht so auf den Drehmoment an, ist das Werkzeug mit der höheren Maximaldrehzahl die bessere Wahl.

In der Mechanik und im Heimwerkerbereich geht es oft auch um die Drehmomente, die Schrauben betreffen. Hier ist vom Anzugsmoment die Rede, welches beim Anziehen der Schraube auf diese einwirkt. (#01)

Anzugsmomente von Schrauben

In der Mechanik und im Heimwerkerbereich geht es oft auch um die Drehmomente, die Schrauben betreffen. Hier ist vom Anzugsmoment die Rede, welches beim Anziehen der Schraube auf diese einwirkt. Um ein bestimmtes Anzugsmoment zu treffen, wird ein Drehmomentschlüssel verwendet. Diesen stellen Sie auf ein bestimmtes Moment ein und ziehen die Schrauben an. Der Schlüssel rutscht durch und greift nicht mehr, wenn das voreingestellte Moment erreicht worden ist. Das ist durch ein deutliches Knacken gut zu hören. Vor allem im Automobilbereich und hier beim Räderwechsel ist das wichtig, damit die Schrauben nicht zu lose und auch nicht zu fest angezogen werden. Kommt es auf hohe Präzision an, wird das Anzugsmoment der Schrauben in der Regel herstellerseitig vorgegeben.

Allerdings müssen Sie beim Kauf eines Drehmomentschlüssels auf einige Dinge achten, denn qualitativ sind große Unterschiede bei den Modellen, die auf dem Markt verkäuflich sind, vorhanden. Discounter-Drehmomentschlüssel sind oft schon für weniger als 50 Euro zu haben, besitzen aber meist keine besonders lange Lebensdauer. Hochwertige Drehmomentschlüssel kosten ab 70 Euro aufwärts. Hobby-Heimwerker müssen natürlich nicht in das teuerste Modell investieren, das sie auf dem Markt finden können.

Doch auch sie sollten auf eine hochwertige Qualität setzen, denn wie immer gilt: Wer billig kauft, kauft doppelt.

Freuen Sie sich lieber über ein sehr hochwertiges Modell eines Drehmomentschlüssels und investieren Sie auch in die eigene Sicherheit. Abgesehen von den Rädern, die dank zu lose befestigter Schrauben einfach abgehen können, können auch bei der Anwendung brechende Drehmomentschlüssel zu schweren Verletzungen führen. So etwas passiert aber nur bei minderwertigen Werkzeugen aus mangelhaften Materialien. Entscheiden Sie sich daher für Qualität!

Drehmomente und Reifenwechsel

So mancher Autobesitzer kommt aus Kostengründen auf die Idee, die Reifen seines Fahrzeugs doch selbst zu wechseln, sofern er nicht gerade Ganzjahresreifen besitzt. Sommerreifen und Winterreifen sind als zwei vollwertige Sätze vorhanden, was spricht schon dagegen, sie selbst zu wechseln? Laut Umfrage ist das Räderwechseln eine der wenigen Tätigkeiten, die sich die meisten Autofahrer selbst zutrauen.

Allerdings vergessen sie dabei gern, dass es nicht nur mit dem Aufziehen der Reifen getan ist, sondern diese müssen auch ausgewuchtet werden. Ergibt sich eine Unwucht, kann sich das negativ auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs auswirken. Dieses hält die Spur schlechter und zeigt ein schlechteres Bremsverhalten. Das Auswuchten benötigen übrigens auch Ganzjahresreifen, diese sollten daher ab und zu zur Kontrolle, auch wenn sie noch nicht wechselbedüftig sind.

Eine immer wieder hervorgehobene Regel besagt, dass der Reifenwechsel „von O bis O“ stattfinden soll. Das heißt, dass Sie die Winterreifen im Oktober, die Sommerreifen zu Ostern aufziehen lassen sollten.

Ist das Profil der Reifen zu weit abgefahren und müssen diese komplett ausgetauscht werden, wird das an der Markierung des Profils deutlich.

Sollten Sie sich dazu entschließen, die (bereits ausgewuchteten) Reifen selbst wechseln zu wollen, brauchen Sie folgendes Werkzeug:

Wagenheber
Drehmomentschlüssel
Bits für die Schrauben
Reifen für Sommer oder Winter
ggf. Radblende

Wählen Sie immer den Drehmomentschlüssel, denn mit einem normalen Schraubenschlüssel laufen Sie Gefahr, die Räder zu fest anzuziehen. Dies wiederum könnte zum Brechen der Schrauben führen und zu einem teuren Schaden an der Aufhängung des Rades. Der Drehmomentschlüssel sollte als „Klick-Schlüssel“ ausgewiesen sein, das heißt, dass er die entsprechenden Klick-Knack-Geräusche verursacht.

Wichtig ist, dass der Schlüssel rechtsdrehend ist, linksdrehende Schlüssel sind nicht nötig. Bei ihnen besteht die Gefahr, dass die Mechanik geschädigt wird, zudem wird der Schlüssel rasch ungenau, die Feder verzieht sich.

Des Weiteren benötigen Sie die passenden Bits, um mit dem Drehmomentschlüssel zu arbeiten. Achten Sie auch bei diesen auf eine hochwertige Qualität, denn minderwertiges Zubehör mindert auch die Qualität Ihrer Arbeit und ist für eine solch sicherheitsrelevante Arbeit keine gute Wahl.

Freuen Sie sich lieber über ein sehr hochwertiges Modell eines Drehmomentschlüssels und investieren Sie auch in die eigene Sicherheit. (#02)

Nicht zu fest anziehen

Egal, ob die Werkstatt den Räderwechsel vorgenommen hat oder ob Sie selbst Hand angelegt haben: Nach 50 bis 100 Kilometern müssen die Radmuttern nachgezogen werden. Dieser Hinweis wird sogar in der Werkstatt gegeben, von der aus meist ein kleiner Zettel am Auto prangt, damit Sie das auch ja nicht vergessen. Besitzen Sie selbst einen Drehmomentschlüssel, können Sie das Nachziehen allerdings selbst vornehmen und müssen dafür nicht eigens in die Werkstatt fahren. Allerdings müssen Sie die Unterschiede zwischen den einzelnen Fahrzeugtypen ebenso beachten wie zwischen Stahl- und Alufelgen.

Jeder Autohersteller versieht sein Fahrzeug mit einem Hinweis auf das Drehmoment, das beim Anziehen der Schrauben an den Reifen zu beachten ist. Normalerweise bewegt sich dieser Wert zwischen 80 und 160 Nm, Kleintransporter und große, schwere Vans liegen auch schon bei 200 Nm. Bitte entnehmen Sie den genauen Wert dem Bedienungshandbuch des Autos. Beachten Sie solch hervorgehobene Werte immer ganz genau, denn zu lose angezogene Radmuttern können zu schweren Unfällen führen, weil sich das ganze Rad löst. Sind sie aber zu fest angezogen, schaden sie dem Material.

Daher gilt auch, dass ein Hebel- oder Kreuzschlüssel immer nur als Notfall-Werkzeug herhalten darf, es sollte nicht üblich sein, dieses Werkzeug statt des Drehmomentschlüssels zu verwenden. Das Anziehen der Schrauben nach Gefühl ist ein fataler Fehler, der sich in der Vergangenheit schon häufiger gerächt hat. Niemand hat genau im Gefühl, wie viele Newtonmeter er gerade die Schrauben angezogen hat!

Drehmomentschlüssel kaufen: Tipps und Hinweise zur Auswahl

Der Markt ist voller Drehmomentschlüssel, die scheinbar tolle Allrounder sind, alles können und jeden Anwendungsbereich abdecken. Die den Bezugspunkt allein finden und bei denen der Heimwerker kaum noch etwas tun muss. Natürlich sind das leere Werbeversprechen und es lohnt sich, in hochwertige Drehmomentschlüssel zu investieren.

Achten Sie beim Kauf darauf, dass der Schlüssel nicht nur die erforderlichen Drehmomente für die Winterreifen abdeckt, sondern auch für die Sommerreifen, das Spektrum sollte groß genug sein. Wenn Sie dieses Werkzeug für verschiedene Einsätze benötigen oder damit die Räder unterschiedlicher Fahrzeuge befestigen wollen, lohnt sich die Investition in ein besonders hochwertiges Modell mit großem Spektrum.

Machen Sie sich mit den Einstellmöglichkeiten des Drehmomentschlüssels vertraut, wie das Einstellen genau möglich ist, entnehmen Sie bitte der zugehörigen Anleitung. Übrigens brauchen Sie die untere Grenze von 80 Nm, wie sie viele Schlüssel mitbringen, lediglich für kleine und leichte Fahrzeuge. Sollten Sie ein solches nicht fahren oder die Räder dort wechseln wollen, muss der Schlüssel dieses Spektrum nicht abdecken.

Der Markt ist voller Drehmomentschlüssel, die scheinbar tolle Allrounder sind, alles können und jeden Anwendungsbereich abdecken.(#03)

Drehmoment und Akkuschrauber

Nicht nur Menschen, die die Räder ihres Fahrzeugs selbst wechseln wollen, begegnet der Begriff des Drehmoments im Alltag. Auch diejenigen, die mit einem Akkuschrauber hantieren, werden damit konfrontiert. Wie immer gilt, dass der Akkuschrauber umso stärker ist, je höher das Drehmoment ist.

Meist gilt die Umdrehungsgeschwindigkeit, mit der der Akkuschrauber arbeitet, als Drehmoment. Ist dieser Wert sehr hoch, können Sie harte Materialien leichter bearbeiten bzw. dort geschraubte Verbindungen einbringen. Ein Akkuschrauber mit einem geringen Drehmoment würde hier scheitern. Erreicht der Akkuschrauber beispielsweise ein maximales Drehmoment von 40 Nm und wird er stark beansprucht, ist der Akku nach einer Viertelstunde leer.

Um diesen Wert zu erreichen, gehen verschiedene Faktoren in die Berechnung mit ein, unter anderem die Winkelgeschwindigkeit. Diese sollte relativ niedrig sein, damit die Leistung des Geräts hoch ist. Der Bezugspunkt ist für alle Berechnungen die Leistung, die in Watt angegeben wird. Ein durchschnittlicher Akkuschrauber besitzt beispielsweise eine Leistung von 280 Watt.

Das Drehmoment gilt in der Mechanik als feste Größe und wird nicht nur für Rotationsbewegungen verwendet, sondern auch für geradlinige Bewegungen. Es kann Drehbewegungen beschleunigen oder verlangsamen und trägt sogar dazu bei, dass Körper verbiegen oder verwinden. Zusammen mit der Drehzahl bestimmt das Drehmoment die Leistung einer Maschine, was auch beim Beispiel des Akkuschraubers der Fall ist. Wichtig: Handelt es sich um ein qualitativ hochwertiges Produkt, lässt sich das Drehmoment individuell verstellen und somit auf den jeweiligen Bedarf anpassen.

Die individuelle Einstellung ist wichtig, damit eine Schraube nicht mit einem zu großen Moment eingedreht wird. Dies würde auch hier wieder zu Beschädigungen im Material oder zum Brechen der Schraube führen. Wer herausfinden will, ob der Akkuschrauber eine manuelle Einstellbarkeit erlaubt oder nicht, sollte einen Blick auf das Bohrfutter werfen. Der Kunststoffring, der sich dort verbirgt, zeigt aufsteigende Zahlen und das Symbol eines Bohrers. In dieser Position lassen sich demnach Bohrarbeiten durchführen.

Außerdem sind verschiedene Drehmomentstufen zu sehen, wobei Stufe eins dafür steht, dass in weiche Materialien geschraubt werden kann. Mittelharte Materialien lassen sich mit den Stufen zwei bis vier bearbeiten, danach folgen die Stufen fünf und sechs. Diese werden eingestellt, wenn Sie etwas in härtere Materialien schrauben wollen. Für besonders harte Materialien stehen die Stufen sieben und acht zur Verfügung, dann gibt es noch die Bohrstufe.

Diese ist nicht bei allen Akkuschraubern vorhanden, wird jedoch bei Vorhandensein in höchster Umdrehungszahl ausgeführt. Allerdings sind diese Stufen nur beispielhaft zu sehen, denn es gibt viele Akkuschrauber, die die Einstellungen in wesentlich geringeren Abständen erlauben und damit über deutlich mehr Stufen des Drehmoments verfügen. Günstige Modelle jedoch besitzen meist keine derartige Einstellmöglichkeit und sind für Heimwerker mit mittleren bis höheren Ansprüchen völlig ungeeignet.

Tipp: Moderne Akkuschrauber gehen einen anderen Weg und erkennen eigenständig, welches Moment wichtig ist und bei der jeweiligen Schraube angewendet werden muss. Hier sind ebenfalls keine Einstellmöglichkeiten vorhanden, was aber eben kein Qualitätsmangel ist.

Die folgenden Beispiele zeigen, welche verschiedenen Auswirkungen die Einstellbarkeit des Drehmoments haben kann:

Wahl einer zu hohen Stufe: Schraube versinkt im Material, ausreichende Befestigung ist teilweise nicht mehr gegeben
eingestellter Kraftaufwand wurde erreicht: Schraube rutscht durch
zu niedrige Stufe: Schraube wird nicht vollständig eingedreht

Teilweise kann es nötig sein, die Drehmomenteneinstellung des Akkuschraubers zu überprüfen. Das ist immer dann der Fall, wenn Sie das Gefühl haben, dass die vorhandenen Einstellungen unpassend sind.

Gehen Sie dafür wie folgt vor:

Drehen Sie das Bohrfutter auf.
Entfernen Sie die Schraube, die das Bohrfutter hält und entfernen Sie das Bohrfutter.
Lösen Sie die beiden Fixierschrauben für die Drehmomenteinstellung.
Drehen Sie die Drehmomenteinstellung ab.
Reinigen Sie die einzelnen Teile sorgfältig.
Montieren Sie die Einzelteile wieder.

Bei hochwertigen Geräten brauchen Sie eine Reinigung und Wartung nicht in Erwägung zu ziehen, dies wäre ein völlig unnötiger Aufwand. Auch das ist ein Grund, warum es sich lohnt, in teurere Markengeräte zu investieren. Sie sind wartungsfrei und dennoch langlebig!

Es gibt allerdings neue Drehmomentschlüssel, die für genau solche Anwendungen gemacht worden sind und sich für mechanische Arbeiten in sehr kleinen und schmalen Bereichen bestens eignen. (#04)

Weitere Anwendungen des Drehmomentschlüssels

Der Drehmomentschlüssel muss bei Weitem nicht nur bei Heimwerkern in der Werkstatt zum Einsatz kommen, wenn sie zweimal im Jahr die Reifen ihres Fahrzeugs wechseln wollen. Die Anwendungsmöglichkeiten im heimischen Umfeld sind deutlich größer und so haben sich inzwischen viele Hersteller auf die Produktion von besonders kleinen und handlichen Drehmomentschlüsseln spezialisiert.

Es gibt sie beispielsweise für die Anwendung an modernen Hightech-Fahrrädern aus Carbon: Dieses Material nimmt es wirklich übel, wenn die Schrauben zu stark eingedreht werden, daher ist es besser, diese über vordefinierte Werte anzuziehen und den Drehmomentschlüssel zu nutzen. Auch Montageteile aus Kunststoff oder Leichtmetall sind sehr empfindlich und reagieren schnell mit Beschädigungen auf zu fest angezogene Schrauben. Wie auch beim Auto und den Reifen gilt hier, dass das Anziehen nach Gefühl eine denkbar schlechte Möglichkeit ist, die Schrauben zu befestigen.

Es gibt allerdings neue Drehmomentschlüssel, die für genau solche Anwendungen gemacht worden sind und sich für mechanische Arbeiten in sehr kleinen und schmalen Bereichen bestens eignen. Sie liegen gut in der Hand und lassen sich daher auch dann anwenden, wenn der Arbeitsbereich eng ist. Das Drehmoment kann variabel eingestellt werden, es gibt diese Modelle aber auch mit einem voreingestellten festen Drehmoment, welches nicht mehr veränderbar ist.

Zu nutzen sind dabei die üblichen Viertelzoll-Bits, die in einem Schnellwechselfutter stecken. Die Mechanik löst aus, wenn das eingestellte Moment erreicht worden ist, das Überrasten ist mit dem bekannten Geräusch gut hörbar. Wer mit dem Werkzeug in eher lauten Umgebungen arbeiten muss, wird sich über die Funktion freuen, die das Überrasten in der Hand spürbar werden lässt.

Die Mini-Schraubendreher und Drehmomentwerkzeuge sind sogar für feinmechanische Arbeiten erhältlich und lassen sich selbst an elektronischen Baugruppen anwenden. Wer mit unterschiedlichen Schraubengrößen arbeitet, nutzt die wechselbaren Bits. Besonderes positiv ist anzumerken, dass die sogenannte ESD-Ausführung gegen elektrostatische Aufladung geschützt ist.

Dieses Beispiel zeigt, dass der Drehmomentschlüssel nicht nur etwas für den Heimwerker ist, bei dem es eher grob zur Sache geht und der größten Wert auf recht viel Leistung legt. Der Schlüssel ist auch von denjenigen gut zu verwenden, die Wert auf feine Arbeiten legen bzw. es nur mit solchen zu tun bekommen.