Festigkeitsklassen
Jeder von uns hat schon einmal Schrauben in der Hand gehalten. Diese unterscheiden sich durch verschiedene Merkmale:
- Den Durchmesser der Schraube,
- Die Schraubenlänge,
- Das Gewinde (Feingewinde, Rechts-/Linksgewinde …),
- Den Schraubenkopf und damit die Schlüsselweite bzw. das nötige Werkzeug um die Schraube zu öffnen.
Heute möchte ich aber auf eine weitere Eigenschaft eingehen, die wesentlich weniger Beachtet wird aber nicht weniger Wichtig bei der Wahl der richtigen Schraube ist!
Die verschiedenen Festigkeitsklassen
Ist dir die Zahl 8.8 auf dem Schraubenkopf aufgefallen?
Dieser Wert steht für die Festigkeitsklasse der Schraube. Was dieser Wert aussagt und wie diese Zahl 8.8 zusammengesetzt ist erkläre ich dir im Folgenden.
Aus der Kombination dieser beiden Zahlen kannst du also die Zugfestigkeit sowie die Streckgrenze oder Dehngrenze deiner Schraube ausrechnen.
- Die vordere Zahl mit 100 multipliziert ergiebt die Zugfestigkeit.
- Beide Zahlen miteinander und mit 10 multipliziert ergeben für Schrauben:
- Bis 6.8: die Streckgrenze.
- Von 8.8: die Dehngrenze.
Diese Werte haben die Einheit in N/mm².
Hier ist ein kleines Rechenbeispiel, das die Berechnungen zeigt:
Kleine Tabelle zum Thema:
In folgenden Tabellen sind die Festigkeitsklassen mit ihren zugehörigen Werten für Zugfestigkeit, Dehngrenze und Streckgrenze aufgelistet:
| Festigkeitsklasse | Zugfestigkeit | Streckgrenze |
|---|---|---|
| 3.6 | 300 | 180 |
| 4.6 | 400 | 220 |
| 4.8 | 400 | 340 |
| 5.6 | 500 | 300 |
| 5.8 | 500 | 400 |
| 6.8 | 600 | 480 |
| Einheit: | N/mm² | N/mm² |
| Festigkeitsklasse | Zugfestigkeit | 0,2 %-Dehngrenze |
|---|---|---|
| 8.8 | 800 | 640 |
| 9.8 | 900 | 720 |
| 10.9 | 1000 | 900 |
| 12.9 | 1200 | 1080 |
| Einheit: | N/mm² | N/mm² |
Aber was sagen mir jetzt diese Werte?
Die Längenänderung der Schrauben wird in einem Zugversuch gemessen und in ein Kraft-Verlängerungs-Diagramm übertragen. Dieses wird dann ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm umgerechnet. Aus diesem können die gesuchten Werte ausgelesen werden:
- Zugfestigkeit:Dieser Wert gibt die maximale (Zug-)Spannung an, die ein Werkstoff aufnehmen kann ohne zu reißen.
- Streckgrenze:Die maximale Streckgrenze dagegen gibt den Wert an, bis zu dem die Schraube belastet werden kann, ohne eine dauerhafte Verformung aufzuweißen.
- 0.2% Dehngrenze: Diese Grenze gibt an, ab welcher Spannung die Schraube dauerhaft um 0.2% gedehnt ist. Dieser Wert wird dir ab der Klasse 8.8 anstelle der Streckgrenze angegeben.
Eine gute Zusammenfassung darüber findest du hier.
Abhängig von der Festigkeitsklasse (und natürlich dem Gewinde) unterscheidet sich also das maximale Drehmoment, mit dem du die Schraube belasten darfst. Sogar die Zusammensetzung des verwendeten Werkzeugstahls kannst du anhand dieser Kennzahl bestimmen.
Haben auch Muttern eine solche Kennzeichnung?
Auch auf Muttern kannst du eine solche Markierung finden. Sie können aber auch mit der „Uhrzeigermethode“ nach DIN EN ISO 898 gekennzeichnet werden. Oder du findest dort nur eine Kennziffer. Diese bezieht sich dann wie die erste Kennzahl der Schrauben auf die Zugfestigkeit.
Warum muss ich auf die Festigkeitsklasse meiner Schrauben achten?
Wenn in einer Bauteilzeichnung eine Festigkeitsklasse vorgegebn ist, muss diese eingehalten werden.
Schrauben mit zu kleiner Klasse sind für die Belastung in diesem Bauteil nicht ausgelegt. Eine zu hohe Klasse kann dagegen in der Beschädigung des Bauteils resultieren.
Auch solltest du darauf achten, nur Schrauben und Muttern der selben Festigkeitsklasse miteinander zu verschrauben. So ist sichergestellt, dass das angegebene Drehmoment sicher hält.