Die Norm für Gewindestifte erwähnt die Welle nie
Jemand fragte in r/AskEngineers, wie man verhindert, dass sich ein Teil auf einer runden Welle dreht, und bekam innerhalb von Minuten eine gute Liste: Passfedern, Keilwellen, Gewindestifte, geschlitzte Stellringe, Spannzangen, dann Presspassungen, dann Schweißen und Kleben für Verbindungen, die niemand wieder lösen will. Die Liste stimmt. Was sie nicht sagen kann, ist, welche dieser Lösungen das Datenblatt vor Ihnen tatsächlich beschreibt, und beim Gewindestift lautet die Antwort: keine.
Die Klasse ist eine Härte, und es gibt nur eine
Gewindestifte haben einen eigenen Teil von ISO 898, und schon der Titel überrascht: Gewindestifte und ähnliche nicht auf Zug beanspruchte Verbindungselemente mit Gewinde. Die Klassen sind 14H, 22H, 33H und 45H, wobei die Zahl ein Zehntel der Mindest-Vickershärte ist, und die gesamte Tabelle der mechanischen Eigenschaften besteht aus Härtewerten.
| Klasse | HV 10 min. | HV 10 max. | Werkstoff |
|---|---|---|---|
| 14H | 140 | 290 | Kohlenstoffstahl |
| 22H | 220 | 300 | Kohlenstoffstahl, vergütet |
| 33H | 330 | 440 | Kohlenstoffstahl, vergütet |
| 45H | 450 | 560 | Legierter Stahl, vergütet |
Eine Fußnote zu dieser Tabelle nimmt dann den größten Teil der Wahl weg. Die Klassen 14H, 22H und 33H gelten nicht für Gewindestifte mit Innensechskant. Die Madenschraube in der Schublade, die mit dem Innensechskant, ist 45H. Es gibt nichts auszuwählen. Wer neben einem Gewindestift mit Innensechskant eine Klasse auf die Zeichnung schreibt, schreibt den einzigen Wert hin, den er haben kann.
Das ist eine andere Art von Zahl als die auf einem Schraubenkopf, wo zwei Ziffern Zugfestigkeit und Streckgrenzenverhältnis kodieren und die Wahl echt ist. Was diese Ziffern versprechen, steht unter 8.8 oder A2-70.
Die einzige Festigkeitsprüfung ist ein Drehmoment, in einem Block, der härter ist als der Stift
ISO 898-5 hat über die Härte hinaus genau eine mechanische Prüfung, und sie gilt nur für Gewindestifte mit Innensechskant der Klasse 45H: ein Prüfdrehmoment. Die Tabelle nennt ein Drehmoment je Größe, 0,9 N·m bei M3, sowie die Mindestlänge des Prüflings, die je nach Endform unterschiedlich ist.
Man beachte, worin geprüft wird. Der Block hat eine Härte von mindestens 50 HRC und ein Innengewinde der Toleranzklasse 5H, also das enge Ende des Bereichs statt des üblichen 6H. Die Norm stellt eine einzige Frage: Verträgt der Stift das Drehmoment zum Festziehen, ohne dass der Sechskant rund wird oder der Stift versagt? Geprüft wird der Stift, nicht der Halt.
5H statt des üblichen 6H ist kein Detail. Die Norm nimmt damit das Gewindespiel aus dem Versuch, damit das Ergebnis dem Stift gehört, und genau dafür gibt es Gewindetoleranzklassen.
In der Norm gibt es also keine Haltekraft. Liest man sie vollständig, taucht die Welle nie auf: nicht ihr Durchmesser, nicht ihre Härte, nicht ihre Oberfläche, nicht das Drehmoment, das die Verbindung überträgt, bevor das Teil rutscht. Tabellen zur Haltekraft gibt es, und sie sind nützlich, aber sie stammen von Herstellern, die ihre eigenen Stifte an ihren eigenen Prüfwellen testen, und die Bedingungen gehören zu diesem Versuch.
Was die Norm ausschließt, in ihren eigenen Worten
Der Anwendungsbereich sagt ungewöhnlich direkt, welche Aufgaben die Norm nicht übernimmt. ISO 898-5 gilt nicht für Gewindestifte, die Folgendes benötigen:
- Festgelegte Zugspannungen. Wird der Stift auf Zug beansprucht, ist ISO 898-1 das maßgebliche Dokument und das Teil ein anderes Teil.
- Schweißeignung.
- Korrosionsbeständigkeit. Ein nichtrostender Gewindestift liegt außerhalb der Klassen dieser Norm.
- Einsatz über +300 °C oder unter −50 °C. Ein gesonderter Hinweis ergänzt, dass Gewindestifte aus Automatenstahl nicht über +250 °C eingesetzt werden sollten.
- Korrektur vom 2026-09-12. Die beiden obigen Werte stammen aus der für diese Seite gelesenen Vorschau der Ausgabe 1998. Die aktuelle dritte Ausgabe, ISO 898-5:2012, legt ausdrücklich nicht fest, ob Temperaturen über +150 °C oder unter −50 °C ertragen werden; +300 °C bleibt nur als Obergrenze in einem Hinweis erhalten, außerhalb von −50 °C bis +150 °C einen erfahrenen Werkstofffachmann für Verbindungselemente hinzuzuziehen. Der Unterschied trifft genau den oben genannten Fall von Motor und Getriebe. Wo die nichtrostende Entsprechung endet und warum ein Gewindestift mit Schlitz überhaupt keine Drehmomentprüfung erhält, steht auf der Seite über Gewindestifte mit Schlitz.
Das letzte Paar lohnt sich für jedes Gespräch über Motor oder Getriebe, denn ein Gewindestift auf einer Welle nahe einer Wärmequelle ist eine verbreitete Anordnung, und der Automatenstahl, aus dem er wahrscheinlich gefertigt ist, hat eine niedrigere Grenze als die Klasse.
Die Endform ist eine eigene Norm, und sie ist die ganze Funktion
Die vier gängigen Endformen sind vier Dokumente: ISO 4026 mit Kegelkuppe (flach), ISO 4027 mit Spitze, ISO 4028 mit Zapfen, ISO 4029 mit Ringschneide, entsprechend DIN 913, 914, 915 und 916. Die aktuelle ISO 4027 benennt ihre Endform in Kegelstumpf um, was man wissen sollte, wenn ein Zeichnungsvermerk und ein Katalog nicht übereinstimmen.
Eine Zeichnung, auf der Gewindestift mit Innensechskant M6×8 steht, hat folglich nichts darüber gesagt, was der Stift tut, wenn er auf die Welle trifft, und genau das entscheidet, ob die Baugruppe wieder auseinandergeht.
Die folgende Geometrie stammt aus den Normen. Die Folgen sind Ingenieurpraxis und keine Normklauseln, und sie sind der Grund, warum die Wahl wichtig ist:
- Ringschneide ist der Standard auf einer glatten Welle. Der Rand beißt sich ein, daher kommt der Halt, und er wirft rund um den Abdruck einen Wulst auf. Dieser Wulst verhindert später, dass die Nabe abgleitet.
- Spitze verlangt eine passende Ansenkung in der Welle. Mit ihr positioniert und hält sie gut. Ohne sie gräbt sie einen Krater, den die nächste Montage wieder treffen muss.
- Zapfen ist eine zylindrische Verlängerung. Er gehört in eine Bohrung oder gegen eine gefräste Fläche, und dann läuft der Kraftfluss über Flächenpressung an diesem Formelement statt über Reibung. Das ist die Variante, die einem Stift am nächsten kommt; warum ein Stift etwas anderes ist, erklärt Schrauben können nicht positionieren.
- Kegelkuppe (flach) beschädigt am wenigsten und hält am wenigsten. Sie ist die Wahl, wenn die Welle wartbar bleiben muss, meist gegen eine Fläche und meist im Bewusstsein, dass Reibung die Arbeit leistet.
Das Teil ohne Namen
Ein zweiter Beitrag im selben Subreddit fragte, wie man das kleine Stück Kupfer, Messing oder Kunststoff nennt, das unter einen Gewindestift kommt, damit dieser die Welle nicht markiert. Der Fragesteller stellte klar, dass er keinen Stift mit integrierter weicher Spitze meinte, sondern das lose Teil, und dass er ein Wort für eine Zeichnung brauchte.
33 Antworten brachten keine Einigung. „Shim“ lag bei den Stimmen vorn und wurde sofort widerlegt, weil eine Passscheibe die Position einstellt und ein Distanzstück Abstand schafft, und keines der beiden Wörter Schutz bedeutet. „Washer“ wurde vorgeschlagen. Jemand verlinkte Gewindestifte mit weicher Spitze, also genau das Produkt, das die Frage ausgeschlossen hatte. Der beliebteste eigene Vorschlag lautete, einen Namen zu erfinden und non-marring slug auf die Zeichnung zu schreiben.
Es gibt keinen genormten Namen, weil es kein genormtes Teil gibt. Die vier Endformnormen behandeln den Stift und nichts zwischen ihm und der Welle. Das fehlende Wort sagt eigentlich, dass die Werkstatt den Schaden des Normteils schon lange genug umgeht, um eine Gewohnheit zu haben, aber nicht lange genug, um einen Begriff zu haben.
Was vor dem Eintrag des Gewindestifts in die Zeichnung zu klären ist
- Die Endformnorm nennen, nicht nur die Länge. ISO 4026, 4027, 4028 oder 4029. Die Endform ist die Funktion und das Einzige, was sich aus der Größe nicht ergibt.
- Angeben, was die Welle erhält. Eine Fläche, eine Ansenkung, eine Bohrung oder nichts. Drei der vier Endformen verlangen ein Formelement, und wenn die Zeichnung es nicht zeigt, entscheidet jemand bei der Montage.
- Fragen, woher der Haltewert stammt. Er steht nicht in ISO 898-5, also stammt er aus einem Herstellerversuch, und Wellenwerkstoff und Oberfläche dieses Versuchs gehören zur Zahl.
- Temperatur und Korrosionsannahme prüfen. Beides ist aus dem Anwendungsbereich der Norm ausgeschlossen, und Automatenstahl hat eine eigene, niedrigere Grenze.
- Fragen, ob es überhaupt ein Gewindestift sein sollte. Der ursprüngliche Beitrag nannte nicht ohne Grund Passfedern, Keilwellen, Stellringe, Spannzangen und Presspassungen. Welches Verbindungsverfahren zu welcher Aufgabe passt, steht unter wann man keine Schraube verwenden sollte.
Dieser Beitrag gehört nicht zu nur einem der sechs Schritte. Er betrifft mehrere Schritte oder Vorgänge nach der Montage. Die zugrunde liegenden Entscheidungen stehen im englischen Beitrag Specifying a screw.
Häufige Fragen
Welche Festigkeitsklasse hat ein Gewindestift mit Innensechskant?
45H, und es gibt keine Alternative. ISO 898-5 führt 14H, 22H, 33H und 45H auf, wobei die Zahl ein Zehntel der Mindest-Vickershärte ist, und eine Fußnote zur Tabelle der mechanischen Eigenschaften besagt, dass die Klassen 14H, 22H und 33H nicht für Gewindestifte mit Innensechskant gelten. 45H mit 450 bis 560 HV 10 ist also die einzige Klasse, die ein solcher Gewindestift tragen kann, und wer sie auf die Zeichnung schreibt, hält sie fest, statt sie auszuwählen.
Wie viel Last hält ein Gewindestift auf einer Welle?
ISO 898-5 sagt es nicht, und die Welle kommt darin nirgends vor. Die einzige mechanische Prüfung über die Härte hinaus ist ein Prüfdrehmoment für Gewindestifte mit Innensechskant der Klasse 45H, durchgeführt in einem Prüfblock mit mindestens 50 HRC und einem Innengewinde 5H; gemessen wird also der Stift, nicht die Verbindung. Haltekraftwerte stammen von Herstellern, die ihre eigenen Stifte an ihren eigenen Wellen prüfen, sodass Werkstoff, Härte und Oberfläche der Welle in diesem Versuch Teil der Bedeutung der Zahl sind.
Welche Endform des Gewindestifts sollte ich verwenden?
Das hängt davon ab, wie die Welle danach aussehen darf, und es ist eine eigene Angabe neben der Größe. Die vier Endformen sind vier Normen: ISO 4026 mit Kegelkuppe, ISO 4027 mit Spitze, ISO 4028 mit Zapfen und ISO 4029 mit Ringschneide, entsprechend DIN 913 bis 916. Die Ringschneide beißt sich in eine glatte Welle und wirft einen Wulst auf; die Spitze erwartet eine passende Ansenkung; der Zapfen gehört in eine Bohrung oder gegen eine Fläche und überträgt die Last dann über Flächenpressung statt Reibung; die Kegelkuppe markiert am wenigsten und hält am wenigsten. Drei dieser vier verlangen ein Formelement an der Welle, das auf der Zeichnung stehen muss.
Kann ich einen nichtrostenden Gewindestift in derselben Klasse verwenden?
Nicht im Rahmen dieses Dokuments. ISO 898-5 legt im Anwendungsbereich fest, dass es nicht für Gewindestifte gilt, die Korrosionsbeständigkeit erfordern, ebenso wenig für Schweißeignung, festgelegte Zugspannungen und Einsatz außerhalb von −50 bis +300 °C. Ein nichtrostender Gewindestift wird anderswo festgelegt; eine Angabe 45H und eine Angabe für nichtrostenden Stahl beschreiben also nicht dieselbe Norm.
Wie heißt das weiche Polster, das man unter einen Gewindestift legt?
Es gibt keinen festen Begriff. Ein Beitrag mit genau dieser Frage erhielt 33 Antworten und keine Einigung: „Shim“ lag vorn und wurde widerlegt, weil eine Passscheibe die Position einstellt, statt zu schützen; „Spacer“ und „Washer“ wurden vorgeschlagen, und die beliebteste eigene Antwort lautete, non-marring slug zu schreiben und den Begriff auf der Zeichnung zu definieren. Der Grund ist struktureller, nicht sprachlicher Art. Die Endformnormen behandeln den Stift und nichts zwischen Stift und Welle, sodass das Teil keine genormte Existenz hat, nach der es benannt werden könnte.
Quellen
- ISO 898-5 — mechanische Eigenschaften von Gewindestiften und ähnlichen Verbindungselementen mit Gewinde; die hier gelesene Ausgabe 1998 trägt den Titelzusatz „nicht auf Zug beansprucht“, Abschnitt 1 Anwendungsbereich, Tabelle 3 mechanische Eigenschaften und deren Fußnote zu Gewindestiften mit Innensechskant, Abschnitt 6.3 und Tabelle 5 Prüfdrehmoment
- ISO 4026 — Gewindestifte mit Innensechskant und Kegelkuppe
- ISO 4029 — Gewindestifte mit Innensechskant und Ringschneide
- ISO 965-3 — Grenzabmaße für Gewinde für allgemeine Anwendungen, Quelle des 5H-Gewindes des Prüfblocks in der Prüfdrehmomentprüfung
Die hier gelesene Ausgabe von ISO 898-5 ist die von 1998, aus der öffentlich zugänglichen Vorschau, die bei diesem Dokument Anwendungsbereich, Tabelle der mechanischen Eigenschaften und Abschnitt zum Prüfdrehmoment vollständig enthält. Die aktuelle Ausgabe ist von 2012; ihr Titel spricht von Härteklassen, wo die Ausgabe 1998 Festigkeitsklassen sagt. Der zitierte Inhalt ist derselbe, die Abschnittsnummern sollten aber anhand eines gekauften Exemplars geprüft werden, bevor sie in eine Verfahrensanweisung übernommen werden. Die vier Endformnormen ISO 4026, 4027, 4028 und 4029 sowie ihre Entsprechungen DIN 913 bis 916 wurden nur auf Katalogebene bestätigt; ihr Inhalt wurde nicht gelesen, und der Hinweis, dass die aktuelle ISO 4027 ihre Endform in Kegelstumpf umbenennt, stammt aus demselben Katalogeintrag. Die jeder Endform zugeschriebenen Folgen sind Ingenieurpraxis, kein Normtext, und oben als solche gekennzeichnet. Auf dieser Seite wird nirgends ein Haltekraftwert angegeben, weil wir in keiner Norm einen gefunden haben.
Anfrage
Wenn Gewindestifte Teil der Anfrage sind, nennen Sie uns die Endformnorm und das, was die Welle zum Eingreifen bekommen hat. Die Größe legt die Endform nicht fest, und drei der vier Endformen verlangen ein Formelement, das vorhanden sein muss, bevor der Stift irgendetwas bewirkt.
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