Schrauben sind überall. Sie halten Brücken zusammen, sichern Flugzeugteile, befestigen Maschinen in Fabriken. Und doch: Mit ihnen wird mehr Schindluder getrieben als mit so manchem anderen Maschinenelement. Das Tückische dabei ist, dass eine „einfache Schraube“ gar nicht so einfach ist. Hinter diesem unscheinbaren Zylinder mit Gewinde stecken Physik, Material, Reibung und jede Menge praktischer Fallstricke. Dieser Beitrag erklärt, warum Schraubverbindungen tückisch sind, wie die Kraft beim Anziehen mit der tatsächlichen Haltkraft zusammenhängt – und warum Ihre Schraube manchmal einfach nicht die Kraft hat, die Sie von ihr erwarten.
Die Tücken und häufigen Fehler in der Praxis
Trotz korrekter Anzugsparameter entstehen regelmäßig Versagensausfälle in der Schraubverbindung mit teuren Konsequenzen – ungeplante Ausfallzeiten, Sicherheitsrisiken oder Rückrufaktionen. Die Probleme entstehen selten aus Bosheit, sondern aus einer Mischung aus Nachlässigkeit und mangelndem Verständnis für die Zusammenhänge.
Der menschliche Faktor: Ein klassisches Beispiel – ein Mitarbeiter findet das Quietschen beim Anziehen störend und schmiert die Schrauben mit Graphitpaste. Eine praktische Idee mit fatalen Folgen: Diese Schmierung reduziert die Reibung massiv, die Schrauben lockern sich, und eine Verkehrsleitbrücke kollabiert. Das ist keine theoretische Übung, sondern ein dokumentierter Fall. Alles nur, weil jemand das Quietschen vermeiden wollte.
Materialfehler, Werkzeug und Oberflächenbeschaffenheit: Günstige oder falsch behandelte Schrauben können Stunden nach dem Anziehen versagen. Ein billiger Schraubendreher erzeugt Streuungen von über 25%, ein alter Schlagschrauber sogar über 60%. Auch raue Oberflächen oder fehlende Deckungsgleichheit von Bohrungen führen zu unerwarteten Problemen. Wenn zwei Bauteile nicht exakt aufeinander liegen, wird zunächst viel Kraft benötigt, um sie auszurichten – diese Kraft ist dann verbraucht, bevor die Haltkraft überhaupt anfängt.
Das Geheimnis: Drehmoment und Vorspannkraft
Dies ist das Herzstück der Schraubenmontage und die größte Quelle der Verwirrung. Hier passiert etwas Seltsames, das gegen die Intuition läuft.
Wenn Sie eine Schraube mit Ihrem Werkzeug anziehen, wird 100% Kraft eingebracht. Diese verteilt sich wie folgt:
- Nur etwa 10% dieser Kraft erzeugen die tatsächliche Haltkraft
- Etwa 90% werden durch Reibung aufgebraucht
Das klingt wie ein schlechtes Geschäft. Tatsächlich ist es aber genau das, was funktioniert: Ohne diese Reibung würde sich die Schraube von selbst wieder lockern. Reibung ist der unsichtbare Sicherheitsbeamte, der die Schraube auf ihrem Platz hält.
Das zentrale Problem: Wenn Sie die Reibung nicht kennen, wissen Sie nicht, wie fest die Schraube wirklich sitzt. Ein konkretes Zahlenbeispiel zeigt das Drama: Eine M10-Schraube wird mit exakt 40 Newtonmeter angezogen. Wenn die Reibungszahl nur um 10% schwankt (völlig realistisch), springt die tatsächliche Haltkraft um etwa 40% nach oben oder unten. Das bedeutet: Das gleiche Drehmoment kann unter verschiedenen Bedingungen völlig unterschiedliche Ergebnisse liefern.
Wie Profis damit umgehen: Spezialisierte Anbieter wie PLARAD nutzen deshalb Drehmoment-plus-Winkel-Verfahren, echtzeitgesteuerte Montagesysteme und Reibungsmessungen vor Ort. Diese professionellen Lösungen ermöglichen präzise Ergebnisse und schließen klassische Fehlerquellen systematisch aus. Wer sich ausschließlich auf ein einfaches mechanisches Drehmoment-Messsystem verlässt, praktiziert letztlich kontrolliertes Roulette.
Die Einflussfaktoren
Eine Schraubverbindung ist ein Zusammenspiel vieler Variablen. Material, Festigkeitsklasse und Oberflächenbehandlung spielen eine Rolle. Temperatur ist ein stiller Veränderer – höhere Temperaturen erhöhen die Reibung, metallische Ausdehnung erzeugt zusätzliche Spannungen. Eine Maschine, die bei 20 °C verschraubt und bei 80 °C betrieben wird, verliert 15–30% Vorspannkraft – einfach, weil sich die Materialien unterschiedlich ausdehnen.
Das Montageverfahren bestimmt die Genauigkeit: Ein manuelles Drehmoment-Messsystem hat ±25–35% Streuung, während streckgrenzengesteuerte Systeme nur ±8–12% erreichen. Auch Setzverluste sind wichtig – nach der Montage sinkt die Haltkraft um 5–20%, weil das Material sich minimal verformt.
Warum Schrauben brechen
Der statische Zugbruch: Eine Schraube wird übermäßig vorgespannt oder trägt zu viel Last. Das Problem ist die extreme Spannungskonzentration im Schraubengewinde – die Kraft konzentriert sich an einer Stelle, statt gleichmäßig verteilt zu sein. Bei Biegung kann die Spannung bis zum 4,6-fachen höher sein als im Schaftquerschnitt. Eine Schraube mit Gewinde ist unter Biegung daher deutlich schwächer, als ihr reiner Querschnitt suggerieren würde.
Der Ermüdungsbruch: Wenn eine Schraube über längere Zeit Vibrationen oder zyklischen Belastungen ausgesetzt ist, entstehen winzige Risse. Mit jeder Belastung wachsen diese Risse mikroskopisch. Irgendwann ist die Schraube so geschwächt, dass sie plötzlich bricht – ohne Vorwarnung. Hochfeste Schrauben sind besonders anfällig, da ihnen das Verformungsvermögen fehlt.
Wasserstoffversprödung: Hochfeste Stahlschrauben können während galvanischer Beschichtung oder bei längerer Lagerung in feuchter Umgebung Wasserstoff aufnehmen. Dieser Wasserstoff macht das Material spröde wie Glas. Das kritische Szenario: Die Schraube sieht nach der Montage perfekt aus und bricht dann Stunden oder Tage später einfach – ohne Vorwarnung.
Fazit: Die Schraube und der Prozess
Schraubverbindungen sind in vielen Organisationen unterschätzt. Nach außen hin wirkt eine Schraube einfach und unspektakulär. Tatsächlich ist sie ein komplexes System mit vielen Abhängigkeiten.
Die häufigsten Versagensausfälle entstehen nicht aus mangelndem theoretischem Wissen, sondern aus fehlender Aufmerksamkeit für die Details: Reibung wird nicht richtig berücksichtigt, falsches Werkzeug wird verwendet, Mitarbeiter verstehen die Zusammenhänge nicht, Oberflächenbehandlung wird unterschätzt, oder es gibt keine echte Validierung des Ergebnisses.
Die gute Nachricht: Mit modernen Technologien und strukturierter Planung lässt sich diese Komplexität sehr gut handhaben. Erfahrene Anbieter haben in diesem Bereich spezialisierte Montagesysteme entwickelt, die Drehmoment, Winkel und Reibung in Echtzeit kontrollieren – und damit die klassischen Fehler systematisch ausschließen. Sie benötigen keinen extremen Aufwand – Sie benötigen einen durchdachten Prozess.
Die beste Schraube ist nicht die mit den eindrucksvollsten Spezifikationen. Die beste Schraube ist diejenige, bei der der gesamte Montageprozess – von der Auswahl über die Kalibrierung bis zur Kontrolle – richtig geplant und umgesetzt ist. Mit den richtigen Prozessen erfüllt eine Schraube zuverlässig ihre Aufgabe. Ohne sie wird die Realität Ihnen früher oder später zeigen, wo die Schwachstellen liegen.
