Schrauben mit verschiedenen FestigkeitsklassenBei der Suchen nach einer bestimmten Schraube, Mutter oder Gewindestange stößt man immer wieder auf kryptische Zahlenkombinationen wie zum Beispiel 10.9, 4.6 oder 8.8.

Äußerlich ist kein Unterschied zwischen dem Material erkennbar also was sagen diese Werte aus und wofür sind sie gut?

Was bedeuten die Zahlen?

Die Zahlen die in Kombination mit Schrauben zum Beispiel häufig genannt werden, stehen für die Festigkeitsklassen. Beschreibung der Festigkeitsklasse

Diese wird mit einer Zahlenkombination angegeben, die bestimmten Regeln folgt. Sie besteht bei Schrauben und Gewindestangen aus zwei Ziffern, die mit einem Punkt getrennt sind. Der Punkt dient lediglich als Trennzeichen.

Dahinter verbergen sich Informationen über die Zugfestigkeit und die Streckgrenze eines Materials. Diese zwei Werte sind bei der Verarbeitung besonders wichtig.

Bei Muttern hingegen wird die Festigkeitsklasse mit nur einer Ziffer angegeben, da die Streckgrenze bei ihr von keiner großen Relevanz ist.

Durch diese Angaben lassen sich verschiedene Schraubentypen leichter untereinander vergleichen und auf ihren Einsatzzweck abstimmen.

Die Zugfestigkeit

Die erste Zahl vor dem Punkt gibt die maximale Zugfestigkeit eines Materials an. Das ist die Spannung, die ein Werkstoff maximal aufnehmen kann. Wird er über diese Grenze beansprucht, schnürt sich das Material an einem Punkt ein und reist dort anschließend ab. Besonders ärgerlich ist es, wenn beispielsweise der Schraubenkopf abreist und der Rest der Schraube noch im Werkstück steckt.

Die Streckgrenze

Die Zahl nach dem Punkt bezieht sich auf die maximale Streckgrenze eines Materials. Da so gut wie alle Werkstoffe mehr oder weniger dehnbar sind, lässt sich die Streckgrenze am einfachsten anhand eines Gummibandes erklären:

Drei Gewindestangen aus unterschiedlichen MaterialWird das Band zu etwa 20% mit einer Kraft gedehnt, ändert es seine Länge. Entfernt man die Kraft wieder, geht das Band in seine Ursprungsform zurück.

Die maximale Streckgrenze ist dann erreicht, wenn das Band so weit gedehnt wurde, dass es nicht mehr seine ursprüngliche Form einnimmt.

Dieses Verhalten gilt auch für Metalle.

Berechnung einer Schraube / Gewindestange

Zugfestigkeit: Die Berechnung ist ziemlich einfach, da die erste Zahl der Festigkeitsklasse nur mit 100 multipliziert werden muss. Als Ergebnis erscheint die Zugfestigkeit in der Einheit N/mm².

Beispiel:

Festigkeitsklasse 10.9 => 10 x 100 = 1000 N/mm²

Streckgrenze: Zur Berechnung der Streckgrenze werden beide Zahlen der Festigkeitsklasse einfach miteinander multipliziert. Dieses Ergebnis wird dann nochmal mit 10 multipliziert. Wie schon bei der Zugfestigkeit ist auch hier die Einheit N/mm².

Beispiel:

Festigkeitsklasse 10.9 => 10 x 9 x 10 = 900 N/mm²

Weitere Beispiele:

Festigkeitsklasse Zugfestigkeit (N/mm²) Streckgrenze (N/mm²)
4.6 4 x 100 = 400 N/mm² 4 x 6 x 10 = 240 N/mm²
8.8 8 x 100 = 800 N/mm² 8 x 8 x 10 = 640 N/mm²
12.9 12 x 100 = 1200 N/mm² 12 x 9 x 10 = 1080 N/mm²

 

Berechnung einer Mutter

Muttern mit unterschiedlichen Festigkeitklassen

Von Außen ist die Festigkeitsklasse nicht erkennbar.

Muttern werden, anders als Schrauben oder Gewindestangen, nicht mit einer Kombination aus zwei Zahlen angegeben. Die Festigkeitsklasse wird mit nur einer Ziffer dargestellt.

Sie bezieht sich ausschließlich auf die Zugfestigkeit und lässt auf den gleichen Weg wie einer Schraube berechnen.

Zugfestigkeit: Die Zahl muss mit 100 multipliziert werden. Das Ergebnis wird dann wieder in N/mm² angegeben.

Beispiel:

Festigkeitsklasse 8 => 8 x 100 = 800 N/mm²

Tipps:

  • Wenn bei einem Bauteil eine bestimmte Festigkeitsklasse angegeben ist, sollte auch nur diese verwendet werden. Wird eine zu geringe Klasse gewählt, kann das Material schon bei leichter Beanspruchung brechen, die sie eine niedrige Zugfestigkeit und Streckgrenze besitzt.

    Aber auch eine zu hohe Festigkeitsklasse ist nicht ideal, da die Verbindungsmittel oft eine geringere Zähigkeit haben.

  • Ein weiterer Fehler ist, dass Schrauben und Muttern mit unterschiedlichen Festigkeitsklassen eingesetzt werden. Diese sollten immer gleich sein, da bei einer hohen Beanspruchung die unterschiedlichen Eigenschaften zum Problem werden können.


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