Ob die Sicherungsmutter wieder drauf darf, entscheidet eine Messung, keine Zählung

Das Dokument ist ein Wartungsdokument für Luftfahrzeuge. Es handelt sich um das FAA-Advisory-Circular AC 43.13-1B, Acceptable Methods, Techniques, and Practices, Aircraft Inspection and Repair, datiert auf den 8. September 1998, 646 Seiten, vollständig kostenlos herunterladbar. Es ist keine Regel für Autos, Maschinen oder Gebäude, und nichts hier sollte auf solche angewandt werden. Wir zitieren es, weil es kostenlos und vollständig ist und weil es bei genau dieser Frage etwas tut, was kaum ein anderes Dokument tut: Es liefert ein messbares Kriterium statt einer Richtlinie.

Wir beurteilen auch nicht das Motorlager aus dem Forumsbeitrag, das wir nicht gesehen haben, und wir bewerten nicht, was der Mechaniker über diese Mutter gesagt hat. Kein Fahrzeug wird genannt.

Dieselbe Anforderung, dreimal, in drei Kapiteln

Vor der Frage der Wiederverwendung steht eine einfachere: Wie weit muss die Mutter aufgeschraubt sein? Das Dokument beantwortet sie dreimal an getrennten Stellen. Dass es eine Wiederholung ist, ist unsere Beobachtung; die drei Sätze stammen aus dem Dokument.

Eine allgemeine Klausel zur Schraubenmontage, eine Klausel speziell zu Fiber- und Nylon-Sicherungsmuttern und eine Klausel zu selbstsichernden Muttern an Motoren. Drei Kapitel, eine Anforderung, jeweils leicht anders formuliert. Ein Dokument, das dasselbe dreimal sagt, zeigt damit, was in der Praxis falsch gemacht wird.

Man beachte allerdings, worauf sich die Regel bezieht: auf die Schraube, die hindurchreicht, nicht darauf, dass die Mutter irgendwo plan aufliegt. Das sind zwei verschiedene Fragen, und das Dokument beantwortet nur die erste.

Die Tabelle, die die Frage der Wiederverwendung beantwortet

Tabelle 7-2 trägt den Titel Minimum prevailing torque values for re-used self-locking nuts (Mindest-Klemmmomente für wiederverwendete selbstsichernde Muttern). Sie enthält eine Feingewinde- und eine Regelgewindereihe mit je neun Größen, in inch-pounds (in·lb).

Diese Unterscheidung verdient einen eigenen Satz, weil beides oft verwechselt wird. Die Tabelle sagt nicht, wie fest die Mutter angezogen wird. Sie nennt den Widerstand, den die Mutter auf einem sauberen Gewinde noch erzeugen können muss, bevor sie wieder in Betrieb gehen darf. Die Anziehdrehmomente stehen an anderer Stelle im Dokument und werden hier nicht wiedergegeben.

Stellt man die beiden Spalten nebeneinander, ergibt sich etwas, und die Differenzen haben wir gebildet. Bei vier Größen verlangen beide Reihen genau denselben Wert: 7/16, 1/2, 3/4 und 7/8. Bei zwei Größen verlangt das Regelgewinde mehr, um 1 beziehungsweise 2 in·lb. Bei den drei größten Abmessungen verlangt das Feingewinde mehr, um 4, 5 und 6. Die beiden Reihen kreuzen sich irgendwo um drei Viertel Zoll, und das Dokument erklärt diesen Verlauf nicht.

Der Wert, den man addiert, ist ein gemessener

Diese Website hat bereits beschrieben, dass das Klemmmoment in einem Datenblatt ein Grenzwert ist und kein Wert zum Addieren. AC 43.13-1B scheint auf den ersten Blick das Gegenteil zu sagen. Sein Anziehverfahren lautet:

Die beiden Dokumente widersprechen sich nicht, und gerade der Unterschied ist der Punkt. Der Katalogwert ist ein Spezifikationsgrenzwert für eine Gesamtheit von Muttern; ihn zu einem Drehmoment zu addieren, ist Rechnen mit der falschen Zahl. Das Reibungsmoment aus Schritt c wird an der Mutter gemessen, die gerade montiert wird, eine Minute vor der Montage. Den einen Wert hat man nachgeschlagen, den anderen selbst ermittelt. Nur der zweite gehört in die Summe.

Der Rest des Verfahrens ist aus demselben Grund nützlich. Gewinde sauber und trocken, sofern der Hersteller nichts anderes vorgibt. Drehmoment wenn möglich an der Mutter statt an der Schraube aufbringen, damit sich die Schraube in der Bohrung weniger mitdreht. Ein gleichmäßiger, ruhiger Zug; tritt Rattern oder ruckartige Bewegung auf, die Mutter lösen und neu anziehen. Ein Hinweis warnt, dass sich das Drehmoment nach der Größe des Schraubenschafts richtet, nicht nach der Schlüsselweite. Und der Drehmomentschlüssel ist mindestens einmal jährlich zu kalibrieren, außerdem sofort, nachdem er unsachgemäß behandelt wurde oder heruntergefallen ist.

Ein weiterer Hinweis in dieser Klausel fasst ein ganzes Thema in drei Zeilen. „Viele Schraubenanwendungen in Flugmotoren erfordern vor der Wiederverwendung eine Längungsprüfung. Diese Anforderung ergibt sich hauptsächlich aus der Längung der Schraube durch Überdrehen.“ (sinngemäß übersetzt) Die Schraube wird vor der Wiederverwendung gemessen, aus demselben Grund wie die Mutter. Wiederverwendung ist in beide Richtungen eine Messung.

Wo eine selbstsichernde Mutter gar nicht erlaubt ist

Klausel 7-64 besteht großenteils aus Verboten, und sie sind konkret genug, um auch außerhalb ihres eigenen Bereichs als Denkweise nützlich zu sein.

• Nicht an Teilen, die sich drehen. Die Klausel beginnt damit, in Großbuchstaben
• Nicht dort, wo eine lose Mutter in den Lufteinlass eines Turbinentriebwerks gesaugt werden könnte. Abgesichert wird nicht gegen das Auseinanderfallen der Verbindung, sondern dagegen, wohin die Teile dann gelangen
• Nicht zur Befestigung von Wartungsklappen oder Türen oder zur Montage von Teilen, die routinemäßig vor oder nach jedem Flug demontiert werden
• Zulässig bei Wälzlagern und Steuerseilrollen, aber nur, wenn der Innenring des Lagers durch Mutter und Schraube an der tragenden Struktur gesichert ist
• Fiber- und Nylonausführungen nicht dort einbauen, wo die Temperatur 250 Grad Fahrenheit übersteigt

Der dritte Punkt ist interessant für alle, die schon einmal eine Nylon-Sicherungsmutter an etwas montiert haben, das sie nächste Woche wieder abbauen wollten. Der Einwand ist nicht, dass sie versagen wird. Er lautet, dass ein Sicherungselement, das durch einmalige Verformung wirkt, die falsche Wahl für eine Verbindung ist, deren Aufgabe es ist, gelöst zu werden.

Die Klausel erklärt die Funktionsweise der Fiberausführung in einem Satz: Der Einsatz hat kein Gewinde und einen kleineren Durchmesser als die Mutter, sodass sich das Gewinde beim Durchdrehen hineinschneidet. Das ist der ganze Mechanismus, und deshalb ist das Kriterium für die Wiederverwendung ein Reibungsmoment und keine Sichtprüfung.

Die zwei Dinge, die nie wiederverwendet werden

Man stelle die Sicherungsmutter ihren Nachbarn im selben Satz gegenüber. Klausel 7-38: „Alle Schrauben und/oder Muttern sichern, außer selbstsichernden Muttern. Splinte und Sicherungsdraht nicht wiederverwenden.“ (sinngemäß übersetzt)

Dort erscheinen drei Sicherungsmittel, und sie werden auf zwei Arten behandelt. Splinte und Sicherungsdraht sind Einwegteile, ohne Ausnahme, und Klausel 8-8 wiederholt es: „Splinte und Sicherungsdraht nicht ein zweites Mal verwenden.“ (sinngemäß übersetzt) Die selbstsichernde Mutter ist die Ausnahme, und selbst diese Ausnahme ist an die Bedingung aus Tabelle 7-2 geknüpft. Sie ist das einzige der drei Mittel, bei dem sich die Frage der Wiederverwendung überhaupt stellt.

Wozu der Draht selbst dient und wo er absichtlich so schwach ausgelegt ist, dass er abschert, ist ein eigenes Thema im selben Kapitel.

Klausel 8-8 enthält noch einen Punkt, der oft übersehen wird: Federscheiben müssen bei der Überholung ersetzt werden, sofern die Herstellerempfehlungen ihre Wiederverwendung nicht erlauben, ebenso flache Kolbenbolzen-Sicherungen aus Stahl.

Und für die Kronenmutter ist die Ausrichtregel ein Bereich statt eines Werts. Die Ausrichtung auf die Splintbohrung beginnt beim empfohlenen Mindestdrehmoment plus Reibungsmoment. „Das Höchstdrehmoment plus Reibungsmoment nicht überschreiten. Fluchten Bohrung und Kronenschlitz nicht, Unterlegscheibe oder Mutter wechseln und erneut versuchen.“ (sinngemäß übersetzt) Wenn der Schlitz nicht passt, ist die Antwort eine andere Scheibe, nicht ein paar Grad mehr.

Was daraus folgt

• Über die Wiederverwendung einer selbstsichernden Mutter entscheidet eine Messung. Eine Fiber- oder Nylon-Sicherungsmutter nicht wiederverwenden, wenn sie das Mindest-Klemmmoment für ihre Gewindegröße nicht erreicht
• Diese Tabelle ist ein Kriterium für die Wiederverwendung, kein Anziehdrehmoment. Es sind zwei verschiedene Zahlen mit verschiedenen Aufgaben
• Die beiden Gewindereihen kreuzen sich. Gleich bei vier Größen, Regelgewinde höher bei zwei, Feingewinde höher bei den drei größten, ohne Erklärung
• Mindestens ein Gewindegang durch die Mutter, dreimal gesagt in drei Kapiteln
• Das Reibungsmoment, das man zu einem Drehmoment addiert, ist an dieser Mutter gemessen, nicht einem Datenblatt entnommen, das einen Grenzwert für eine Gesamtheit angibt
• Splinte und Sicherungsdraht werden nie wiederverwendet, und Federscheiben werden bei der Überholung ersetzt, sofern der Hersteller nichts anderes erlaubt
• Eine Kronenmutter, die nicht fluchtet, braucht eine andere Scheibe, nicht mehr Drehmoment über das Maximum hinaus
• Selbstsichernde Muttern sind falsch für alles, was routinemäßig zerlegt wird, und für Teile, die sich drehen
• Dies ist ein Luftfahrtdokument. Es wird wegen seiner Argumentation zitiert, nicht als Regel für etwas anderes

Die Frage im Forum war, ob man sich Sorgen machen sollte. Diese Seite kann das für ein Auto, das sie nicht gesehen hat, nicht beantworten. Sagen kann sie, dass zumindest in einem Fachgebiet der Streit darüber, ob eine gebrauchte Sicherungsmutter noch eine Sicherungsmutter ist, vor langer Zeit beigelegt wurde, indem man einen Drehmomentschlüssel angesetzt hat.

Dasselbe Dokument behandelt die Kennzeichnung auf dieselbe Weise. Es verwendet nie ein Wort für eine Festigkeitsklasse und verlangt stattdessen die Rückverfolgbarkeit zu einer zugelassenen Bezugsquelle.

Dieser Beitrag gehört nicht zu nur einem der sechs Schritte. Er betrifft mehrere Schritte oder Vorgänge nach der Montage. Die zugrunde liegenden Entscheidungen stehen im englischen Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Darf eine Sicherungsmutter mit Nylonring wiederverwendet werden?

AC 43.13-1B antwortet nicht mit einer Anzahl. Es sagt: Eine Fiber- oder Nylon-Sicherungsmutter nicht wiederverwenden, wenn die Mutter die Mindestwerte des Klemmmoments nicht erreicht, und nennt diese Werte je Gewindegröße in Tabelle 7-2. In diesem Dokument ist Wiederverwendung also eine Messung an der Mutter, die vor einem liegt, nicht eine Zahl bisheriger Montagen.

Wie hoch sind die Mindest-Klemmmomente?

Tabelle 7-2 nennt neun Größen in jeder von zwei Gewindereihen, in in·lb: für die Feingewindereihe 8 bei 7/16, ansteigend auf 94 bei 1 1/4, und für die Regelgewindereihe 8 bei 7/16, ansteigend auf 88 bei 1 1/4. Es ist ein Kriterium für die Wiederverwendung, kein Anziehdrehmoment.

Verlangen Fein- und Regelgewinde dasselbe?

Nicht ganz, und nach unserer Differenzbildung kreuzen sich die Reihen. Gleich sind sie bei 7/16, 1/2, 3/4 und 7/8. Das Regelgewinde verlangt bei 9/16 und 5/8 mehr, um 1 und 2 in·lb. Das Feingewinde verlangt bei 1 Zoll, 1 1/8 und 1 1/4 mehr, um 4, 5 und 6. Das Dokument liefert keine Erklärung.

Wie weit muss eine Mutter auf die Schraube?

Das Dokument sagt, dass mindestens ein Gewindegang der Schraube durch die Mutter ragen sollte, und es sagt das dreimal: in der allgemeinen Klausel zur Schraubenmontage, in der Klausel zu Fiber- und Nylon-Sicherungsmuttern und in der Klausel zu selbstsichernden Muttern an Flugmotoren. Die Regel betrifft die Schraube, die hindurchreicht, nicht die Art, wie die Mutter auf der Fläche aufliegt.

Soll das Klemmmoment zum Anziehdrehmoment addiert werden?

Das sind zwei verschiedene Zahlen. Der Wert in einem Produktdatenblatt ist ein Spezifikationsgrenzwert für eine Gesamtheit von Muttern, und diese Website hat erläutert, warum seine Addition Rechnen mit der falschen Zahl ist. AC 43.13-1B verlangt die Addition des Reibungsmoments, das an der zu montierenden Mutter unmittelbar vor der Montage gemessen wird. Die Summe nennt es Enddrehmoment.

Dürfen Splinte oder Sicherungsdraht wiederverwendet werden?

Nicht nach diesem Dokument. Klausel 7-38 sagt, Splinte und Sicherungsdraht nicht wiederzuverwenden, und Klausel 8-8 wiederholt, dass sie nicht ein zweites Mal verwendet werden. Sie ergänzt, dass Federscheiben bei der Überholung zu ersetzen sind, sofern der Hersteller ihre Wiederverwendung nicht erlaubt.

Was tun, wenn eine Kronenmutter nicht mit der Splintbohrung fluchtet?

Die Klausel gibt einen Bereich statt eines Werts vor. Die Ausrichtung beim empfohlenen Mindestdrehmoment plus Reibungsmoment beginnen und das Höchstdrehmoment plus Reibungsmoment nicht überschreiten. Fluchten Bohrung und Kronenschlitz nicht, die Unterlegscheibe oder die Mutter wechseln und erneut versuchen.

Wo sollte keine selbstsichernde Mutter verwendet werden?

Die Klausel nennt mehrere Fälle: nicht an Teilen, die sich drehen, nicht dort, wo eine lose Mutter in den Lufteinlass eines Turbinentriebwerks gesaugt werden könnte, und nicht zur Befestigung von Wartungsklappen oder Türen oder zur Montage von Teilen, die routinemäßig vor oder nach jedem Flug demontiert werden. Fiber- und Nylonausführungen werden nicht eingebaut, wo die Temperatur 250 Grad Fahrenheit übersteigt.

Gilt das für mein Auto?

Nein, und diese Seite behauptet das auch nicht. AC 43.13-1B ist ein Advisory Circular der FAA zur Inspektion und Reparatur von Luftfahrzeugen. Es wird hier zitiert, weil es vollständig kostenlos lesbar ist und einen verbreiteten Streit mit einer Messung statt mit einer Meinung entscheidet. Es ist keine Regel für ein Fahrzeug, eine Maschine oder ein Gebäude.

Quellen

• FAA AC 43.13-1B, Acceptable Methods, Techniques, and Practices, Aircraft Inspection and Repair, with Change 1. Vollständig, kostenlos, 646 Seiten. Absätze 7-37, 7-38, 7-40, 7-64, 8-8, 8-9 und Tabelle 7-2
• r/MechanicAdvice, wo eine nicht plan aufliegende Sicherungsmutter mit Nylonring die Frage auslöste

AC 43.13-1B wurde vollständig von der FAA heruntergeladen und für die zitierten Absätze gelesen. Es ist ein Dokument zur Inspektion und Reparatur von Luftfahrzeugen. Es ist keine Regel für Autos, Maschinen, Gebäude oder anderes, und nichts auf dieser Seite sollte darauf angewandt werden. Es wird zitiert, weil es kostenlos und vollständig ist und weil es bei der Frage der Wiederverwendung ein messbares Kriterium statt einer Richtlinie liefert. Wir beurteilen nicht das Motorlager aus dem Forumsbeitrag, das wir nicht gesehen haben, wir bewerten nicht, was der Mechaniker über diese bestimmte Mutter gesagt hat, und keine Fahrzeugmarke und kein Modell wird genannt. Die Anziehdrehmomenttabellen dieses Dokuments werden hier nicht wiedergegeben. Tabelle 7-2 wird vollständig zitiert, weil sie ein Kriterium für die Wiederverwendung und kein Anziehdrehmoment ist; der Unterschied wird im Text erläutert. Folgendes sind unsere eigenen Zählungen und Rechnungen, keine Aussagen des Dokuments: dass die Anforderung eines überstehenden Gewindegangs dreimal in drei Kapiteln vorkommt, sowie der Vergleich der Fein- und Regelgewindespalten von Tabelle 7-2 mit vier gleichen Größen, zwei mit höherem Wert beim Regelgewinde und drei mit höherem Wert beim Feingewinde. Das Dokument erklärt dieses Muster nicht, und wir tun es auch nicht. Die von diesem Circular zitierten AN-, MS- und NAS-Teilespezifikationen wurden nicht gelesen. Wir haben den Forumsbeitrag gelesen, nicht die Antworten darauf. Warum der Wert in einem Produktdatenblatt ein Grenzwert und kein Wert zum Addieren ist und wie die Prüfung nach dem fünften Lösen durchgeführt wird, steht auf einer früheren Seite und im Artikel über das Wiedereinsetzen einer Schraube und wird hier nicht wiederholt.