Spannstifte aus nichtrostendem Stahl haben einen Nennwert für Scherung, nur die geschlitzten nicht

Was diese Seite berichtigt

Auf einer unserer Seiten steht, dass ein Spannstift einen Nennwert für Scherung besitzt und ein Zylinderstift nicht; außerdem gebe die Norm für austenitische Spannstifte überhaupt keinen Wert an. Für ISO 8752, den geschlitzten hochbelastbaren Spannstift, ist dieser Satz korrekt und entspricht der Norm.

Leicht wird daraus eine Aussage über nichtrostenden Stahl. Das ist sie nicht. Es ist eine Aussage über geschlitzte Stifte. Spiralspannstifte fallen unter andere Normen. Diese veröffentlichen eine zweite Spalte mit Doppelscherwerten speziell für Produkte aus austenitischem nichtrostendem Stahl.

Zwei Familien, fünf Normen

Beide sind federnde gerade Stifte. Beide werden in eine glatte Bohrung eingesetzt und durch Radialkraft an der Lochwand gehalten. Ihre Herstellung unterscheidet sich: Ein geschlitzter Stift ist ein Rohr mit einem Längsschlitz; ein Spiralspannstift ist ein um sich selbst gewickelter Streifen.

Beachten Sie beide Enden des Bereichs. Die Spiralspannstift-Normen enden bei 20 mm, die geschlitzten bei 50 mm; die Standardausführung der Spiralspannstifte beginnt bei 0,8 mm, die hochbelastbare geschlitzte Ausführung bei 1 mm. Bei sehr kleinen oder sehr großen Stiften kann die Familie damit bereits feststehen.

Die Spalte, die nur in einer Familie existiert

Tabelle 1 in ISO 8748 und ISO 8750 nennt die Mindest-Doppelscherkraft in zwei Zeilen: eine für Stahl und martensitischen nichtrostenden Stahl, eine für austenitischen nichtrostenden Stahl. ISO 8752 enthält eine Zeile, deren Fußnote sie auf Stahl und martensitische Produkte beschränkt.

Die erste Zahl gilt für Stahl und martensitischen nichtrostenden Stahl, die zweite für austenitischen nichtrostenden Stahl. Ein Gedankenstrich bedeutet, dass die Norm für diesen Werkstoff bei dieser Größe keinen Wert veröffentlicht.

Eine Unterscheidung ist wichtig: ISO 8752 erfasst weiterhin Stifte aus austenitischem nichtrostendem Stahl. Sie sind normgerechte Produkte. Die Norm verzichtet lediglich auf eine Scherbewertung. Ein austenitischer geschlitzter Stift ist daher nicht außerhalb der Norm; er ist unbewertet.

Zwei leicht übersehene Aussagen der Tabelle

Bei 5 mm entspricht die Reihenfolge nicht den Bezeichnungen der Ausführung. Der hochbelastbare Spiralspannstift liegt bei 20 kN, der hochbelastbare geschlitzte Stift bei 17,54 kN und der Spiralspannstift in Standardausführung bei 15 kN. Zwei als hochbelastbar bezeichnete Stifte unterscheiden sich um etwa 14 %, und die Standardausführung als Spiralspannstift liegt nicht weit unter dem hochbelastbaren geschlitzten Stift. Die Bezeichnung ist nicht der Zahlenwert.

Die austenitische Spalte endet bei 12 mm. In beiden Spiralspannstift-Normen ist die austenitische Zeile ab 14 mm leer. Die Antwort auf die Frage nach einem Scher-Nennwert für Spannstifte aus nichtrostendem Stahl lautet also: ja, bei Spiralspannstiften bis 12 mm, danach erneut nein.

Auch die Bohrung ist nicht ganz gleich

ISO 8748 verlangt über den gesamten Bereich eine Bohrung gleich dem Nenndurchmesser des Stifts in Toleranzklasse H12. ISO 8750 verlangt ebenfalls H12 — unter 1,2 mm Nenndurchmesser jedoch H10. Diese Ausnahme besteht, weil der Bereich der Standard-Spiralspannstifte bis 0,8 mm reicht und ein H12-Feld dort einen großen Anteil des Durchmessers ausmacht.

Die Bohrung ist in beiden Familien eine Konstruktionsgröße. Der Stift wird größer als die Bohrung geliefert und beim Einsetzen zusammengedrückt; der Überstand hält ihn. Wer den Stift ohne die Bohrung spezifiziert, lässt die Hälfte der Verbindung aus. Das entspricht dem Hinweis unserer Seite zur Kernlochbohrung: Der veröffentlichte Wert beschreibt ein Band, kein Einzelmaß.

Was daraus nicht hervorgeht

Keiner dieser Werte ist ein zulässiger Bemessungswert. Es sind Mindestwerte, die ein normgerechter Stift in einer Scherprüfung nach ISO 8749 erreichen muss. Die Betriebslast einer Verbindung hängt von ihrer Geometrie, der Lastverteilung und davon ab, ob die Last statisch ist. Nichts davon kann eine Stiftnorm liefern.

Die Werkstoffwahl ist außerdem nicht nur eine Festigkeitswahl. Austenitische und martensitische nichtrostende Stähle verhalten sich in korrosiver Umgebung und im Kontakt mit anderen Metallen unterschiedlich; dies behandelt unsere Seite zu A2 und A4. Die Spiralspannstift-Normen weisen darauf hin, dass martensitische Stifte gehärtet und angelassen, austenitische dagegen kaltverfestigt werden. Deshalb erhalten beide von vornherein verschiedene Werte.

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

Hat ein Spannstift aus nichtrostendem Stahl einen Nennwert für Scherung?

Das hängt von Familie und Größe ab. Für Spiralspannstifte nach ISO 8748 oder ISO 8750 veröffentlicht die Norm von der kleinsten Größe bis 12 mm Mindest-Doppelscherwerte für austenitischen nichtrostenden Stahl. Für geschlitzte Stifte nach ISO 8752 gibt es bei keiner Größe einen veröffentlichten Wert für austenitischen nichtrostenden Stahl.

Welcher ist stärker, ein Spiralspannstift oder ein geschlitzter Spannstift?

Bei 5 mm in Stahl erreicht der hochbelastbare Spiralspannstift nach ISO 8748 20 kN und der hochbelastbare geschlitzte Stift nach ISO 8752 17,54 kN; der Spiralspannstift liegt somit höher. Die Standardausführung nach ISO 8750 erreicht jedoch 15 kN und liegt unter beiden. Die Ausführungsklasse ist wichtiger als die Bauart.

Welche Bohrung soll ich für einen Spiralspannstift angeben?

Nach Abschnitt 4 beider Normen eine Bohrung gleich dem Nenndurchmesser des Stifts mit H12. ISO 8750 verlangt für Nenndurchmesser von 1,2 mm und kleiner stattdessen H10.

Quellen

• ISO 8748:2007 — Spring-type straight pins, coiled, heavy duty; Abschnitt 1 Anwendungsbereich, Tabelle 1 Mindest-Doppelscherkraft für beide Werkstoffgruppen, Abschnitt 4 Bohrungstoleranz
• ISO 8750:2007 — Spring-type straight pins, coiled, standard duty; Abschnitt 1 Anwendungsbereich, Tabelle 1, Abschnitt 4 Bohrungstoleranz einschließlich der H10-Ausnahme, Tabelle 2 Oberflächenbehandlung
• ISO 8752:2009 — Spring-type straight pins, slotted, heavy duty; Tabelle 1 und Fußnote mit der Beschränkung auf Stahl und martensitische Produkte
• ISO 8749:1986 — Pins and grooved pins, shear test; das Prüfverfahren hinter allen diesen Werten und weiterhin die aktuelle Ausgabe

ISO 8748:2007 und ISO 8750:2007 wurden als offizielle frei zugängliche Vorschau-PDFs gelesen; beide enthalten Tabelle 1 und Abschnitt 4 vollständig. Sämtliche Werte dieser Seite aus diesen zwei Normen stammen von dort. Die Werte aus ISO 8752 wurden von unserer früheren Seite übernommen, für die dieselbe Vorschau gelesen wurde. ISO 8748 erschien zuerst 1987 und wurde 1997 überarbeitet; beide Ausgaben sind zurückgezogen, hier wird ausschließlich die dritte Ausgabe von 2007 zitiert. ISO 8751 wird genannt, weil die beiden anderen Normen sie nennen; kein Wert daraus wird zitiert. Katalognummer und Ausgabe 1986 von ISO 8749 wurden mit einer zweiten Quelle bestätigt. Jede Aussage dieser Seite wurde vor Veröffentlichung unabhängig geprüft; alle hielten stand. Die Prüfung ergänzte den Punkt, dass ISO 8752 austenitische Stifte erfasst, ohne sie zu bewerten. Kein Wert dieser Seite ist ein zulässiger Bemessungswert.