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Festigkeitsklassen der Schrauben (4,6–12,9)
Ermitteln Sie die mechanischen Eigenschaften für jede Schraubenfestigkeitsklasse gemäß ISO 898-1 – Zugfestigkeit, Streckgrenze, Prüfspannung, Härte – und berechnen Sie die Prüflast für jede metrische Gewindegröße.
Dieser Rechner wurde vom Engineering-Team von Vibromera, den Herstellern der tragbaren Balanset-Auswuchtgeräte, entwickelt und geprüft.
Ergebnisse
| Klasse | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | Sp (MPa) | Dehnung in % | HRC | Material |
|---|
Lesen der Festigkeitsklassenbezeichnung
Das Zwei-Zahlen-System (z. B. 8.8) kodiert die wichtigsten mechanischen Eigenschaften der Schraube:
Für Klasse 8.8: Rm = 8 × 100 = 800 MPa, Rp0,2 = 8 × 8 × 10 = 640 MPa.
Berechnung der Prüflast
Die Prüflast ist die maximale Kraft, die eine Schraube ohne bleibende Verformung aushalten muss:
Wo Sp ist die Prüfspannung und As ist die Zugspannungsfläche gemäß ISO 898-1.
Maximale Zugbelastung
Gegeben: Klasse 8.8, M12 (As = 84,3 mm²), d ≤ 16 mm → Sp = 580 MPa
Prüflast Fp = 580 × 84,3 = 48.894 N ≈ 48,9 kN
Zugkraft Ft = 800 × 84,3 = 67.440 N ≈ 67,4 kN
⚠️ Hinweis: Für die Klasse 8.8, Sp = 580 MPa für d ≤ 16 mm und Sp = 600 MPa für d > 16 mm. Dies liegt daran, dass größere Schrauben ein höheres Verhältnis von härtbarem zu Gesamtquerschnitt aufweisen.
ℹ️ Design-Tipp: Die typische Schraubenvorspannung beträgt 75–90 % der Prüflast. Die Prüflast darf beim Anziehen niemals überschritten werden. Verwenden Sie für kritische Verbindungen kalibrierte Drehmomentschlüssel oder führen Sie das Anziehen winkelgesteuert durch.
Die Bezeichnung folgt einem Zahlencode gemäß ISO 898-1:
- Erste Zahl × 100 = Nennzugfestigkeit Rm in MPa
- Erste × zweite Zahl × 10 = Nennstreckgrenze (Dehngrenze) Rp0.2 in MPa
Für die Festigkeitsklasse 8.8 gilt: Rm = 8 × 100 = 800 MPa, Rp0.2 = 8 × 8 × 10 = 640 MPa.
Die zweite Zahl gibt somit das Streckgrenzenverhältnis an (0.8 = 80%).
Rp0.2 (Dehngrenze / Streckgrenze) ist die Spannung, die eine bleibende Dehnung von 0,2% verursacht — ermittelt im Zugversuch.
Sp (Prüfspannung) ist eine niedrigere, garantierte Mindestspannung, der die Schraube ohne messbare bleibende Dehnung standhalten muss — verwendet für den Prüflastversuch nach ISO 898-1.
Typischerweise beträgt Sp ≈ 90–95% von Rp0.2. Die Prüflast Fp = Sp × As ist der maßgebliche Kennwert für die Schraubenspezifikation.
8.8 ist die am häufigsten verwendete Festigkeitsklasse im allgemeinen Maschinenbau:
- Gute Festigkeit (Rm = 800 MPa) bei ausreichender Zähigkeit
- Geeignet für die meisten Maschinengestelle, Flansche und Konsolen
- Wirtschaftlich und überall verfügbar
10.9 wird eingesetzt, wenn höhere Klemmkräfte erforderlich sind:
- Automobilbau an Motor und Fahrwerk (OEM-Standard)
- Planmäßig vorgespannte Stahlbauverbindungen (EN 14399)
- Stark schwingungsbeanspruchte Verbindungen mit höherer erforderlicher Vorspannkraft
- Bauraumbegrenzte Verbindungen (kleinere Schraube bei gleicher Kraft)
12.9 ist für höchste Beanspruchungen vorgesehen, bei denen eine maximale Vorspannkraft pro Schraube entscheidend ist, z. B. im Präzisionsmaschinenbau und Motorsport.
Gemäß ISO 898-1 müssen Sechskantschrauben dauerhaft gekennzeichnet sein mit:
- Festigkeitsklasse — z. B. “8.8”, “10.9”, “12.9”
- Herstellerzeichen — Symbol oder Kennbuchstaben
Ort der Kennzeichnung: Oberseite oder Seitenfläche des Sechskantkopfes. Zylinderschrauben mit Innensechskant: seitlich am Kopf oder in der Schlüsselvertiefung.
Nicht gekennzeichnete Schrauben sind höchstens als Festigkeitsklasse ≤ 4.6 einzustufen und dürfen nicht in tragenden Konstruktionen verwendet werden.
Prüflast Fp = Sp × As
- Sp = Prüfspannung (MPa) nach ISO 898-1 für die gewählte Festigkeitsklasse
- As = Spannungsquerschnitt (mm²) für die Gewindegröße nach ISO 898-1
- Das Ergebnis ist in Newton (÷ 1000 für kN)
Beim Prüflastversuch nach ISO 898-1 wird diese Kraft 15 Sekunden lang axial aufgebracht. Die Schraube darf danach keine bleibende Längung aufweisen.
Die auf dieser Seite beschriebenen Verfahren wurden vom Vibromera-Team entwickelt und im Praxiseinsatz getestet, unter Verwendung des Balanset-1A, eines tragbaren Zweikanal-Auswuchtgeräts und Schwingungsanalysators für die Vor-Ort-Rotorauswuchtung.
Professionelle Feldauswuchtgeräte und -software. Im Einsatz in über 50 Ländern.
