Drehmoment-Rechner — τ = rFsin(θ)

Geben Sie 3 der 4 Größen (Kraft, Hebelarmlänge und Winkel) ein, um die vierte automatisch zu berechnen — inklusive automatischer Umrechnung zwischen N·m und ft·lb.

Typische Anzugsdrehmomente (Referenzwerte)

Anwendung Typisches Drehmoment
Radmuttern (Auto) 100 - 140 N·m(74 - 103 ft·lb)
Zündkerzen 20 - 30 N·m(15 - 22 ft·lb)
Vorbau-Schrauben (Fahrrad) 5 - 6 N·m(3.7 - 4.4 ft·lb)
Gehäuseschrauben (Laptop) 0.2 - 0.3 N·m(0.15 - 0.22 ft·lb)

Tipps zur Nutzung

  • Wählen Sie zuerst die gesuchte Größe (τ, F, r oder θ) — die übrigen drei Eingabefelder erscheinen automatisch.
  • Das Drehmoment ist bei einem Winkel von 90° maximal und fällt bei 0° oder 180° auf null, weil die Kraft dann parallel zum Hebelarm liegt und keine Drehung mehr bewirken kann.
  • Bei der Berechnung des Winkels existieren mathematisch zwei Lösungen, da sinθ = sin(180° − θ) gilt; dieses Tool zeigt stets den Hauptwert zwischen 0° und 90°.
  • Drehmomentschlüssel im Automobilbereich sind oft in ft·lb (Foot-Pound) kalibriert, daher werden Ergebnisse hier immer sowohl in N·m als auch in ft·lb angezeigt.
  • Die Hebelarmlänge ist der senkrechte Abstand vom Drehpunkt zur Wirkungslinie der Kraft — verläuft die Kraft parallel zum Hebel (θ = 0°), entsteht überhaupt keine Drehwirkung.

Häufig gestellte Fragen

Beide teilen sich die Einheit N·m (entspricht einem Joule), messen aber unterschiedliche Dinge: Arbeit ist Kraft entlang der zurückgelegten Strecke eines Objekts, während Drehmoment die Rotationswirkung um einen Drehpunkt beschreibt. Um Verwechslungen zu vermeiden, schreibt man Drehmoment üblicherweise als 'N·m' und Arbeit/Energie als 'J (Joule)', obwohl sie dimensional identisch sind.

Nicht zwangsläufig. r ist genau genommen der senkrechte Abstand vom Drehpunkt zur Wirkungslinie der Kraft. Wird die Kraft schräg angesetzt, ist der effektive Hebelarm kürzer als die physische Länge — nämlich r × sinθ.

Weil das angloamerikanische Maßsystem, besonders in den USA, weit verbreitet ist, sind dort in der Kfz-Werkstatt Drehmomentschlüssel in ft·lb üblich. 1 N·m entspricht etwa 0,7376 ft·lb.

sinθ erreicht bei θ = 90° seinen Maximalwert 1 und nimmt danach wieder ab (θ = 150° ergibt z. B. denselben Sinuswert wie θ = 30°). Da sich die Kraftrichtung dann der Gegenrichtung der Drehung annähert, wird in der Praxis meist nur der Bereich 0°–90° betrachtet.

Das Drehmoment ist null, sobald Kraft, Hebelarmlänge oder sinθ null sind. Insbesondere bei θ = 0° (Kraft parallel zum Arm) oder θ = 180° bewirkt eine aufgebrachte Kraft überhaupt keine Drehung des Objekts.
ツールくん

Übrigens – Warum ein längerer Schlüssel das Lösen von Schrauben erleichtert

Die bekannte Werkstattweisheit, dass ein längerer Schlüsselgriff weniger Kraft zum Lösen einer festsitzenden Schraube erfordert, ist ein direkter, praktischer Ausdruck der Drehmomentformel τ = rFsinθ. Um dasselbe Drehmoment τ zu erzeugen, ist die benötigte Kraft F umgekehrt proportional zur Hebelarmlänge r. Genau deshalb funktioniert der Trick, ein Rohrstück über den Schlüsselgriff zu schieben (ein sogenannter 'Verlängerungshebel'), so gut — allerdings kann das Überschreiten der Konstruktionsgrenzen eines Werkzeugs auf diese Weise zu Bruch oder Unfällen führen, weshalb das Einhalten empfohlener Drehmomentwerte aus Sicherheitsgründen wichtig ist.

Drehmomentschlüssel gelten in der Kfz-Mechanik als unverzichtbares Werkzeug, weil eine zu locker angezogene Schraube sich lösen oder herausfallen kann, während ein zu festes Anziehen die Schraube überdehnen oder das Gewinde beschädigen kann. Hersteller geben für Bauteile wie Radmuttern oder Zylinderkopfschrauben präzise Solldrehmomente an (meist in N·m oder ft·lb), und diesen Wert genau zu treffen, ist entscheidend für die Reparaturqualität.

Das Konzept des Drehmoments geht weit über Technik und Bauwesen hinaus — es findet sich auch im Alltagsdesign wieder. Ein Türgriff sitzt bewusst am Rand der Tür statt in ihrer Mitte, damit die Kraft möglichst weit vom Scharnier (dem Drehpunkt) entfernt angreift, was das Drehmoment bei minimalem Kraftaufwand maximiert und das Öffnen der Tür erleichtert.