Lösemoment und Drehmoment: die Zahl ohne Prüfvorschrift

Was Anzugs- und Lösemoment behaupten

Ein Schlagschrauber wird für zwei entgegengesetzte Aufgaben benutzt. Er zieht eine Schraubverbindung an, und er löst eine bestehende. Für beide Richtungen nennen die Hersteller getrennte Zahlen, und die zweite ist fast immer die größere.

Das ist plausibel. Eine festgezogene Verbindung setzt sich über die Zeit, Korrosion zwischen Gewindeflanken erhöht die Reibung, und beim Lösen muss die Haftreibung überwunden werden, bevor sich überhaupt etwas bewegt. Ein Werkzeug, das eine Verbindung mit 400 Newtonmetern angezogen hat, braucht Monate später mehr, um sie wieder aufzubekommen.

Aus dieser plausiblen Physik folgt aber nicht, dass die beiden veröffentlichten Zahlen in einem bestimmten Verhältnis stehen müssten. Sie werden nicht aus einer gemeinsamen Formel abgeleitet. Jeder Hersteller ermittelt sie für sich, unter Bedingungen, die er zum allergrößten Teil nicht offenlegt. Das Ergebnis ist ein Feld, in dem das Verhältnis zwischen beiden Zahlen von eins zu eins bis über drei zu eins reicht.

Anzugsmoment und Lösemoment sind zwei getrennt ermittelte Herstellerangaben, keine zwei Seiten derselben Messung. Wer sie verrechnet, erfindet einen Zusammenhang, den es nicht gibt.

Die Norm, die es gibt — und wen sie ausschließt

Für Werkzeuge an geschraubten Verbindungen existiert eine internationale Leistungsprüfnorm. Sie heißt ISO 5393, trägt im Deutschen den Titel „Drehende Werkzeuge für geschraubte Verbindungen — Leistungsprüfverfahren", steht in der Ausgabe 2017-11 und wurde 2023 von der ISO in ihrem Bestand bestätigt. Sie ersetzt eine Fassung von 1994.

Der Anwendungsbereich ist im frei einsehbaren Abstract auf den Seiten der ISO nachzulesen — der Normwortlaut selbst ist kostenpflichtig und wird hier nicht zitiert. Anwendbar ist die Norm auf Werkzeuge jeder Antriebsart, ausdrücklich einschließlich pneumatischer, hydraulischer und elektrischer sowie akkubetriebener Geräte, im Drehmomentbereich von 0,5 bis 2 000 Newtonmetern — und ausschließlich auf solche, die ihr Moment auf im Wesentlichen kontinuierliche Weise aufbringen.

Nicht anwendbar ist sie auf drei Gruppen, und die Aufzählung liest sich wie die Gliederung dieses Clusters: auf Schlag- und Impulsschrauber, auf Ratschen und Werkzeuge mit Ratschenkupplung, und auf sonstige Werkzeuge, die eine Verbindung in unstetigen Schritten weiterdrehen und dabei bei jedem Schritt die Haftreibung überwinden.

Für die drei Bauformen dieses Clusters heißt das dreierlei. Beim Pistolengerät mit Schlagwerk greift der erste Ausschlusspunkt, weil das Moment aus einer Folge von Schlägen entsteht. Bei der Ratsche greifen gleich zwei, weil sie sowohl Ratsche ist als auch eine Ratschenkupplung trägt. Und das Winkelgerät teilt sich das Schlagwerk mit dem Pistolengerät und damit auch dessen Ausschluss — es unterscheidet sich nur in der Gehäusegeometrie, nicht im Abtriebsprinzip.

Wichtig ist, was daraus nicht folgt. Der Ausschluss ist kein Qualitätsurteil und keine Sicherheitsaussage. Er hat einen technischen Grund: Ein Werkzeug, das seine Kraft in einzelnen Schlägen abgibt, lässt sich mit dem Messaufbau, den diese Norm beschreibt, nicht sinnvoll erfassen. Die Norm sagt nicht, dass diese Werkzeuge schlecht seien. Sie sagt, dass sie mit diesem Verfahren nicht gemessen werden.

Was ISO 5393 tatsächlich misst

Hier wird der Befund noch eine Stufe schärfer, und dieser zweite Punkt wird selten erwähnt. Selbst für die Werkzeuge, die in ihren Anwendungsbereich fallen, misst ISO 5393 nicht, wie viel Drehmoment ein Gerät abgeben kann.

Das Verfahren, das der Anwendungsbereich beschreibt, ermittelt die Wiederholgenauigkeit des Drehmoments — im englischen Original „torque repeatability", in Klammern erläutert als „scatter", also Streuung. Gemessen wird über einen Bereich von Schraubfall-Charakteristiken, über den vom Hersteller angegebenen Einstellbereich und über eine vom Hersteller definierte Zahl von Arbeitszyklen hinweg.

Die Norm beantwortet also die Frage: Wie zuverlässig trifft dieses Werkzeug denselben Wert wieder? Nicht die Frage: Wie hoch ist der höchste Wert, den es erreicht. Für einen Montagebetrieb, der eine Verbindung reproduzierbar auf ein Sollmoment bringen muss, ist die erste Frage die wichtigere. Für den Verkaufsprospekt eines Schlagschraubers ist es die zweite.

Diese Feststellung erklärt einiges an dem, was in den Datenblättern dieses Clusters zu sehen ist. Wo keine Prüfvorschrift existiert, gibt es auch keine gemeinsame Sprache, keine gemeinsamen Feldnamen und keinen Zwang, die Messbedingung offenzulegen. Was folgt, ist die Bestandsaufnahme dieses Zustands über fünfzehn Geräte.

Was in jeder Drehmomentangabe fehlt

Damit ein Drehmomentwert nachvollziehbar wäre, müsste er mindestens vier Angaben mitbringen: die Größe der Prüfschraube, deren Festigkeitsklasse, die Dauer des Anzugs- oder Lösevorgangs und den Betriebsdruck, bei dem gemessen wurde. Über die fünf Pistolengeräte des ersten Vergleichs sieht die Bilanz so aus.

Der Betriebsdruck ist damit der einzige Bezugspunkt, den alle teilen. Das ist wenig, aber es ist nicht nichts: Zwei Geräte, die beide bei 6,3 bar gemessen haben, sind wenigstens in einer Bedingung vergleichbar. Zwei Geräte, von denen eines seinen Wert bei 6,2 und das andere bei 6,3 bar nennt, unterscheiden sich schon in dieser einen.

Bei den Winkel-Schlagschraubern ist die Lage schlechter als bei den Pistolengeräten. Dort nennt genau ein Hersteller eine Prüfbedingung, und zwar in der Form „Lösemoment (maximal) ermittelt mit Schraubengröße M: 16". Die anderen vier nennen ihre Werte ohne jede Bedingung. Die Bauform, deren Kaufgrund die Zugänglichkeit an schwer erreichbaren Verbindungen ist, dokumentiert ihre Leistungswerte am schlechtesten.

Der Faktor zwischen den beiden Zahlen

Wenn Anzugs- und Lösemoment getrennt ermittelt werden und niemand die Bedingungen offenlegt, dann sollte das Verhältnis zwischen beiden über ein Feld hinweg streuen. Genau das tut es — und zwar stärker, als sich mit Setzverhalten und Korrosion erklären lässt.

Über die fünf Pistolengeräte des ersten Vergleichs reicht das Verhältnis von Lösemoment zu Arbeitsmoment von 1,00 bis 3,12. Ein Hersteller nennt für sein empfohlenes Drehmoment 542 Newtonmeter und für das Lösemoment 1 690 — mehr als das Dreifache. Derselbe Hersteller nennt aber auch eine höchste Anzugsstufe von 931 Newtonmetern; misst man gegen die, liegt das Verhältnis bei 1,82 und damit im Feld der anderen. Welche der beiden Zahlen die richtige Bezugsgröße ist, entscheidet der Hersteller, nicht die Norm.

Die übrigen Verhältnisse liegen enger beieinander: 1,54 bei einem Gerät, das mit 410 gegen 630 Newtonmeter antritt, 1,62 bis 1,80 bei einem Premiumgerät je nachdem, ob man gegen seinen Maximal- oder gegen seinen empfohlenen Anzugswert misst. Ein Hersteller nennt gar kein Lösemoment; bei ihm lässt sich das Verhältnis nicht bilden.

Wenn beide Zahlen identisch sind

Ein Gerät des Felds fällt besonders auf. Sein Hersteller nennt Anzugsmoment und Lösemoment mit demselben Wert: 610 Newtonmeter in beide Richtungen. Das Verhältnis liegt damit exakt bei 1,00.

Physikalisch ist das unüblich. Wenn beim Lösen die Haftreibung einer gesetzten Verbindung zu überwinden ist, sollte der Löse- über dem Anzugswert liegen — so verhält es sich bei allen anderen Geräten des Felds, bei denen sich das Verhältnis überhaupt bilden lässt. Ein Wert von 1,00 legt nahe, dass hier nicht zwei getrennte Messungen vorliegen, sondern eine Zahl in zwei Felder eingetragen wurde.

Derselbe Hersteller verfährt bei seiner Ratsche ähnlich: Dort steht ein Wert von 68 Newtonmetern gleichzeitig unter drei verschiedenen Bezeichnungen. Das ist kein Einzelfehler auf einer Produktseite, sondern ein Muster im Haus.

Ein Wert, fünf Feldnamen

Wo keine Norm die Begriffe festlegt, wählt jeder Hersteller seine eigenen. Bei den Druckluftratschen dieses Clusters führt das zu einer Situation, in der die Drehmomentbezeichnung als Vergleichsmerkmal vollständig ausfällt.

Ein Hersteller führt seinen Wert als „Anzugsmoment maximal". Ein zweiter führt denselben Zahlenwert bei einem vergleichbaren Gerät als „Max. Lösemoment", und in der zugehörigen Betriebsanleitung taucht er ein drittes Mal auf als „Tmax,R = Drehmoment im Rechtslauf". Ein dritter schreibt schlicht „Drehmoment". Ein vierter, der sein Datenblatt auf Englisch führt, trennt sauber zwischen „Maximum torque" mit 73 Newtonmetern und „Working torque" mit einer Spanne von 14 bis 61 — als einziger im Feld gibt er überhaupt einen Arbeitsbereich statt eines Punktwerts an.

Und der fünfte nennt, wie erwähnt, denselben Wert unter drei Bezeichnungen gleichzeitig. Damit ist die Bezeichnung im Feld gegenläufig: Zwei Hersteller nennen denselben physikalischen Sachverhalt einmal Anzugs- und einmal Lösemoment. Wer nach Feldnamen sortiert, sortiert Zufall.

Dieselbe Beobachtung wiederholt sich bei den Winkelgeräten, dort mit einer weiteren Variante: Ein Hersteller nennt sein Anzugsmoment „empfohlenes Drehmoment" und setzt daneben ein „max. Löse-Drehmoment". Zwei andere führen schlicht zwei Zahlen ohne nähere Bezeichnung. Welche Zahl in einer Übersicht landet, ist im Vergleich der Winkel-Schlagschrauber deshalb einzeln nachgewiesen, samt dem Feldnamen, unter dem der Hersteller sie führt.

Bei Druckluftratschen taugt die Drehmomentbezeichnung nicht zur Unterscheidung. Die Bauform wird in diesem Cluster deshalb über die Leerlaufdrehzahl bestimmt — die ist im ganzen Feld einheitlich benannt und liegt bei allen fünf Geräten bei 160 Umdrehungen je Minute.

Die dritte Zahl, die nirgends belegt ist

Ein Hersteller des ersten Vergleichs nennt auf derselben Produktseite zwei verschiedene Lösemomente. Im Fließtext der Seite steht ein Wert von 360 Newtonmetern, ausdrücklich als Lösedrehmoment bezeichnet. In der Kennwerttabelle derselben Seite steht 630.

Die 630 sind der Wert, der auch in der Betriebsanleitung und in den technischen Daten auftaucht, dort als „Tmax,R" geführt. Die 360 finden sich sonst nirgends. Sie stehen auffällig nahe an der Modellbezeichnung des Geräts, was eine naheliegende Erklärung wäre — belegen lässt sie sich nicht.

Für den Käufer ist das der praktisch folgenreichste Befund dieses Artikels, weil er nicht theoretisch bleibt: Auf einer einzigen Herstellerseite stehen zwei Zahlen für dieselbe Größe, die um den Faktor 1,75 auseinanderliegen. Welche in eine Vergleichstabelle wandert, entscheidet, wer die Tabelle baut.

Ein Hersteller, der bewusst schweigt

Es gibt in diesem Feld auch den umgekehrten Fall, und er verdient eine faire Darstellung. Ein Premiumhersteller beantwortet in seiner eigenen FAQ die Frage, warum er keine Drehmomentangaben für die einzelnen Leistungsstufen seines Schlagschraubers veröffentlicht. Seine Begründung: Die Luftanlage des Nutzers sei zu variabel, als dass sich für eine einzelne Stufe ein belastbarer Wert angeben ließe.

Das ist eine sachlich begründete Position und deckt sich mit allem, was in diesem Artikel über fehlende Messbedingungen steht. Wer die Bedingungen nicht kontrollieren kann, sollte keine Zahl nennen, die Kontrolle suggeriert.

Nur steht diese Zurückhaltung in Spannung zum eigenen Verhalten desselben Hauses an anderer Stelle: Das Gesamtdrehmoment desselben Geräts wird auf einen Newtonmeter genau publiziert. Wenn die variable Luftanlage die Stufenwerte unbrauchbar macht, macht sie auch die Gesamtangabe nicht präziser. Zwei Wettbewerber nennen ihre Stufenwerte im Übrigen ohne Weiteres.

Die prüfbare Bauform — und warum sie fehlt

Es gibt Druckluftschrauber, die in den Anwendungsbereich von ISO 5393 fallen. Es sind Stab- und Drehschrauber mit Abschaltkupplung: Geräte, die ihr Moment kontinuierlich aufbringen und bei einem eingestellten Wert abschalten, statt zu schlagen. Für sie ist die Norm gemacht, und für sie ist die Frage nach der Wiederholgenauigkeit die richtige.

Diese Bauform hat es in diesem Cluster nicht in einen eigenen Vergleich geschafft, und der Grund ist selbst ein Marktbefund. Bei der Prüfung der Markenbreite zeigte sich, dass die infrage kommenden Anbieter fast sämtlich zu einem einzigen Konzern gehören. Zwei der Marken führten Geräte mit identischen technischen Daten — dasselbe Werkzeug unter zwei Konzernmarken. Von fünf unabhängigen Herstellern, wie sie ein Vergleich in diesem Portal voraussetzt, blieb nichts übrig.

Hinzu kommt der Bezugsweg. Diese Geräte werden über den Industrievertrieb verkauft, häufig auf Anfrage, oft ohne öffentlich einsehbare Kaufseite mit Warenkorb. Für einen Heimwerker oder einen Kleinbetrieb sind sie praktisch nicht beziehbar.

Das ist der eigentliche Befund hinter dem ganzen Cluster. Es ist kein Versagen einzelner Hersteller und kein Vorwurf an den Handel. Es ist eine strukturelle Lücke: Der Normungsapparat hat das Werkzeug erfasst, das in der Serienmontage steht, und nicht das, das in der Hobbywerkstatt und im Kfz-Betrieb benutzt wird.

Wofür die Zahl trotzdem taugt

Aus alledem folgt nicht, dass die Drehmomentangaben wertlos wären. Sie taugen nur für etwas anderes, als sie zu versprechen scheinen.

Innerhalb einer Herstellerlinie sind sie brauchbar. Wenn ein Haus drei Geräte mit 340, 610 und 931 Newtonmetern führt, dann darf man annehmen, dass das mittlere mehr leistet als das kleine und weniger als das große — die Werte stammen aus derselben Hand, vermutlich aus demselben Prüfaufbau. Für die Frage „welches Gerät aus diesem Programm" ist die Zahl aussagekräftig.

Zwischen Herstellern ist sie es nicht. Ein Wert von 1 690 Newtonmetern des einen Hauses und einer von 1 100 des anderen sagen nicht, dass das erste Gerät die stärkere Verbindung löst. Sie sagen, dass zwei Firmen unter unbekannten und mit hoher Wahrscheinlichkeit verschiedenen Bedingungen gemessen haben.

Als Größenordnung bleibt sie nützlich. Der Unterschied zwischen einem Gerät mit 70 Newtonmetern und einem mit 600 ist keine Messfrage, sondern eine Klassenfrage — das eine ist eine Ratsche für Verkleidungen und Getriebeteile, das andere ein Schlagschrauber für Radmuttern. Diese Einordnung trägt die Zahl zuverlässig.

Der Fall, um den es meistens geht

Der weitaus häufigste Anlass, einen Druckluft-Schlagschrauber zu kaufen, ist der Radwechsel. Es lohnt sich, diesen Fall einmal durchzudenken, weil er zeigt, wie wenig die großen Zahlen mit der Aufgabe zu tun haben.

Die Anzugswerte für Radschrauben und Radmuttern stehen im Handbuch des jeweiligen Fahrzeugs. Bei Personenwagen liegen sie typischerweise im unteren dreistelligen Bereich. Zum Lösen wird mehr gebraucht als zum Anziehen, weil sich die Verbindung gesetzt hat und Korrosion zwischen Bolzen und Felge dazukommt — aber der Bedarf bewegt sich damit noch immer nicht in der Größenordnung, mit der die Verpackungen werben.

Entscheidend ist der zweite Teil: Angezogen wird nicht mit dem Schlagschrauber. Das Anziehen von Radschrauben gehört an den Drehmomentschlüssel, weil dort der Sollwert eingehalten werden muss und ein Schlagschrauber genau das nicht kann — er hat, wie dieser ganze Artikel zeigt, keine geprüfte Beziehung zwischen Einstellung und abgegebenem Moment.

Der Schlagschrauber löst, der Drehmomentschlüssel zieht an. Wer so arbeitet, braucht vom Gerät ein ausreichendes Lösemoment und keine Präzision — und genau das ist die Eigenschaft, die es zuverlässig liefert.

Für die Verschraubungen, an die der Pistolenschrauber schlicht nicht herankommt — im Motorraum, hinter Verkleidungen, an Getriebeglocken — gibt es zwei eigene Bauformen. Die Druckluftratsche arbeitet mit rund 160 Umdrehungen je Minute und damit etwa vierzigmal langsamer als das Pistolengerät; sie ersetzt die Knarre, nicht den Schlagschrauber. Ihre Drehmomentwerte liegen im zweistelligen Bereich, und das ist keine Schwäche, sondern die Aufgabe.

Wer regelmäßig an Nutzfahrzeugen oder an festgerosteten Fahrwerksteilen arbeitet, braucht mehr Reserve. Auch dann gilt: Die Reserve wählt man über die Geräteklasse und die Verarbeitung, nicht über den Vergleich zweier vierstelliger Zahlen aus zwei verschiedenen Häusern.

Ein Datenblatt in fünf Schritten lesen

Zum Schluss die praktische Anwendung. Wenn Sie vor zwei Datenblättern stehen, arbeiten Sie diese fünf Schritte in dieser Reihenfolge ab.

Erstens: Feldnamen vergleichen, nicht Zahlen. Steht auf beiden Blättern dasselbe Wort? „Anzugsmoment maximal" und „Max. Lösemoment" sind verschiedene Größen. Wenn die Feldnamen nicht übereinstimmen, ist der Vergleich an dieser Stelle beendet.

Zweitens: Nach der Schraubengröße suchen. Steht sie da? Steht sie bei beiden? Bezieht sie sich ausdrücklich auf den Wert, neben dem sie steht — oder steht sie irgendwo anders in der Tabelle? Ein Hersteller dieses Clusters ordnet die Schraubengröße ausdrücklich dem Lösemoment zu; ein anderer schreibt dieselbe Angabe ohne jede Zuordnung hin.

Drittens: Den Betriebsdruck abgleichen. 6,2 gegen 6,3 bar ist ein kleiner Unterschied, aber er ist der einzige dokumentierte, den Sie überhaupt prüfen können. Notieren Sie ihn, denn er ist auch die Bedingung, unter der die Vibrationswerte ermittelt wurden — und die ist bei der Kaufentscheidung wichtiger als das Drehmoment.

Viertens: Nach einer zweiten Zahl für dieselbe Größe suchen. Sehen Sie sich Fließtext, Kennwerttabelle und Betriebsanleitung an. In diesem Cluster haben zwei von fünfzehn Geräten innerhalb der eigenen Unterlagen widersprüchliche Drehmomentangaben. Wenn Sie eine zweite Zahl finden, nehmen Sie die aus der Anleitung.

Fünftens: Die Größenordnung gegen die eigene Aufgabe halten. Nicht die größte Zahl gewinnt, sondern die Klasse, die zur Arbeit passt. Für die Auswahl der Klasse führt dieses Portal drei Vergleiche: die Pistolengeräte für Radmuttern und Fahrwerk, die Ratschen für beengte Verschraubungen und die Winkelgeräte für den Motorraum. Wie sich die drei im Datenblatt auseinanderhalten lassen und in welcher Reihenfolge man überhaupt entscheidet, steht in der Übersicht zu Druckluftschraubern.

Zwei Kennwerte sind für die Kaufentscheidung wichtiger als das Drehmoment, und beide haben einen eigenen Artikel. Der Luftverbrauch entscheidet darüber, ob Ihr Kompressor das Gerät überhaupt versorgen kann. Er ist im Feld ähnlich schlecht dokumentiert wie das Drehmoment: Ein Hersteller nennt für dasselbe Gerät 99 und 538 Liter je Minute, je nachdem ob er den Durchschnitt oder den Wert unter Last meint. Faktor 5,4 — und in Vergleichslisten landet regelmäßig der niedrige.

Die Hand-Arm-Vibration entscheidet darüber, wie lange Sie am Stück arbeiten dürfen. Sie ist der einzige Kennwert dieses Clusters mit einem rechtsverbindlichen Grenzwert, und anders als beim Drehmoment gibt es hier sehr wohl eine Messnorm. Das Problem verschiebt sich damit nur: Der genormte Wert ist ein Emissionswert aus dem Labor, der Grenzwert dagegen ein Tagesexpositionswert. Wer beide gleichsetzt, liest die Zahl falsch — in die eine wie in die andere Richtung.