Maschinenschraube oder Durchsteckschraube: Der Unterschied liegt in der Verbindung, nicht im Teil

Jeder sortiert nach dem Aussehen

Sechskantkopf mit Mutter am Ende: Durchsteckschraube. Klein, geschlitzt, kommt in eine Gewindebohrung: Maschinenschraube. Die Regel ist schnell, passt zu fast allem, was man in die Hand nimmt, und niemand ist am Ladentisch je missverstanden worden, weil er sie benutzt hat.

Sie hält sich auch, weil sie meistens stimmt. In den gängigen Fällen passen Geometrie und vorgesehener Gebrauch zusammen. Auseinander laufen sie genau bei den Teilen, bei denen die Dokumentation zählt.

Es hat eine Mutter, also ist es ein „bolt“ — doch das entscheidet es nicht

Warum der Namensstreit nie endet

• Eine „hex head cap screw“ sieht genauso aus wie ein „hex bolt“, und der Unterschied zwischen beiden Bezeichnungen liegt in Toleranz und Auflagefläche, nicht in der Funktion
• Ein als „bolt“ verkauftes Teil lässt sich in eine Gewindebohrung drehen, und es funktioniert
• Ein als „screw“ verkauftes Teil lässt sich durch eine Durchgangsbohrung in eine Mutter drehen, und auch das funktioniert
• Beide Verwendungen sind in der Praxis anerkannt, weshalb keine Namensregel den Kontakt mit einer echten Stückliste übersteht

Was sich wirklich ändert: die Versagensstelle

Der Wechsel zwischen beiden Anordnungen ist keine Namensänderung. Er verschiebt das schwächste Glied:

• Mit Mutter hat das Innengewinde eine Festigkeitsklasse, und die Einschraublänge ist durch die Mutterhöhe festgelegt. Bei Überlast bricht die Schraube — das ist das Versagen, das man haben will
• Mit Gewindebohrung hängt der Gewindeeingriff von Ihrem Teil ab — von Werkstoff, Tiefe und Senkung. Ob die Schraube oder die Bohrung versagt, ist jetzt eine Konstruktionsentscheidung, die Sie bewusst treffen müssen
• In einem weichen Grundwerkstoff kann sich das Verhältnis ganz umkehren, sodass das Gehäusegewinde ausreißt, bevor die Schraube fließt — das kostet dann das Gehäuse statt der Schraube
• Auch die Zugänglichkeit ändert sich. Eine Mutter braucht Werkzeug von beiden Seiten, eine Gewindebohrung nur von einer. Diese eine praktische Tatsache entscheidet die Anordnung öfter als jede Festigkeitsrechnung

Unter M6 ergibt sich die Wahl meist von selbst

• Eine kleine Mutter festzuhalten, während man eine kleine Schraube eindreht, ist ein echtes Montageproblem, und deshalb gehen kleine Schrauben ganz überwiegend in Gewindebohrungen, geformte Gewinde oder Einsätze
• Der Preis dafür: Das Innengewinde ist jetzt Ihr Werkstoff. Das ist derselbe Tausch wie bei Kunststoffen, wo der Dom versagt statt der Schraube
• „Maschinenschraube“ bedeutet in diesen Größen ein bereits vorhandenes Gewinde. Ist die Bohrung nicht vorgeschnitten, lautet die Frage, welche Art Gewinde die Schraube beim Eindrehen erzeugt — eine ganz andere Entscheidung

Dieselbe Diskussion hat eine zweite Achse, die diese Seite beiseitelässt: ob das Befestigungselement überhaupt einen angeformten Kopf hat. Das unterscheidet eine Stiftschraube von einer Kopfschraube, und die meisten Vorteile, die man Stiftschrauben zuschreibt, gehören in Wahrheit zur Gewindebohrung. Die meisten Gründe für Stiftschrauben sind Gründe für Gewindebohrungen geht durch, was ASME PCC-1 tatsächlich sagt.

Drei Zeilen, die es in einer Anfrage klären

• Die vollständige Bezeichnung — Gewinde, Steigung, Länge, Kopfnorm, Antrieb. Nicht „M4 bolt“
• Was das Innengewinde ist — eine Mutter mit angegebener Klasse, eine Gewindebohrung in einem angegebenen Werkstoff oder noch gar kein Gewinde
• Welche Seite für Werkzeug zugänglich ist — denn das entscheidet die Anordnung, egal was der Name sagt

Es gibt eine ISO-Terminologienorm, die festlegt, wie diese Teile in sechs Sprachen heißen. Sie sagt, dass drei der sechs keine ISO-Benennungen sind, und an einer Stelle stimmen ihre eigenen Amtssprachen nicht miteinander überein.

Dieser Beitrag behandelt Schritt 1: Grundwerkstoff. Die vollständige Reihenfolge lautet Grundwerkstoff, Gewinde, Kopf, Antrieb, Oberfläche und Dokumentation. Warum eine andere Reihenfolge Nacharbeit verursacht, erläutert der englische Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen einer Maschinenschraube und einer Durchsteckschraube („bolt“)?

ASME B18.2.1 unterscheidet sie danach, wie das Befestigungselement angezogen werden soll. Ein „bolt“ wird durch Durchgangsbohrungen in den verbundenen Teilen gesteckt und normalerweise über eine Mutter angezogen. Eine „screw“ wird in eine bereits vorhandene oder selbst geformte Gewindebohrung gedreht und über ihren eigenen Kopf angezogen. Die Unterscheidung betrifft den vorgesehenen Gebrauch, nicht die Form des Teils.

Kann dasselbe Teil sowohl „bolt“ als auch „screw“ sein?

Ja, und die Normen erkennen das an. Ein als „bolt“ verkauftes Teil lässt sich in eine Gewindebohrung drehen, ein als „screw“ verkauftes Teil durch eine Durchgangsbohrung in eine Mutter. Beide Verwendungen kommen in der Praxis vor, weshalb keine Namensregel den Kontakt mit einer echten Stückliste übersteht. Spezifizieren Sie über die Bezeichnung — Gewinde, Länge, Kopfnorm, Antrieb, Werkstoff und Oberfläche — statt über das Substantiv.

Spielt es eine Rolle, ob ich eine Mutter oder eine Gewindebohrung verwende?

Ja, denn es verschiebt das schwächste Glied. Mit Mutter ist das Innengewinde ein Zukaufteil mit angegebener Festigkeitsklasse und einer durch die Mutterhöhe festgelegten Einschraublänge; bei Überlast bricht also die Schraube — das gewünschte Versagen. Mit Gewindebohrung ist das Innengewinde Teil Ihres Produkts, und ob Schraube oder Bohrung versagt, wird zur Konstruktionsentscheidung. In einem weichen Grundwerkstoff kann das Gehäusegewinde ausreißen, bevor die Schraube fließt, und das kostet weit mehr als eine Schraube.

Warum werden kleine Schrauben selten mit Muttern verwendet?

Weil es ein echtes Montageproblem ist, eine kleine Mutter festzuhalten, während man eine kleine Schraube eindreht. Unter etwa M6 gehen Schrauben ganz überwiegend in Gewindebohrungen, selbst geformte Gewinde oder Einsätze. Der Preis dafür ist, dass das Innengewinde nun Ihr Werkstoff ist und kein bescheinigtes Bauteil — derselbe Tausch, durch den bei Kunststoff gewöhnlich der Dom versagt und nicht die Schraube.

Quellen

• ASME B18.2.1 — Square, Hex, Heavy Hex and Askew Head Bolts and Hex, Heavy Hex, Hex Flange, Lobed Head and Lag Screws (Inch Series)
• ISO 898-1 — Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel
• Screw — Wikipedia (englisch)