In der Welt des Handwerks und der Industrie sind Schrauben unverzichtbar. Sie halten alles zusammen, von einfachen Möbelstücken bis hin zu komplexen Maschinen. Doch nicht alle Schrauben sind gleich, und ihre Qualität spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherheit und Langlebigkeit Ihrer Projekte.
Wenn Sie schon einmal die verschiedenen Zahlen auf einer Schraubenverpackung gesehen haben, haben Sie sich vielleicht gefragt: Was bedeuten diese eigentlich? Warum ist es wichtig, beim Kauf nicht nur auf die Größe oder die DIN-Norm zu achten? Es ist entscheidend, die Bedeutung der Festigkeitsklasse zu verstehen und die richtige Wahl für Ihr Projekt zu treffen.
Inhaltsverzeichnis
Das Wichtigste in Kürze
- Achten Sie darauf, Schrauben nach ihrer Festigkeitsklasse auszuwählen, um die Stabilität und Sicherheit Ihrer Projekte zu sichern.
- Die Festigkeitsklasse zeigt, wie stark eine Schraube belastet werden kann, bevor sie nachgibt.
- Vermeiden Sie häufige Fehler wie die Unterschätzung der Last oder das Übersehen von Umgebungsfaktoren.
Was bedeuten die Zahlen der Festigkeitsklasse?
Die Festigkeitsklasse bestimmt die verschiedenen Einsatzgebiete und gibt Auskunft über die Haltbarkeit, die Beanspruchung und regelt die Sicherheit. Gemäß ihrer spezifischen Festigkeit werden Schrauben genauso wie Muttern in Festigkeitsklassen eingeteilt. Diese werden mit zwei Zahlen bezeichnet, welche durch einen Punkt getrennt sind.
So kann auf einer Schrauben-Verpackung beispielsweise die Nummer 8.8 stehen. Die Festigkeitsklassen reichen von 4.6 bis zu 12.9 und bestimmen die jeweilige Zugfestigkeit und die Streckgrenze des Materials.
Festigkeitsklassen unterliegen der DIN-Norm und gelten daher einheitlich in allen europäischen Ländern. Je höher die Zugfestigkeit einer Schraube ist, umso höher ist auch die Streckgrenze. Ein identisches Verhältnis von Zugfestigkeit und Streckgrenze würde theoretisch dann auftreten, wenn die Zahl hinter dem Punkt 10 entspricht, also beispielsweise 8.10.
Zugfestigkeit und Streckgrenze
- Die Zahl nach dem Punkt steht für die Streckgrenze bzw. Dehngrenze, eines Materials. Diese gibt den maximalen Spannungswert an, welchen die Schraube aushält.
- Die Zugfestigkeit bestimmt die Spannung, die ein Material maximal aufnehmen kann. Das Material muss also sowohl reißfest, als auch elastisch sein, das heißt nach einer Dehnung wieder in die Ausgangslage zurück gehen.
Die Festigkeit der Schraube muss direkt auf dem Schraubenkopf sichtbar sein. Häufig wird diese eingestanzt, sodass sie auf den ersten Blick erkennbar ist. Die Ziffer vor dem Punkt wird mit 100 multipliziert und gibt die Zugfestigkeit in N/mm² an. Die Ziffer nach dem Punkt bezeichnet die Mindeststreckgrenze. Früher wurden Schrauben mit nur einer Ziffer und einem Großbuchstaben benannt.
Wie wähle ich die richtige Festigkeitsklasse für meine Projekte?
Bei der Auswahl von Schrauben für ein Projekt ist die Festigkeitsklasse einer der kritischsten Faktoren, die berücksichtigt werden müssen. Die Festigkeitsklasse einer Schraube gibt an, wie stark sie belastet werden kann, bevor sie sich verformt oder bricht, was in Anwendungen, die Haltbarkeit und Sicherheit erfordern, entscheidend ist.
Was ist bei der Wahl der Festigkeitsklasse zu beachten?
- Die Last, die die Schraube tragen wird: Bewerten Sie das Gewicht und die Kräfte, die die Schraube aushalten muss. Bei schweren Konstruktionen oder industriellen Maschinen ist es entscheidend, Schrauben mit hoher Festigkeitsklasse zu verwenden, um die Stabilität zu gewährleisten.
- Zu verbindende Materialien: Die Festigkeit des Materials, an dem die Schraube angebracht wird, spielt ebenfalls eine wichtige Rolle. Bei harten Materialien sind Schrauben mit höheren Festigkeitsklassen erforderlich, um Verformungen oder Beschädigungen zu vermeiden.
- Umgebungsbedingungen: Faktoren wie Feuchtigkeit, Korrosion oder extreme Temperaturen können die Leistung der Schrauben beeinträchtigen. In solchen Fällen ist es wichtig, neben der Festigkeitsklasse auch auf korrosionsbeständige Beschichtungen oder Materialien zu achten.
- Normen und Vorschriften: In einigen Projekten, insbesondere im Bauwesen oder in speziellen Industriebereichen, müssen gesetzliche Normen eingehalten werden, die vorschreiben, welche Festigkeitsklasse verwendet werden soll, um Sicherheit und gesetzliche Konformität zu gewährleisten.
Faktoren die die Festigkeit von Schrauben beeinflussen
- Der verwendete Stahl,
- die Legierung der Schraube,
- die Größe und das Gewinde der Schraube und
- das Anzugsmoment bestimmen die Haltbarkeit, sowie die Stabilität der Schraubverbindung.
Die Festigkeitsklasse 8.8 DIN ist vor allem in der Industrie zu finden. Die höheren Klassen 10.9 und 12.9 werden für schwere Schraubverbindungen verwendet, die im Regelfall vorgespannt und vorberechnet sind.
Schraubenfestigkeitsklassen
Die Schraubenfestigkeitsklasse 8.8
Eine der meist verwendeten Schrauben, sind Schrauben mit Festigkeitsklasse 8.8. Die Angabe 8.8 steht für eine hohe Qualitätsklasse und garantiert die Festigkeit der Schraube. Die Ziffern 8.8 finden Sie zum Beispiel bei Sechskantschrauben und Schrauben mit Außensechskant in erhöhter Ausführung auf dem Kopf des Sechskants oder eingeschlagen an der Seite.
Die Ziffer vor dem Komma gibt Auskunft über die Zugfestigkeit. Sie entspricht 1/100 Zugfestigkeit in N/mm². Sie können also an einer Schraube mit der Bezeichnung 8.8 mit 800 N/mm² ziehen, bevor diese bricht. Die Ziffer hinter dem Komma gibt Auskunft über die Streckgrenze. Sie gibt an, welche Kraft nötig ist, um die Schraube durch Zug dauerhaft zu verformen.
Schrauben mit der Bezeichnung 8.8 sind aus Kohlenstoffstahl mit verschiedenen Zusätzen gefertigt. Hierfür wird der Kohlenstoffstahl abgeschreckt und angelassen, woraus sich eine hohe Festigkeit ergibt und diese Schrauben in verschiedenen Einsatzgebieten mit Vorteilen überzeugen. Die Anlasstemperatur in der Fertigung liegt hier bei 425°C und sorgt für eine stabile Verbindung, die eine Verformung in der Verwendung von 8.8 Schrauben ausschließen lässt.
Die Schraubenfestigkeitsklasse 10.9
Schrauben mit der Bezeichnung 10.9 sind aus Kohlenstoffstahl mit verschiedenen Zusätzen gefertigt. Als Zusatz kommen Bor, Mn oder Cr in Frage. Die Anlasstemperatur liegt bei der Schraubenbezeichnung 10.9 bei 340°C und sorgt für eine hohe Festigkeit.
Die Schraubenbezeichnung 10.9 gehört zu den häufigsten Nennwerten, die Sie im Fachhandel oder im Baumarkt finden. Um die Zugfestigkeit zu ermitteln, wird der Nennwert vor dem Punkt mit 100 multipliziert und führt bei einer 10.9 Schraube zu dem Ergebnis, dass die Zugfestigkeit sich auf 1.000 N/mm² bezieht.
Fälschlicherweise wird häufig angenommen, dass es sich bei der Schraubenbezeichnung 10.9 um einen Nennwert der Größe handelt. Dies ist falsch, da die Größe separat auf dem Schraubenkopf, sowie der Verpackung vermerkt ist. Vor allem im Stahlbau haben Schrauben mit der Bezeichnung 10.9 große Bedeutung und fallen durch ihre Festigkeit und das nachhaltige Anzugsmoment auf.
Gerade im Stahlbau muss eine hohe Festigkeit der Verbindung gegeben werden, weswegen sich 10.9 Schrauben aus rostfreiem Stahl oder einer Legierung mit Zusätzen besonders gut eignen. Sie sind stabil, nachhaltig und ohne Einschränkungen fest mit dem Material verbindbar.
Welche Vorspannkraft und welches Anzugsmoment optimal ist, entnehmen Sie nicht allein der Schraubenbezeichnung 10.9, sondern müssen hierbei auch die Größe und Länge, sowie die Stärke der Schraube beachten. Die Richtwerte sind auf der Verpackung der Schraube zu finden und gewährleisten, dass die maximale Festigkeit durch die richtige und vom Hersteller empfohlene Verwendung dieser Schrauben erreicht wird.
Die Schraubenfestigkeitsklasse 5.8
Die Festigkeitsklasse 5.8 bezeichnet verschiedene Schraubenarten, deren Festigkeit sich durch eine 5 für die Berechnung der Zugfestigkeit, sowie einer 8 zur Berechnung der Steckgrenze auszeichnet. Da sie in unterschiedlichen Schraubenarten zu finden sind, gibt es Ausführungen in der Schraubenfestigkeit 5.8 mit unterschiedlichen Köpfen und so für verschiedene Verwendungsbereiche.
Bei der Berechnung und Kaufentscheidung müssen Sie grundsätzlich einkalkulieren, ob sich der Schraubenkopf auf oder im Falle einer Senkkopfschraube, im Werkstoff befindet. Auch die Länge und Stärke einer Schraube ist wichtig.
Um die passenden 5.8 Schrauben zu finden, sollten Sie nicht nur der Bezeichnung, die bei allen Schrauben direkt sichtbar auf dem Schraubenkopf vermerkt ist, sondern auch der richtigen Länge und Stärke Bedeutung beimessen.
Beachten Sie, dass diese bei Senkkopfschrauben anders berechnet wird. Die Zugfestigkeit bei dieser Schraubenqualität wird mit 5 x 100 ermittelt, sodass sich eine Zugfeste von 500 N/mm² ergibt. Der zweite Wert, in diesem Fall die 8, nimmt den gleichen Einfluss auf das Einsatzgebiet wie die Zugfeste in N/mm² und bezeichnet die Steckgrenze im Minimum. Für Ihre Entscheidung spielt es weiter eine Rolle, sich für Schrauben im gewünschten Material zu entscheiden.
Die Einsatzbereiche von Schrauben mit der Festigkeitsklasse 5.8: Die Schrauben können im Innen- und Außenbereich Verwendung finden, sofern Sie sich im Material für eine Legierung und Zusammensetzung entscheiden, die den Außenbedingungen der Schraubverbindung standhält und somit eine sichere und nachhaltige Verbindung gewährleistet.
Die Schraubenfestigkeitsklasse 5.6
Die Schrauben der Festigkeitsklasse 5.6 setzen sich aus der 5 für die Zugfestigkeit, sowie der 6 für die Streckgrenze zusammen. Die Formel für die Berechnung der Schraubenfestigkeit 5.6 setzt sich wie folgt zusammen:
- Zugfestigkeit: 5 x 100 N/mm² = 500 N/mm²
- Streckgrenze: 5 x 6 x 10 N/mm² = 30 x 10 N/mm² = 300 N/mm²
Nach der Multiplikation der Verhältniswerte erhält man die Kenntnis zur Zugfestigkeit, sowie der Streckgrenze. Die Werte der Schraubenfestigkeit sind direkt auf der Verpackung vermerkt, Sie müssen beim Einkaufen im Baumarkt also nicht rechnen! Sollten Sie aber die benötigte Festigkeit nicht kennen, kann Ihnen die Berechnung dabei helfen, eine falsche Kaufentscheidung auszuschließen.
Die Schraubenfestigkeit 5.6 gibt bereits Aufschluss über die Festigkeitsklasse, aber auch der genutzte Werkstoff, die Größe und der Anwendungsbereich einer Schraube sind bei Werkarbeiten zu beachten. Schrauben mit einer Schraubenfestigkeitsklasse 5.6 verfügen über eine Streckgrenze von 300 N/mm² und eignen sich für Verbindungen verschiedener Materialien, die keine höhere Festigkeitsklasse benötigen.
Schrauben mit der Festigkeitsklasse A2 und A4
Mit der Schraubenfestigkeitsklasse A2 und A4 wird die Festigkeit von Edelstahlschrauben bezeichnet, deren Eigenschaften durch den Einsatz schwer rostender Edelmetalle optimiert wurden. Doch gibt es zwischen den beiden Festigkeiten prägnante Unterschiede, die Sie beim Einsatz und in der Verwendung zur Gestaltung einer Schraubverbindung beachten sollten.
Ein hauptsächliches Merkmal von Schrauben mit der Bezeichnung A2 ist die Widerstandsfähigkeit. Zudem haben diese auch eine spezifische Länge, Durchmesser, sowie eine bestimmte Festigkeit. Der Korrosionsschutz ergibt sich in diesem Fall, wie bei allen Chrom-Nickel-Stählen, aus der Chromoxid-Schutzschicht, die sich an der Oberfläche bildet.
Verwendung von Edelstahlschrauben
Schrauben der Festigkeitsklasse A2 finden vor allem im Außenbereich Verwendung. In normaler Anwendung rostet die Schraube nicht und kann daher zum Verbinden verschiedener Materialien und Baustoffe zum Einsatz kommen.
Nicht geeignet sind Edelstahlschrauben in dieser Festigkeit für eine Anwendung unter Wasser, beziehungsweise für den Verbau an Stellen, die ständig von Feuchtigkeit betroffen sind und so die Korrosion fördern könnten.
Die Schraubenfestigkeit A4 bietet neben den positiven Eigenschaften, welche die Festigkeit A2 mitbringt, eine Säure- und Salzwasserbeständigkeit. In sehr feuchten Regionen, wie beispielsweise an der Küste, finden die A4 Schrauben bevorzugt Einsatz. Da in Küstenregionen auch die Luft von einer gewissen Feuchtigkeit und einem hohen Salzgehalt durchzogen ist, würden Schrauben der Festigkeitsklasse A2 frühzeitig korrodieren, was bei den A4 Schrauben nicht passiert.
Auch in der Chemie- und Lebensmittelindustrie werden Schrauben mit der Bezeichnung A4 primär verwendet, da diese gegen Säuren resistent sind und so die notwendigen Anforderungen an eine sichere und nicht korrodierende Schraubverbindung erfüllen.
Welche Option ist die beste für schwere Lasten?
Wenn es um schwere Lasten geht, ist die Festigkeitsklasse der Schraube entscheidend für die Sicherheit und Stabilität der Struktur. Daher ist es wichtig, sich für Schrauben der Klassen 10.9 oder 12.9 zu entscheiden, je nach den Anforderungen des Projekts. Diese Schrauben bieten nicht nur eine höhere Festigkeit, sondern gewährleisten auch die langfristige Haltbarkeit der Struktur oder des Geräts.
Häufige Fehler bei der Auswahl von Schrauben nach Festigkeitsklasse
Die Auswahl der falschen Festigkeitsklasse kann zu strukturellen Fehlern, Schäden an den Materialien und im schlimmsten Fall zu schweren Unfällen führen. Hier sind einige häufige Fehler, die Sie bei der Auswahl der Festigkeitsklasse von Schrauben vermeiden sollten:
- Unterschätzung der Last: Einer der häufigsten Fehler ist die Unterschätzung der Last, die die Schraube tragen muss. Die Verwendung einer niedrigen Festigkeitsklasse für eine Anwendung, die eine hohe Festigkeit erfordert, kann zum Bruch der Schraube unter Last führen.
- Ignorieren der Anwendungsumgebung: Werden die Umgebungsbedingungen, wie Feuchtigkeit oder Korrosion, nicht berücksichtigt, können Schrauben schnell beschädigt werden, auch wenn ihre Festigkeitsklasse an sich geeignet ist. Es ist unerlässlich, in anspruchsvollen Umgebungen Schrauben mit Korrosionsschutz zu wählen.
- Nichtbeachtung der Herstellerspezifikationen: Jedes Projekt kann spezifische Anforderungen gemäß den technischen Normen oder den Empfehlungen des Herstellers haben. Wenn diese Spezifikationen ignoriert und eine falsche Festigkeitsklasse gewählt wird, kann dies die Sicherheit und die Leistung des Projekts beeinträchtigen.
- Verwendung von gefälschten oder minderwertigen Schrauben: Die Verbreitung von minderwertigen oder gefälschten Schrauben auf dem Markt kann aufgrund ihres niedrigen Preises verlockend sein. Diese Schrauben erfüllen jedoch oft nicht die Widerstandsfähigkeitsstandards und können unter normalen Lasten versagen.
Fazit
Die Wahl der richtigen Festigkeitsklasse ist entscheidend für die Sicherheit und Stabilität Ihrer Konstruktionen, egal ob im professionellen Bereich oder bei DIY-Projekten. Vermeiden Sie häufige Fehler und stellen Sie sicher, dass Sie Schrauben verwenden, die den spezifischen Anforderungen Ihres Projekts entsprechen. Eine falsche Wahl kann nicht nur zu strukturellen Schäden führen, sondern auch die Sicherheit gefährden. Wenn Sie also das nächste Mal vor der Entscheidung stehen, welche Schrauben Sie kaufen sollen, denken Sie daran, die Festigkeitsklasse sorgfältig zu prüfen.
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