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Schrauben erkennen – was 8.8, 10.9 und 12.9 auf dem Kopf bedeuten

Wissen

Du greifst in die Schraubenkiste und hast eine M8 in der Hand, die genauso aussieht wie die, die du ersetzen willst. Ob sie auch genauso viel hält, verrät dir nur der Kopf. Dort steht in wenigen Zeichen, wer sie gemacht hat und wie fest sie ist. Hier lernst du, die Zeichen zu lesen und wie stark sich die Klassen wirklich unterscheiden.

Was auf dem Kopf stehen muss

Viele Schrauben aus Stahl mit metrischem Gewinde tragen ab 5 mm Gewindedurchmesser zwei Angaben, sofern die Form das zulässt.

  • Herstellerzeichen: Buchstaben oder ein Symbol. Es zeigt, wer für die Werte geradesteht.
  • Festigkeitsklasse: zwei Zahlen mit Punkt, zum Beispiel 8.8 oder 10.9.

Bei Sechskantschrauben gilt das für alle Klassen von 4.6 bis 12.9. Bei Zylinderschrauben mit Innensechskant oder Innensechsrund ist die Kennzeichnung erst ab 8.8 vorgeschrieben. Die Zeichen sind meist erhaben oder vertieft auf der Oberseite des Kopfes eingeprägt, bei Zylinderschrauben auch am Rand des Kopfes. Unter M5 hilft oft nur die Verpackung.

Kopf einer Sechskantschraube von oben mit Herstellerzeichen und Festigkeitsklasse 10.9, daneben eine Mutter mit der Kennzahl 10 und ein Schraubenkopf aus nichtrostendem Stahl mit A2-70. Erklärt ist, dass 10 eine Zugfestigkeit von 1000 N/mm² ergibt und 9 eine Streckgrenze von 90 % davon, also 900 N/mm²
Links eine Sechskantschraube 10.9 mit Herstellerzeichen, in der Mitte die passende Mutter mit der Kennzahl 10, rechts eine Schraube aus nichtrostendem Stahl. Bei Edelstahl steht kein Punkt, sondern ein Bindestrich, und die Zahl hinter dem Strich mal 10 ist die Zugfestigkeit.

Die beiden Zahlen in zehn Sekunden lesen

Die erste Zahl mal 100 ist die Zugfestigkeit, also die Spannung, bei der die Schraube reißt. Die zweite Zahl durch 10 sagt, welcher Anteil davon die Streckgrenze ist. Darüber längt sich die Schraube bleibend.

Rm = a · 100     Re = Rm · b10
  • a erste Zahl der Festigkeitsklasse, b zweite Zahl
  • Rm Zugfestigkeit in N/mm²
  • Re Streckgrenze in N/mm², ab 8.8 genau genommen die Dehngrenze Rp0,2

Bei 12.9 heißt das 1200 N/mm² Zugfestigkeit und 90 % davon als Streckgrenze, also 1080 N/mm². Eine 4.6 erreicht nur 400 N/mm², und schon bei 60 % davon, also 240 N/mm², beginnt sie sich bleibend zu längen. Klassen mit 6 hinten sind zäh, Klassen mit 9 halten viel, haben aber wenig Reserve bis zum Bruch.

Wie groß der Unterschied wirklich ist

Greifbarer wird es mit der Kraft, bei der sich die Schraube bleibend längt. Dafür zählt der Spannungsquerschnitt As des Gewindes. Bei M8 sind das 36,6 mm².

Fe = Re · As
  • Fe Zugkraft, bei der die Schraube die Streckgrenze erreicht, in N
  • As Spannungsquerschnitt in mm²

Beispiel

An einer Vorrichtung fehlt eine Zylinderschraube M8 der Klasse 8.8. In der Kiste liegen eine Schraube ohne Kennzeichnung und eine aus Edelstahl mit A2-70. Wie viel hält jede bis zur Streckgrenze?

8.8 → Fe = 640 N/mm² · 36,6 mm² ≈ 23,4 kN

A2-70 → Fe = 450 N/mm² · 36,6 mm² ≈ 16,5 kN

ohne Zeichen, angenommen 4.6 → Fe = 240 N/mm² · 36,6 mm² ≈ 8,8 kN

Die Edelstahlschraube schafft nur rund 70 % der 8.8. Bei der Schraube ohne Zeichen gehst du vom Schlimmsten aus, dann bleiben gut 37 %. Die 8.8 trägt bis zur Streckgrenze etwa so viel wie 2,4 t Gewicht, die unbekannte Schraube vielleicht nur 0,9 t. Beide Ersatzschrauben sind hier also keine gute Idee.

Balkendiagramm der Zugkraft bis zur Streckgrenze für eine M8 in sechs Klassen (4.6 etwa 8,8 kN; 5.6 etwa 11,0 kN; A2-70 etwa 16,5 kN; 8.8 etwa 23,4 kN; 10.9 etwa 32,9 kN; 12.9 etwa 39,5 kN)
Zugkraft bis zur Streckgrenze für eine M8, gerechnet mit den Nennwerten aus der Festigkeitsklasse und ohne Sicherheit. Zwischen 4.6 und 12.9 liegt mehr als das Vierfache, obwohl beide Schrauben gleich aussehen können.

Die Werte zeigen nur den Vergleich. Was eine Schraube im Betrieb tragen darf, legt die Konstruktion fest. Für das Anziehen findest du Richtwerte in der Rechenhilfe Anziehdrehmoment für Schrauben.

Muttern und Edelstahl

Muttern haben nur eine Zahl, zum Beispiel 8, 10 oder 12. Sie steht ab M5 vertieft auf der Seite oder der Auflagefläche oder erhaben auf der Fase. Statt der Zahl kann auch ein Code nach dem Uhrzeigersystem stehen. Die Regel ist einfach. Die Zahl der Mutter muss mindestens so groß sein wie die erste Zahl der Schraube. Zu 8.8 gehört eine Mutter 8 oder höher, zu 10.9 eine 10 oder höher.

Edelstahl liest sich anders. Bei A2-70 steht A für die Stahlgruppe, austenitischen Stahl, und A2 oder A4 für die Stahlsorte. A4 enthält zusätzlich Molybdän und ist beständiger gegen Chloride, etwa in Salzwasser oder im Schwimmbad. Die Zahl hinter dem Strich mal 10 ergibt die Zugfestigkeit, bei A2-70 also 700 N/mm². Die Streckgrenze lässt sich daraus nicht ablesen. Edelstahlschrauben ohne Klasse auf dem Kopf erreichen oft nur die Klasse 50.

Was der Kopf nicht verrät

  • Die Farbe: Viele Zylinderschrauben 12.9 sind schwarz, aber schwarz heißt nicht 12.9. Auch verzinkte Schrauben gibt es in fast allen Klassen.
  • Die Gewinderichtung: Schrauben mit Linksgewinde sollen ab M5 ein Zusatzzeichen tragen, verlassen solltest du dich darauf aber nicht. Halte die Schraube senkrecht und schau aufs Gewinde. Beim Rechtsgewinde steigen die Gänge nach rechts an, beim Linksgewinde nach links.
  • Der Zustand: Eine überdehnte Schraube trägt dieselbe Prägung wie eine neue. Ist der Schaft eingeschnürt, gehört sie in den Schrott.

Typische Fehler

  • Edelstahl statt einer 8.8 verbaut: A2-70 klingt nach mehr, hält bis zur Streckgrenze aber nur rund 70 % einer 8.8.
  • Schraube ohne Zeichen verbaut: Eine Sechskantschraube ab M5 ohne Klasse auf dem Kopf ist keine genormte Stahlschraube mit nachgewiesener Festigkeit. Behandle sie wie die schwächste Klasse oder nimm eine andere.
  • Mutter vergessen: Eine 10.9 mit einer Mutter der Klasse 8 kann am Gewinde der Mutter versagen, bevor die Schraube voll trägt.
  • Ohne Prüfung von 8.8 auf 10.9 umgestiegen: Stärker ist nicht immer besser. Höherfeste Schrauben sind weniger dehnbar, und galvanisch verzinkte Schrauben ab 10.9 können durch Wasserstoff spröde werden. Was gefordert ist, steht auf der Zeichnung.

Häufige Fragen

Darf ich eine 8.8 durch eine 10.9 ersetzen?

Für die Festigkeit meist ja, wenn auch die Mutter passt. Angezogen wird mit dem Drehmoment, das für die Verbindung vorgegeben ist. Das höhere Drehmoment einer 10.9 nur, wenn Bauteil, Einschraubtiefe und Auflagefläche das aushalten. Galvanisch verzinkte 10.9 nur mit Freigabe. Ist auf der Zeichnung ausdrücklich 8.8 gefordert, zum Beispiel weil die Schraube bei Überlast als Erstes nachgeben soll, bleibt es bei 8.8.

Was mache ich, wenn die Prägung nicht mehr lesbar ist?

Dann ist die Klasse unbekannt, auch wenn die Schraube aus einer guten Kiste kommt. Für tragende Verbindungen nimmst du eine neue, gekennzeichnete Schraube.

Wo finde ich das in der App?

In Gesello im Modul Schrauben. Im Reiter Festigkeit wählst du eine Klasse und siehst Zugfestigkeit, Streckgrenze und die passenden Muttern, auch für Edelstahl. Im Reiter Bezeichnung zerlegt die App eine Bestellangabe wie ISO 4017 - M12x60 - 10.9 in ihre Teile.