1 N·m in allen Einheiten
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Beliebte Umrechnungen
3 PaareNewtonmeter ↔ Pfund-Fuß
N·m ↔ lb·ft
Kilogramm-Kraft-Meter ↔ Newtonmeter
kgf·m ↔ N·m
Newtonmeter ↔ Kilonewtonmeter
N·m ↔ kN·m
Einheitenleitfäden
4 EinheitenKurz erklärt: drehmomenteinheiten und umrechnungen
Drehmoment ist eine abgeleitete physikalische Größe, die die Drehwirkung einer Kraft um eine Achse beschreibt. Es begegnet einem in vielen technischen und alltäglichen Anwendungen, von der Motorleistung bis zu Anzugswerten von Schrauben.
Im Internationalen Einheitensystem ist die abgeleitete Einheit des Drehmoments das Newtonmeter (N·m); in der Fahrzeugtechnik ist zudem Kilogramm-Kraft-Meter (kgf·m), in der US-amerikanischen Technik Pfund-Fuß (lb-ft) gebräuchlich.
- Physikalische Größe
- Drehmoment
- Dimensionssymbol
- [ML²T⁻²]
- Abgeleitete SI-Einheit
- Newtonmeter
- SI-Einheitensymbol
- N·m
- Grundformel
- Drehmoment (τ) = Kraft × Hebelarm (Abstand)
Was ist Drehmoment?
Drehmoment ist die Drehwirkung, die eine Kraft um eine Drehachse ausübt, und wird mit dem Symbol τ (Tau) dargestellt. Die Formel lautet τ = F × r, wobei F die wirkende Kraft und r der senkrechte Abstand (Hebelarm) zwischen Angriffspunkt der Kraft und Drehachse ist.
Eine Kraft gleicher Größe erzeugt ein größeres Drehmoment, wenn sie an einem weiter von der Drehachse entfernten Punkt angreift. Dieses Prinzip wird Hebelwirkung genannt und erklärt, warum ein langer Schraubenschlüssel das Lösen einer Mutter erleichtert.
Die SI-Einheit des Drehmoments: Newtonmeter
Newtonmeter (N·m) ist die abgeleitete SI-Einheit des Drehmoments; sie entspricht dem Drehmoment, das entsteht, wenn eine Kraft von 1 Newton in 1 Meter Abstand von der Drehachse angreift.
Newtonmeter hat dieselbe dimensionale Darstellung (N·m) wie die SI-Basisentsprechung der Energieeinheit Joule; Drehmoment und Energie sind jedoch völlig unterschiedliche physikalische Größen -- deshalb wird Drehmoment niemals in 'Joule' angegeben, sondern stets als N·m geschrieben.
Warum sollte Drehmoment nicht mit Joule verwechselt werden?
Energie ist das Skalarprodukt aus einer Kraft und der Verschiebung in Richtung dieser Kraft (ergibt eine Zahl); Drehmoment ist dagegen das Vektorprodukt aus einer Kraft und dem Hebelarm (ergibt eine gerichtete Größe). Beide werden mathematisch aus unterschiedlichen Operationen abgeleitet (Skalarprodukt gegenüber Vektorprodukt).
Wegen dieses konzeptionellen Unterschieds können Drehmoment und Energie trotz gleicher Zahlenwert-Einheit (N·m) nicht gegeneinander ausgetauscht werden -- ein Motordrehmoment von 300 N·m bedeutet nicht 300 Joule Energie.
Motordrehmoment und Anwendung im Fahrzeugbau
Das Motordrehmoment eines Fahrzeugs zeigt, wie viel 'Zugkraft' oder Beschleunigungsvermögen der Motor liefert; hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl ist meist wichtig für zügiges Anfahren und Bergfahrten.
Der Zusammenhang zwischen Drehmoment und Leistung (PS) hängt von der Drehzahl (U/min) ab: Leistung = Drehmoment × Winkelgeschwindigkeit. Deshalb werden Drehmoment- und Leistungskurve eines Motors gemeinsam betrachtet, um sein Verhalten bei unterschiedlichen Drehzahlen zu verstehen.
Drehmomentschlüssel und Schraubenanzug
Drehmomentschlüssel werden verwendet, um eine Schraube oder Mutter genau bis zum vom Hersteller vorgegebenen Drehmomentwert anzuziehen; das verhindert sowohl ein Lösen durch zu geringes als auch eine Beschädigung von Schraube oder Gewinde durch zu starkes Anziehen.
In Fahrzeug- und Maschinenbau gibt es für jede Schraubverbindung (etwa Radschrauben oder Zylinderkopfdeckel) einen vom Hersteller festgelegten genauen Drehmomentwert (meist in N·m); wird dieser über- oder unterschritten, kann das ein Sicherheitsrisiko darstellen.
Kilogramm-Kraft-Meter und Pfund-Fuß
Kilogramm-Kraft-Meter (kgf·m) ist eine gravitationsbasierte Drehmomenteinheit, die vor allem in einigen (europäischen und asiatischen) Fahrzeugkatalogen noch verwendet wird; 1 kgf·m entspricht genau 9,80665 N·m.
Pfund-Fuß (lb-ft) ist die in der US-amerikanischen Fahrzeug- und Maschinenbautechnik standardmäßig verwendete Drehmomenteinheit; 1 lb-ft entspricht etwa 1,355818 N·m. Beim Interpretieren von Drehmomentwerten aus US-amerikanischen Motorkatalogen ist die korrekte Umrechnung in N·m wichtig.
Wie wird Drehmoment gemessen?
Zur Drehmomentmessung werden Drehmomentschlüssel (einfach mechanisch oder digital), Drehmomentsensoren (auf Basis von Dehnungsmessstreifen) und Dynamometer eingesetzt. Auf Motorprüfständen können Dynamometer das Drehmoment und die Leistungsabgabe eines Motors bei unterschiedlichen Drehzahlen gleichzeitig messen.
In präzisionskritischen industriellen Anwendungen (etwa Luftfahrt oder Medizintechnikfertigung) können digitale Drehmomentschlüssel das aufgebrachte Drehmoment in Echtzeit anzeigen und bei Überschreiten des festgelegten Werts warnen.