Das Ende der Schraube hat einen Namen aus zwei Buchstaben, und zwei davon machen sie länger

Das Dokument ist ISO 4753:2011, Fasteners, Ends of parts with external ISO metric thread, die dritte Ausgabe von ISO/TC 2. Der Anwendungsbereich ist kurz und weiter, als viele erwarten: Er nennt Form und Maße der zur Verwendung empfohlenen Enden, und er gilt für genormte wie nicht genormte Gewindeteile. Es ist also keine Liste dessen, was die Normen für Sechskantschrauben zufällig vorsehen, sondern ein Vokabular für ein Ende, das Sie auswählen.

Diese Seite handelt von diesem Ende und von nichts anderem. Der Thread, aus dem sie stammt, dreht sich um ein ausgerissenes Gewinde; das ist ein anderes Thema, das diese Website schon behandelt hat, und nichts hier stellt dazu eine Diagnose.

Elf Enden innerhalb der Länge

Die ersten beiden sind die an gewöhnlichen Schrauben, und den Unterschied sollte man kennen. Ein Ende mit Fase hat eine Einführhilfe bekommen; ein gewalztes Ende nicht, es ist einfach die Stelle, an der das Gewindewalzen aufhörte. Welches man bekommt, kann man nicht immer selbst wählen, und die Norm für Sechskantschrauben sagt das auch: ISO 4014 verlangt ein Ende mit Fase nach ISO 4753, fügt aber hinzu, dass für Größen bis einschließlich M4 auch ein gewalztes Ende zulässig ist. Unterhalb von M4 ist eine Schraube ganz ohne Fase eine normgerechte Schraube.

Der Rest der Liste gehört überwiegend zu Gewindestiften und Stiftschrauben, und was die Kuppen bewirken, hat diese Website in der Norm für Gewindestifte, die die Welle nie erwähnt durchgearbeitet. Wichtig ist hier, dass alle elf innerhalb der Nennlänge liegen. Welche Form das Ende auch hat, die Schraube ist so lang, wie sie angibt.

Und zwei, die hinzukommen

Abschnitt 3.3 hat eine eigene Überschrift, und die Überschrift ist der ganze Punkt: Enden, die zur festgelegten Nennlänge des Verbindungselements hinzukommen. Es sind zwei, beide Führungszapfen, und die Norm tabelliert, wie viel sie hinzufügen:

Eine M8 mit Führungszapfen ist vier Millimeter länger als ihre Nennlänge, eine M24 zwölf. Die Ausführung mit Kegelstumpf fügt denselben Betrag hinzu und hat ein zweites Maß für den Kegel selbst, von 1,00 mm maximal bei M4 bis 6,00 bei M24. Und die Norm fügt eine Anmerkung hinzu, die man lesen sollte, bevor jemand den Zapfendurchmesser für frei wählbar hält: Ist in Sonderfällen ein kleinerer Durchmesser erforderlich, ist dieser gesondert zu vereinbaren.

Die Folge ist eine Frage des Freiraums, nicht der Festigkeit. Vier zusätzliche Millimeter M8, die in einen Hohlraum ragen oder bis zum Grund eines Sacklochs reichen, sind genau die Art von Länge, die nicht auf der Zeichnung steht, weil die Zeichnung eine Nennlänge nannte und annahm, sie bezeichne das ganze Teil. Was geschieht, wenn eine Schraube den Grund erreicht, bevor der Kopf aufliegt, ist eine Drehmomentanzeige, die etwas anderes als die Verbindung beschreibt.

Zwei Steigungen, nicht fünf

Eine der Anmerkungen zu den Bildern in ISO 4753 begrenzt das unvollständige Gewinde auf u ≤ 2P, zwei Steigungen. Es lohnt sich, das neben eine Zahl aus einer anderen Norm zu legen, denn beide klingen nach demselben und sind es nicht.

ISO 4014 definiert den garantierten glatten Schaft, indem fünf Steigungen von der maximalen Klemmlänge abgezogen werden; diese Website hat das gestern durchgearbeitet und es bewusst als das beschrieben, was die Norm abzieht, nicht als Messung des unvollständigen Gewindes. Hier ist der Grund, warum diese Sorgfalt angebracht war. Das eine Dokument begrenzt das unvollständige Gewinde auf zwei Steigungen; das andere behält fünf von der Schaftgarantie ein. Es sind zwei verschiedene Größen in zwei verschiedenen Dokumenten, und keine lässt sich aus der anderen ableiten.

Der Satz, der klingt, als hätte ihn ein Mensch geschrieben

Unter den Anmerkungen zu den Bildern, zwischen Toleranzfeldern und Winkeln, steht dieser Satz: Das Ende darf sich beim Berühren nicht scharf anfühlen.

Es gibt kein Maß dazu und kein Prüfverfahren. In einem Dokument, das seinen Umfang sonst auf h14 und IT17 und Kegelwinkel von 120 Grad plus oder minus zwei verwendet, hat jemand entschieden, dass sich das Gefühl eines Schraubenendes in der Hand als Anforderung lohnt und dass keine Zahl es besser ausdrücken würde. Daneben steht eine zweite Anmerkung derselben Art: Für Gewinde bis einschließlich M5 ist keine Abflachung am Kegel erforderlich, und die Spitze darf leicht gerundet sein.

Beides ist das Eingeständnis der Norm, dass unterhalb einer gewissen Größe nicht mehr die Geometrie zählt, sondern die Handhabung.

Was das für eine Zeichnung bedeutet

• Wenn das Ende wichtig ist, schreiben Sie das Kurzzeichen dazu. Die Norm sagt, dass die Kurzzeichen für die Angabe eines Endes da sind, und zwei Buchstaben nach der Bezeichnung sind der ganze Aufwand
• Wenn Sie einen Führungszapfen vorgegeben haben, rechnen Sie seine Länge in den Freiraum ein. Er liegt nicht innerhalb der Nennlänge, und die Tabelle sagt, wie viel: 4,0 mm bei M8, 12,0 bei M24
• Unterhalb von M4 keine Fase voraussetzen. ISO 4014 erlaubt bei diesen Größen ein gewalztes Ende; wenn also erst eine Einführhilfe die Montage möglich macht, muss man sie verlangen, statt sie zu erwarten
• Die Steigungszahl der einen Norm nicht in die andere hineinlesen. Zwei Steigungen unvollständiges Gewinde und fünf vom Schaft einbehaltene Steigungen sind verschiedene Aussagen verschiedener Dokumente

Nichts davon hätte die Querträgerschraube in jenem Thread gerettet, und diese Seite hat nichts anderes behauptet. Sie gibt aber dem einen Namen, worauf sich der Fragesteller verließ, als er beschloss, diese Schrauben von Hand anzusetzen: eine Gewohnheit, die man beibehalten sollte, und, wie sich zeigt, eine Vorgabe, die man aufschreiben sollte.

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

Hat das Ende einer Schraube eine genormte Bezeichnung?

Ja. ISO 4753 definiert dreizehn Endformen mit je einem Kurzzeichen aus zwei Buchstaben und legt fest, dass die Kurzzeichen bei der Angabe eines Endes für Verbindungselemente mit Gewinde verwendet werden sollen. Dazu gehören das gewalzte Ende RL, das Ende mit Fase CH, die Linsenkuppe RN, Kegelstumpf, Spitze, Ringschneide und Schabenut, kurzer und langer Zapfen sowie zwei Führungszapfen. Die Norm gilt für genormte und nicht genormte Gewindeteile gleichermaßen.

Hat eine Schraube am Ende immer eine Fase?

Nicht unbedingt, und die Größe entscheidet. ISO 4014 verlangt ein Ende mit Fase nach ISO 4753, fügt aber hinzu, dass für Größen bis einschließlich M4 auch ein gewalztes Ende zulässig ist. Ein gewalztes Ende ist einfach die Stelle, an der das Gewindewalzen aufhörte, ohne angeschnittene Einführhilfe. Unterhalb von M4 ist eine Schraube ohne Fase normgerecht; ist eine Einführhilfe für die Montage wichtig, muss sie also vorgegeben und nicht vorausgesetzt werden.

Macht ein Führungszapfen die Schraube länger?

Ja, und genau so gliedert die Norm das ganze Thema. ISO 4753 hat zwei Überschriften: Enden, die in der Nennlänge enthalten sind, und Enden, die zur festgelegten Nennlänge hinzukommen. Die beiden Führungszapfen gehören zur zweiten Gruppe. Der tabellierte Zuschlag beträgt 2,0 mm bei M4, 4,0 bei M8, 6,0 bei M12, 8,0 bei M16 und 12,0 bei M24; eine M8 mit Führungszapfen ist also vier Millimeter länger als die bestellte Länge.

Was ist das unvollständige Gewinde am Schraubenende?

ISO 4753 enthält eine Anmerkung, die es auf zwei Steigungen begrenzt, u kleiner oder gleich 2P. Halten Sie das getrennt von einer anderen Zahl in einem anderen Dokument: ISO 4014 definiert den garantierten glatten Schaft, indem fünf Steigungen von der maximalen Klemmlänge abgezogen werden. Zwei Steigungen unvollständiges Gewinde und fünf von einer Schaftgarantie einbehaltene Steigungen sind zwei verschiedene Größen, und keine folgt aus der anderen.

Warum sagt die Norm, das Ende dürfe sich nicht scharf anfühlen?

Weil bei kleinen Größen die Handhabung mehr zählt als die Geometrie und kein Maß das besser ausdrücken würde. Die Anmerkung steht unter den Bildanmerkungen ohne Zahl und ohne Prüfverfahren, in einem Dokument, das sonst mit Toleranzfeldern und Kegelwinkeln arbeitet. Eine Begleitanmerkung geht in dieselbe Richtung: Für Gewinde bis einschließlich M5 ist keine Abflachung am Kegel erforderlich, und die Spitze darf leicht gerundet sein.

Beeinflusst die Endform, wie leicht sich eine Schraube von Hand ansetzen lässt?

Eine Fase ist eine Einführhilfe, ein gewalztes Ende nicht; das ist der Unterschied, den die Norm zieht. Darüber hinaus vergleicht diese Seite nichts, denn ISO 4753 ordnet die Endformen nicht nach der Leichtigkeit des Ansetzens, und wir haben keine Messung, die das täte. Was die Norm liefert, sind das Vokabular und die Kurzzeichen, damit das Ende, auf das es bei Ihrer Montage ankommt, beim Namen verlangt werden kann.

Quellen

• ISO 4753:2011 — Fasteners, ends of parts with external ISO metric thread. Abschnitt 1, Abschnitte 3.2 und 3.3, die Bildanmerkungen und die Tabellen 2 und 3
• ISO 4014:2022 — Hexagon head bolts, wegen des Satzes, der für Größen bis einschließlich M4 ein gewalztes Ende erlaubt
• r/MechanicAdvice — der Thread, in dem dies begann, einschließlich der Antwort, die den Drehmomentwert anzweifelte, und des Fragestellers, der im Handbuch nachsah

ISO 4753:2011 wurde anhand der öffentlich zugänglichen Vorschau gelesen; die Endformen, die beiden Abschnittsüberschriften, die Bildanmerkungen und die Maße der Führungszapfen stammen aus diesem Dokument. Aus seiner Tabelle 1 wird hier kein Wert zitiert, weil die mittleren Zeilen dieser Tabelle in unserer Kopie verschoben waren. Die Anmerkung, die das unvollständige Gewinde auf zwei Steigungen begrenzt, wird als eine der Bildanmerkungen zitiert, ohne sie einer bestimmten Endform zuzuordnen, da wir nicht prüfen konnten, zu welchem Bild ihre Hochzahl gehört. Zwei Steigungen und fünf Steigungen werden als getrennte Aussagen getrennter Dokumente dargestellt, und keine wird aus der anderen abgeleitet. Die Erlaubnis eines gewalzten Endes bis einschließlich M4 stammt aus ISO 4014:2022. Aus ISO 4027 wird nichts zitiert; ISO 4753 verweist für den Kegelwinkel bei kurzen Schrauben darauf, doch wir haben sie nicht gelesen. Diese Seite ordnet Endformen nicht nach Leichtigkeit des Ansetzens oder Widerstand gegen Verkanten, weil die Norm das nicht tut und wir keine Messung haben, die es täte. Sie stellt auch keine Diagnose zum ausgerissenen Gewinde im Quellthread; dieses Thema steht in unserem früheren Beitrag.