Die ISO-Einschraubtabelle wählt einen Toleranzgrad, keine Festigkeit

Diese Seite gibt keine Empfehlung zur Einschraublänge und sagt nichts über Festigkeit oder Abstreifen, denn das hier gelesene Dokument enthält überhaupt keine Festigkeitsanforderung. Sie äußert sich auch nicht zu Druckbehältern oder Flanschen. Die Frage stammt von einer öffentlichen Frageplattform für Ingenieurwesen und wurde über deren offene Schnittstelle abgerufen, weil die Browserwerkzeuge, die diese Website sonst verwendet, erneut nicht verfügbar waren. Wir haben die Frage gelesen, nicht die Antworten, und es erscheint hier kein Benutzername.

Die Tabelle existiert, und sie ist nach Steigung geordnet

Tabelle 2 hat drei Eingabespalten und drei Ausgabespalten. Die Eingaben sind ein Bereich des Nenn-Außendurchmessers, angegeben als über und bis einschließlich, und eine Steigung. Die Ausgaben sind die drei Gruppen: S bis einschließlich eines Werts, N über diesem Wert und bis einschließlich eines zweiten, und L über dem zweiten.

Man beachte diese Form. Innerhalb eines Durchmesserbereichs ändern sich die Längen nur mit der Steigung. Zwei verschiedene Durchmesser, die zufällig im selben Bereich liegen und dieselbe Steigung haben, erhalten dieselben drei Zahlen in Millimetern. Die Tabelle teilt nie durch einen Durchmesser, und das Wort Durchmesser kommt in ihr nur als Bezeichnung des Bereichs vor.

Wofür die Gruppen da sind

Das ist der Teil, der die Frage beantwortet, und er steht gar nicht in Abschnitt 8. Er steht zwei Abschnitte davor.

S, N und L sind also eine Eingangsgröße für die Wahl eines Toleranzgrads. Eine lange Einschraublänge erhält einen gröberen Grad, eine kurze einen feineren, weil sich über eine lange Einschraublänge der aufsummierte Fehler zwischen den beiden Gewinden öfter verklemmen kann und bei einer kurzen weniger Gewinde die Passung teilt.

Das ist eine Fertigungsentscheidung, keine Tragfähigkeitsentscheidung. Die Tabelle sagt, wie eng das gewählte Gewinde zu tolerieren ist. Sie sagt nicht, ob das Gewinde lang genug ist, um zu halten, und nichts in diesem Dokument sagt das. Der Fragesteller wollte das Zweite und hätte das Erste bekommen.

Und doch steht die vertraute Zahl genau da

Man nehme die Regelgewindesteigung jedes Vorzugsdurchmessers, lese die beiden Grenzen aus der Tabelle ab und teile durch den Durchmesser. Alle folgenden Divisionen sind unsere; die Millimeterwerte stammen aus der Norm.

Die erste Zahl ist in allen zehn Fällen genau der halbe Durchmesser. Die zweite ist in neun von zehn Fällen genau das Anderthalbfache. Die einzige Ausnahme ist M36, wo die Tabelle 53 angibt und das Anderthalbfache von sechsunddreißig 54 ist. Ein Millimeter.

Die Faustregel, die alle wiederholen, ist für diese Größen also gar keine Faustregel. Sie ist die Obergrenze des normalen Bereichs, millimetergenau wiedergegeben, für jeden Vorzugsdurchmesser außer einem. Und die beiden Grenzen stehen in denselben neun Fällen genau im Verhältnis drei.

Die Größen mit gemeinsamer Steigung bekommen keine eigenen Zahlen

Nun zu den Durchmessern der zweiten Wahl, die ihre Steigung mit einer Vorzugsgröße teilen.

• M14 hat die Steigung 2, wie M16, und erhält daher 8 und 24. Geteilt durch 14 ergibt das 0,571 und 1,714
• M18 hat die Steigung 2,5, wie M20, und erhält daher 10 und 30: 0,556 und 1,667
• M22 hat ebenfalls 2,5 und erhält ebenfalls 10 und 30: 0,455 und 1,364
• M27 hat die Steigung 3, wie M24, und erhält daher 12 und 36: 0,444 und 1,333
• M33 hat 3,5 wie M30 und erhält 15 und 45: 0,455 und 1,364

Keine davon trifft die runden Werte. Die Obergrenze reicht bei diesen fünf von 1,333 bis 1,714 Durchmessern, eine Streuung von fast dreißig Prozent, während die Vorzugsgrößen alle auf 1,500 liegen.

Der Grund ist die Ordnung der Tabelle. Zwei Durchmesser teilen sich eine Steigung, die Tabelle ist nach der Steigung geordnet, und der zweite erbt die Millimeter des ersten. Das saubere Verhältnis ist also keine in die Tabelle eingebaute Konstruktionsregel. Es ist eine Folge davon, dass die Steigungsreihe von vornherein um die Vorzugsdurchmesser herum angelegt wurde, ein Muster, auf das diese Website von der anderen Seite her stieß, als sich zeigte, dass jedes Regelgewinde unter nahezu demselben Winkel ansteigt.

Welche Fragen damit geklärt sind und welche nicht

Der Fragesteller wollte eine Fundstelle in einer Norm. Es gibt eine, und jetzt hat sie eine Abschnitts- und eine Tabellennummer. Was sie nicht leistet, ist, irgendjemandem zu sagen, wie viel Gewinde in eine Bohrung gehört, denn die Größe, die sie regelt, ist ein Toleranzgrad.

Warum sich die zitierten Faustregeln untereinander widersprechen, ist eine eigene Frage mit eigener Antwort, und diese Website hat sie behandelt: Die Faktoren sind dieselbe Rechnung für verschiedene Werkstoffpaarungen, angegeben ohne die Paarung. Das steht auf der Seite darüber, warum jede Quelle ein anderes Minimum nennt und wird hier nicht wiederholt.

Eine weitere Grenze sollte genannt werden. Dies ist das dritte Mal, dass diese Website genau diese Norm liest, nach ihrer Tabelle der Grundabmaße und ihrem Bezeichnungsabschnitt. Die Vorschau reicht bis zur gedruckten Seite 9. Die Abschnitte, die irgendetwas davon mit Last verbinden würden, sind nicht darin enthalten, ebenso wenig eine Aussage, dass es sie gibt.

Was daraus folgt

• Es gibt eine ISO-Tabelle der Einschraublängen, in drei Gruppen namens S, N und L
• Sie ist nach einem Durchmesserbereich und einer Steigung geordnet, und innerhalb eines Bereichs ändern sich die Längen nur mit der Steigung
• Ihr Zweck ist die Wahl eines Toleranzgrads. Grad 6 für mittlere Qualität und normale Einschraublänge, unter 6 für fein und kurz, über 6 für grob und lang
• Sie enthält keine Festigkeitsanforderung und kann daher nicht beantworten, wie viel Gewinde zum Halten genügt
• Für jede Vorzugsgröße mit Regelgewinde endet die kurze Gruppe bei genau einem halben Durchmesser, zehn von zehn
• Die normale Gruppe endet in neun dieser zehn Fälle bei genau anderthalb Durchmessern. M36 ergibt 53, wo anderthalb 54 ergäben
• Die Durchmesser der zweiten Wahl verfehlen das, mit 1,333 bis 1,714 Durchmessern, weil sie die Millimeter der Vorzugsgröße erben, deren Steigung sie teilen
• Das vertraute Vielfache ist also real, aber ein Nebenprodukt der Anlage der Steigungsreihe, keine Regel, die die Tabelle aufstellt

Eine Faustregel, die für zehn Größen millimetergenau mit einer Norm übereinstimmt, ist wissenswert. Ebenso die Tatsache, dass die Norm eine andere Frage beantwortete, als sie diese Zahlen hervorbrachte, und dass fünf gängige Größen ihr nicht folgen.

Dieser Beitrag behandelt Schritt 2: Gewinde. 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

Gibt es eine ISO-Norm für die Einschraublänge?

Es gibt eine Tabelle. Abschnitt 8 der Norm für die Toleranzen metrischer Gewinde besagt, dass die Einschraublänge gemäß ihrer Tabelle 2 einer von drei Gruppen zugeordnet wird, S, N oder L. Die Tabelle ist nach einem Bereich des Nenn-Außendurchmessers und nach der Steigung geordnet.

Sagt mir diese Tabelle, wie viel Gewinde ich für die Festigkeit brauche?

Nein. Ihr Zweck wird zwei Abschnitte davor festgelegt: Grad 6 gilt für mittlere Toleranzqualität und normale Einschraublänge, Grade unter 6 für feine Qualität und kurze Einschraublänge und Grade über 6 für grobe Qualität und lange Einschraublänge. Die Gruppen sind eine Eingangsgröße für die Wahl eines Toleranzgrads. Das Dokument enthält keine Festigkeitsanforderung.

Woher stammt die Regel vom Anderthalbfachen des Durchmessers?

Sie entspricht der Obergrenze der normalen Gruppe bei Vorzugsgrößen mit Regelgewinde. Liest man die Tabelle ab und teilt durch den Durchmesser, was unsere Rechnung ist, ergeben M6 bis M42 in neun von zehn Fällen genau 1,500. Die Ausnahme ist M36, wo die Tabelle 53 mm angibt und das Anderthalbfache von 36 genau 54 ist.

Und die Untergrenze der normalen Gruppe?

Genau der halbe Durchmesser, bei allen zehn Vorzugsgrößen mit Regelgewinde: 3 bei M6, 4 bei M8, 5 bei M10, 6 bei M12, 8 bei M16, 10 bei M20, 12 bei M24, 15 bei M30, 18 bei M36 und 21 bei M42. Die beiden Grenzen stehen daher in denselben neun Fällen im Verhältnis drei.

Gilt die Regel für jede Größe?

Nein. Durchmesser der zweiten Wahl teilen die Steigung mit einem Vorzugsdurchmesser und erben dessen Millimeter. M14 erhält die Werte von M16 und kommt auf 1,714 Durchmesser, M18 auf 1,667, M22 auf 1,364, M27 auf 1,333 und M33 auf 1,364. Die Streuung über diese fünf beträgt fast dreißig Prozent.

Warum ist die Tabelle nach Steigung statt nach Durchmesser geordnet?

Diese Seite weiß es nicht, und das Dokument sagt es nicht. Beobachten lässt sich die Folge: Innerhalb eines Durchmesserbereichs ändern sich die Längen nur mit der Steigung, sodass zwei Durchmesser mit derselben Steigung dieselben drei Zahlen in Millimetern erhalten.

Wie viel Gewinde sollte also im Eingriff sein?

Darauf antwortet diese Seite nicht, und sie gibt keine Empfehlung. Sie hat keine Festigkeitsquelle, und die gelesene Norm hat keine Festigkeitsanforderung. Warum sich die verschiedenen Faustregeln widersprechen, wird auf dieser Website gesondert behandelt.

Wie heißen die Gruppen S, N und L?

Kurz, normal und lang. Die Norm schreibt sie in Abschnitt 8 und Tabelle 2 nur als S, N und L und verwendet die Wörter kurz, normal und lang in Abschnitt 6, wenn sie beschreibt, welche Toleranzgrade zu welcher Gruppe passen.

Braucht eine längere Einschraublänge eine gröbere Toleranz?

Das zeigt Abschnitt 6 an: Grade über 6 sind für grobe Toleranzqualität und/oder lange Einschraublängen vorgesehen, Grade unter 6 für feine Qualität und/oder kurze Einschraublänge. Die Norm nennt den Zusammenhang, ohne ihn zu erklären, und diese Seite fügt keine Erklärung hinzu.

Quellen

• ISO 965-1:1998, ISO general purpose metric screw threads, Tolerances, Part 1: Principles and basic data. Kostenlose Vorschau von elf Seiten bis zur gedruckten Seite 9, mit Abschnitt 6 zu Toleranzgraden sowie Abschnitt 8 und Tabelle 2 zu Einschraublängen
• Die Frage auf einer öffentlichen Frageplattform für Ingenieurwesen. Drei Stimmen, zwei Antworten

Die Toleranznorm wurde aus ihrer kostenlosen Vorschau von elf Seiten gelesen, die bis zur gedruckten Seite 9 reicht und Abschnitt 6, Abschnitt 7, Tabelle 1, Abschnitt 8 und Tabelle 2 vollständig enthält. Jeder zitierte Satz und jeder Millimeterwert wurde an einem gerenderten Bild der Seite geprüft, nicht am extrahierten Text. Dies ist das dritte Mal, dass diese Website dieses Dokument verwendet, nach seiner Tabelle der Grundabmaße und seinem Bezeichnungsabschnitt; die hier verwendeten Abschnitte wurden dabei nicht berührt, und nichts von jenen Seiten wird wiederholt. Folgendes ist unsere eigene Rechnung, keine Aussage der Norm: jedes Verhältnis zum Durchmesser auf dieser Seite; der Befund, dass die kurze Gruppe bei allen zehn Vorzugsgrößen mit Regelgewinde bei genau einem halben Durchmesser endet und die normale Gruppe bei neun davon bei genau anderthalb Durchmessern; die Benennung von M36 als Ausnahme mit 53 statt 54; die Werte für die fünf Durchmesser der zweiten Wahl und ihre Streuung von 1,333 bis 1,714; und die Beobachtung, dass die beiden Grenzen im Verhältnis drei stehen. Die Regelgewindesteigung jedes Durchmessers stammt aus der allgemeinen Übersicht, die diese Website gesondert gelesen hat. Diese Seite gibt keine Empfehlung zur Einschraublänge und macht keine Aussage über Festigkeit, Abstreifen oder Last, weil das hier gelesene Dokument keine Festigkeitsanforderung enthält und keine andere Quelle verwendet wurde. Zur Druckbehälteranwendung in der Frage äußert sie sich nicht. ISO 898-1, die Norm zum Grundprofil und die Norm zur Größenauswahl wurden für diese Seite nicht gelesen. Die Frage stammt von einer öffentlichen Frageplattform für Ingenieurwesen statt aus den Forenwerkzeugen, die diese Website sonst verwendet und die weiterhin nicht verfügbar sind. Wir haben die Frage gelesen, nicht die Antworten, und es erscheint hier kein Benutzername.