Eine Schraube hält eine Verbindung nur dann sicher zusammen, wenn sie die richtige Vorspannkraft bekommt. Zu wenig, und die Verbindung lockert sich oder bricht durch Wechsellast. Zu viel, und die Schraube wird überdehnt. Das Anziehdrehmoment ist der Weg dorthin – und es hängt stärker von der Schmierung ab, als die meisten denken.
Was die Festigkeitsklasse verrät
Auf dem Kopf einer Stahlschraube stehen zwei Zahlen mit Punkt, zum Beispiel 8.8. Aus ihnen kannst du die Festigkeit direkt ablesen:
- Die erste Zahl mal 100 ergibt die Zugfestigkeit Rm in N/mm². Bei 8.8 sind das 800 N/mm².
- Erste mal zweite Zahl mal 10 ergibt die Streckgrenze Re in N/mm². Bei 8.8 sind das 8 · 8 · 10 = 640 N/mm².
| Festigkeitsklasse | Zugfestigkeit Rm | Streckgrenze Re | passende Mutter |
|---|---|---|---|
| 8.8 | 800 N/mm² | 640 N/mm² | mindestens Klasse 8 |
| 10.9 | 1000 N/mm² | 900 N/mm² | mindestens Klasse 10 |
| 12.9 | 1200 N/mm² | 1080 N/mm² | mindestens Klasse 12 |
Die Kennzahl liefert Nennwerte. Für 10.9 und 12.9 legt die Norm die Mindest-Dehngrenze etwas höher fest (940 und 1100 N/mm²). Mit diesen Werten sind die Drehmomente unten gerechnet.
Richtwerte für Anziehdrehmomente
Die Tabelle gilt für Sechskantschrauben mit metrischem Regelgewinde, eine Reibungszahl von µ = 0,12 (zum Beispiel phosphatiert oder brüniert und leicht geölt) und eine Ausnutzung der Streckgrenze von 90 % beim Anziehen. In Klammern steht die Vorspannkraft, die sich dabei einstellt.
| Gewinde | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
|---|---|---|---|
| M6 | 10,1 N·m (10,2 kN) | 14,9 N·m (15,0 kN) | 17,4 N·m (17,5 kN) |
| M8 | 24,6 N·m (18,6 kN) | 36,1 N·m (27,4 kN) | 42,2 N·m (32,0 kN) |
| M10 | 48,5 N·m (29,6 kN) | 71,2 N·m (43,5 kN) | 83,3 N·m (50,9 kN) |
| M12 | 83,6 N·m (43,1 kN) | 123 N·m (63,3 kN) | 144 N·m (74,1 kN) |
| M16 | 206 N·m (81,0 kN) | 302 N·m (119 kN) | 354 N·m (139 kN) |
Das sind Richtwerte. Vorrang haben die Angaben auf der Zeichnung, in der Montageanleitung oder vom Hersteller.
Warum die Schmierung so viel ausmacht
Ein großer Teil des Drehmoments wird von Reibung verbraucht. Ist die Schraube besser geschmiert, kommt bei gleichem Drehmoment mehr Vorspannkraft an. Deshalb müssen Tabellenwert und Zustand der Schraube zusammenpassen.
Beispiel
Eine M10 der Klasse 8.8 soll jeweils zu 90 % ihrer Streckgrenze angezogen werden. Welches Drehmoment ist dafür nötig?
| Zustand der Schraube | Reibungszahl µ | Anziehdrehmoment |
|---|---|---|
| leicht geölt | 0,12 | 48,5 N·m |
| trockener | 0,14 | 53,9 N·m |
Wer eine geölte Schraube mit dem Wert für den trockenen Zustand anzieht, bringt deutlich mehr Vorspannkraft auf als geplant und kann sie überdehnen. Umgekehrt bleibt eine trockene Schraube mit dem Wert für geölt zu locker.
Wie genau wird es in der Montage?
Auch mit dem richtigen Wert streut die Vorspannkraft je nach Anziehverfahren. Mit einem Drehmomentschlüssel liegt die größte Vorspannkraft etwa 1,6- bis 2,5-mal so hoch wie die kleinste, mit dem Schlagschrauber 2,5- bis 4-mal. Für wichtige Verbindungen gehört deshalb der Drehmomentschlüssel dazu.
Typische Fehler
- Mutter zu schwach: Zu einer 10.9 gehört eine Mutter der Klasse 10. Mit einer 8er-Mutter streift das Gewinde der Mutter ab, bevor die Schraube voll belastet ist.
- Reibungszahl nicht beachtet: Tabellenwert für trocken, Schraube aber geölt – die Schraube wird überdehnt.
- Tabellenwerte auf andere Köpfe übertragen: Flansch- und Senkschrauben oder große Durchgangslöcher ändern die Reibung unter dem Kopf und damit das Drehmoment.
- Streckgrenze falsch abgelesen: Bei 8.8 sind es 640 N/mm², nicht 64.
- Federring als Sicherung bei 8.8 und höher: Bei hochfesten Schrauben sichert er nicht, die Vorspannkraft ist entscheidend.
Häufige Fragen
Darf ich eine 10.9 einfach mit dem Wert für 8.8 anziehen?
Das ist sicher, verschenkt aber Festigkeit. Die Verbindung hat dann nur die Vorspannkraft einer 8.8. Ob das reicht, entscheidet die Konstruktion.
Gelten die Werte auch für Edelstahlschrauben?
Nein. Schrauben aus nichtrostendem Stahl wie A2-70 haben andere Festigkeiten und neigen zum Fressen. Für sie gibt es eigene Werte.