Zwei Rohrgewindenormen unterscheiden sich durch das Wort „not“, und die mit diesem Wort sagt, wo die Dichtung hingehört

Die Forumsfrage betraf Stiftschrauben an einem Motordeckel, also ein gewöhnliches Befestigungsgewinde und kein Rohrgewinde; keine der beiden Normen gilt dafür. Der Satz liefert trotzdem die allgemeine Antwort, und es ist die, auf die sich die Antworten ohne jede Quellenangabe einigten: eine Dichtscheibe dorthin, wo die Mutter aufliegt. Wir stellen keine Diagnose für irgendeinen Motor, und am Ende der Diskussion hatte sich der Verdacht des Fragestellers ohnehin auf die Dichtung und die Kipphebelwellen verlagert. Mitnehmen sollte man das Prinzip, und das Prinzip hat eine Quelle.

Die Norm, die „not“ sagt

ISO 228-1:2000 ist die vierte Ausgabe, acht Seiten, von ISO/TC 5/SC 5, zuletzt 2022 überprüft und bestätigt. Ihr Anwendungsbereich ist kurz genug, um ihn ganz zu lesen, und der nützliche Teil ist die zweite Hälfte.

Zwei Anzugsflächen, außerhalb des Gewindes, mit einer Dichtung dazwischen. Das ist eine Scheibe unter einer Mutter, eine Stirndichtung an einer Verschraubung oder eine Verbunddichtscheibe. Es ist nicht das Gewinde. Das Kennzeichen dieser Gewinde ist G, und Außengewinde gibt es in zwei Toleranzklassen, A enger und B weiter; Klasse A liegt vollständig im Minus und entspricht im Betrag der Innengewindetoleranz, Klasse B ist doppelt so groß.

Die Norm, die „are“ sagt und trotzdem Dichtmittel verlangt

ISO 7-1:1994 ist die dritte Ausgabe, sieben Seiten, aus demselben Unterkomitee, und sie wurde in diesem Jahr zuletzt überprüft und bestätigt. Sie behandelt Dichtgewinde für Verbindungen, die durch das Ineinandergreifen der Gewinde druckdicht werden, in drei Formen: R kegeliges Außengewinde, Rc kegeliges Innengewinde, Rp zylindrisches Innengewinde. Der Kegel beträgt 1 zu 16.

Hier steht der Satz, den man nicht erwartet. Er steht in einer eigenen Zeile direkt nach dem Absatz über den Anwendungsbereich, in der Norm, deren ganzer Zweck Gewinde sind, die im Gewinde dichten.

Ein kegeliges Gewinde ist kein selbstdichtendes Gewinde. Es ist ein Gewinde, das zum Abdichten ausgelegt ist, und die Norm sagt das, bevor sie zu einem einzigen Maß kommt. Die Vorstellung, eine kegelige Verbindung sei dicht, weil sie kegelig ist, und Dichtmittel sei ein Notbehelf, stellt das Verhältnis auf den Kopf.

Und dann, in den Anmerkungen, die Zeile, die der Forumsfrage direkt die Tür schließt.

Innerhalb dieses Systems gibt es also kein zylindrisches Außengewinde, das im Gewinde dichtet. Nicht etwa ein schlecht gefertigtes; es gibt keine Kategorie dafür. Die einzige zylindrische Form, die ISO 7-1 definiert, ist Rp, und das ist ein Innengewinde, das gegen ein hineingeschraubtes kegeliges Außengewinde dichtet.

Das Profil ist identisch, also unterscheidet sich nicht das Gewinde

Man könnte leicht annehmen, die beiden Familien seien unterschiedlich geformt. ISO 228-1 Abschnitt 4 sagt in einem Satz das Gegenteil: „Das Profil dieser Gewinde ist identisch mit dem des in ISO 7-1 festgelegten zylindrischen Gewindes.“ (sinngemäß übersetzt) Beide geben h = 0,640 327 P an, und die Außendurchmesser in den beiden Tabellen stimmen bei jeder gemeinsamen Größe bis zur letzten Stelle überein, von 7,723 mm bei 1/16 bis 163,830 mm bei 6.

Was sich unterscheidet, ist nicht das Gewinde. Es ist die Frage, ob irgendjemand erwartet, dass das Ineinandergreifen dieser Gewinde Druck hält. Ein G-Gewinde und ein Rp-Gewinde derselben Größe haben dieselbe Form und erfüllen verschiedene Aufgaben.

Daraus ergibt sich die Falle, und ISO 7-1 weist in einem eigenen Abschnitt mit der Überschrift combination with fastening thread darauf hin.

Ein G-Außengewinde lässt sich in ein Rp-Innengewinde schrauben. Es ist dasselbe Profil und derselbe Durchmesser. Die Norm, zu der das Rp-Gewinde gehört, sagt, dass das Ergebnis möglicherweise nicht dichtet, und überlässt es den Produktnormen, das zu bedenken. Das ist eine Warnung vor einer Baugruppe, die sich tadellos zusammenschrauben lässt und erst von jemandem weit stromabwärts geprüft wird.

Zwei Dinge in den Tabellen, die niemand zitiert

Das erste betrifft die Größen. ISO 7-1 führt fünfzehn auf, von 1/16 bis 6. ISO 228-1 führt im selben Bereich vierundzwanzig auf. Die neun zusätzlichen, 5/8, 7/8, 1 1/8, 1 3/4, 2 1/4, 2 3/4, 3 1/2, 4 1/2 und 5 1/2, gibt es nur in der Norm, die nicht im Gewinde dichtet. Das ist unser eigener Vergleich der beiden Tabellen, und wenn eine Zeichnung eine dieser Größen als Dichtgewinde verlangt, steht die Größe überhaupt nicht in ISO 7-1.

Das zweite betrifft die Steigung. Über diese fünfzehn Größen gibt es nur vier Steigungen, und die gröbste davon, 11 Gänge auf 25,4 mm, deckt alles von 1 Zoll bis 6 Zoll ab. Neun Größen, eine Steigung. Das Gewinde an einem Sechs-Zoll-Rohr hat dieselbe Steigung wie das an einem Ein-Zoll-Rohr; gewachsen ist nur der Durchmesser.

Die Tabellen sind außerdem eine Umrechnung und sagen das auch. „Die Hauptmaße wurden auf der Grundlage 1 Zoll = 25,4 mm in Millimeter umgerechnet, ausgehend von der Gangzahl je Zoll“ (sinngemäß übersetzt), was dann die Steigung und alles Weitere festlegt. Die Spaltenüberschrift in derselben Tabelle lautet number of threads in 25,4 mm. Beide Normen überschreiben diese Spalte gleich, und beide beschreiben Gänge je Zoll im metrischen Kostüm.

Ein Mikrometer, in dem sich die Normen nicht einig sind

ISO 228-1 sagt, ihre Flankendurchmessertoleranzen für Innengewinde „entsprechen dem positiven Abmaß der Durchmessertoleranzen in ISO 7-1, mit Ausnahme derjenigen für die Gewindegrößen 1/16, 1/8, 1/4 und 3/8, für die etwas höhere Werte festgelegt sind“ (sinngemäß übersetzt). Also haben wir nachgerechnet; die folgende Rechnung ist unsere.

Zuerst ISO 7-1 gegen sich selbst. Ihre eigene Fußnote sagt, die Durchmessertoleranz zylindrischer Innengewinde sei die Toleranz der Lehrenebene in Umdrehungen mal Steigung mal Kegel von 1/16. Durchgerechnet:

Fünf von fünf. ISO 7-1 ist mit ihrer eigenen Regel konsistent.

Nun die beiden Normen gegeneinander. Von 1/2 bis 2 druckt ISO 228-1 +0,142 und +0,180, genau übereinstimmend. Die vier erklärten Ausnahmen sind tatsächlich höher, +0,107 gegenüber 0,071 und +0,125 gegenüber 0,104. Und dann, ab 2 1/4 aufwärts, druckt ISO 228-1 +0,217, wo ISO 7-1 ±0,216 druckt.

Ein Mikrometer, bei Größen, die nicht auf der Liste der Ausnahmen stehen. Wir geben es so wieder, wie es in beiden Dokumenten gedruckt ist, beide an Bildern der Druckseiten geprüft. Wir nennen es keinen Fehler und haben keine Erklärung dafür. ISO 7-1 hat zwar eine technische Berichtigung, doch diese berührt den Wert nicht.

Die Berichtigung, die aus einer Zeichnung besteht

ISO 7-1:1994/Cor.1:2007 erschien am 1. August 2007, dreizehn Jahre nach der Ausgabe, die sie berichtigt. Sie umfasst zwei Seiten, und dies ist ihre gesamte Anweisung:

Ein Bild. Es ist die Zeichnung, die zeigt, wo Lehrenebene, Bezugsebene und nutzbares Gewinde bei einem kegeligen Innengewinde, einem zylindrischen Innengewinde und einem kegeligen Außengewinde liegen. Wir haben das Bild von 1994 und den Ersatz von 2007 gerendert und nebeneinander verglichen. Wir konnten nicht erkennen, was sich geändert hat. Beide haben dieselben drei Ansichten, dieselben Beschriftungen und dasselbe Maß 0,5 P; das von 2007 ist eine sauberere Neuzeichnung. Das ist ein Bericht über unseren Befund, keine Behauptung, dass sich nichts geändert hat.

Eines hat sich nachweislich geändert und steht im Text. 1994 hieß das Unterkomitee threaded or plain end butt-welding fittings, threads, gauging of threads. Bis 2007 heißt dasselbe SC 5 threaded fittings, solder fittings, welding fittings, pipe threads, thread gauges.

Zurück zur Stiftschraube

Eine Stiftschraube in einem Sackloch mit Öl dahinter fällt unter keine der beiden Normen. Sie ist ein gewöhnliches Befestigungsgewinde, und weder ISO 7-1 noch ISO 228-1 sagt direkt etwas dazu. Die Anweisung im Anwendungsbereich von ISO 228-1 lässt sich aber sauber verallgemeinern, und man schreibt sie besser auf die Zeichnung, als sie auf einem Parkplatz zu entdecken: Ist das Gewinde ein Befestigungsgewinde, dann besteht die Dichtung aus zwei Flächen außerhalb davon mit etwas Zusammendrückbarem dazwischen.

Das leistet eine Verbunddichtscheibe unter der Mutter, ein Quetschdichtring aus Weichmetall und eine Stirndichtung an einer Verschraubung. Dichtmasse in den Gängen eines Befestigungsgewindes versucht, das Gewinde eine Aufgabe erledigen zu lassen, für die es laut der Norm dieser Gewindeklasse ausdrücklich nicht geeignet ist. Manchmal funktioniert es. Ausgelegt wurde darauf nichts.

Gern hätten wir Ihnen die Maßnorm für die Dichtscheibe selbst genannt, und das können wir nicht. Wir haben keine frei lesbare Primärquelle für die Maße von Verbund- oder Quetschdichtscheiben gefunden; diese Seite sagt daher nichts über ihre Größen oder Werkstoffe. Dasselbe gilt für die Anschlusssysteme mit zylindrischem Gewinde und einem O-Ring am Grund der Einschraubbohrung, die eine echte und gut genormte Antwort auf dieses Problem sind und die wir nicht gelesen haben. Wenn wir eines davon lesen können, bekommt es eine eigene Seite.

Ein System, das die Dichtung tatsächlich auf einen Kegel legt und beide Hälften festschreibt, ist der Ventilausgang von Gasflaschen. Seine Norm verwendet dieselbe Whitworth-Form mit 2 mm Steigung, dichtet am kegeligen Teil unter einer Überwurfmutter und verwendet ihre ganze Mühe darauf, dass die falschen zwei Teile nicht zusammenpassen: Jeder Gasflaschenanschluss liegt sieben Zehntel Millimeter vom nächsten entfernt.

So wenden Sie es an

• Lesen Sie den Titel der Norm, die Sie zitieren. Die eine sagt, druckdichte Verbindungen werden im Gewinde hergestellt, die andere sagt, sie werden es nicht. Dieses Wort ist die Spezifikation
• Erwarten Sie nicht, dass ein kegeliges Gewinde trocken dichtet. ISO 7-1 verlangt ein geeignetes Dichtmittel auf dem Gewinde, schon im Anwendungsbereich, vor jedem Maß
• Suchen Sie kein zylindrisches Dicht-Außengewinde. ISO 7-1 stellt fest, dass zylindrische Rohr-Außengewinde als Dichtgewinde nicht geeignet sind. Die zylindrische Form, die sie definiert, Rp, ist ein Innengewinde
• Markieren Sie ein G-Außengewinde in einem Rp-Innengewinde. Es lässt sich montieren, es ist dasselbe Profil, und ISO 7-1 sagt, dass die Kombination nicht unbedingt eine dichte Verbindung ergibt
• Prüfen Sie, ob die Größe in der genannten Norm existiert. Neun Größen zwischen 1/16 und 6 gibt es nur in ISO 228-1
• Bei einem Befestigungsgewinde gehört die Dichtung außerhalb davon. Zwei Anzugsflächen mit einer Dichtung dazwischen: Das ist der Satz im Anwendungsbereich von ISO 228-1 und die Antwort, zu der das Forum von selbst kam

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

Was ist der Unterschied zwischen ISO 7-1 und ISO 228-1?

Die Titel. ISO 7-1 gilt für Rohrgewinde, bei denen druckdichte Verbindungen im Gewinde hergestellt werden, ISO 228-1 für Rohrgewinde, bei denen druckdichte Verbindungen nicht im Gewinde hergestellt werden. Das Gewindeprofil ist identisch, ISO 228-1 sagt das in Abschnitt 4, und die Außendurchmesser stimmen bei jeder gemeinsamen Größe überein. Der Unterschied liegt darin, ob vom Ineinandergreifen der Gewinde erwartet wird, dass es Druck hält.

Wie dichtet man ein zylindrisches Rohrgewinde ab?

Nicht im Gewinde. Der Anwendungsbereich von ISO 228-1 besagt: Müssen Verbindungen mit solchen Gewinden druckdicht sein, so ist dies durch Zusammenpressen zweier Anzugsflächen außerhalb des Gewindes und Zwischenlegen einer geeigneten Dichtung zu erreichen. In der Praxis ist das eine Scheibe unter einer Mutter, eine Stirndichtung an einer Verschraubung oder eine Verbunddichtscheibe.

Dichtet ein kegeliges Rohrgewinde von selbst?

ISO 7-1 sagt das nicht. Direkt nach dem Absatz über den Anwendungsbereich heißt es, für druckdichte Verbindungen sollte ein geeignetes Dichtmittel auf dem Gewinde verwendet werden. Der Kegel von eins zu sechzehn bringt die Flanken in Überdeckung; die Norm erwartet trotzdem etwas auf dem Gewinde.

Gibt es ein zylindrisches Rohr-Außengewinde, das im Gewinde dichtet?

Nicht in diesem System. Anmerkung 1 zum Anwendungsbereich von ISO 7-1 stellt fest, dass zylindrische Rohr-Außengewinde als Dichtgewinde nicht geeignet sind. Die einzige zylindrische Form, die ISO 7-1 definiert, ist Rp, ein Innengewinde, das ein kegeliges Außengewinde aufnimmt.

Lässt sich ein G-Gewinde in ein Rp-Gewinde schrauben?

Mechanisch ja, weil Profil und Durchmesser gleich sind. ISO 7-1 hat für genau diesen Fall einen Abschnitt, der mit der Aussage endet, eine solche Gewindekombination ergebe nicht unbedingt eine dichte Verbindung und die Toleranz des Innengewindes sei in den betreffenden Produktnormen zu berücksichtigen.

Was bedeuten R, Rc, Rp und G?

In ISO 7-1 ist R ein kegeliges Rohr-Außengewinde, Rc ein kegeliges Innengewinde und Rp ein zylindrisches Innengewinde, alle drei für Verbindungen, die im Gewinde druckdicht werden. In ISO 228-1 ist G ein Rohrgewinde, bei dem druckdichte Verbindungen nicht im Gewinde hergestellt werden; G-Außengewinde gibt es in Toleranzklasse A, der engeren, oder B, der weiteren.

Wie viele Rohrgewindegrößen gibt es?

ISO 7-1 tabelliert fünfzehn Größen von 1/16 bis 6, ISO 228-1 im selben Bereich vierundzwanzig. Die neun Größen, die nur in ISO 228-1 vorkommen, sind 5/8, 7/8, 1 1/8, 1 3/4, 2 1/4, 2 3/4, 3 1/2, 4 1/2 und 5 1/2; das ist unser eigener Vergleich der beiden Tabellen.

Warum haben ein Ein-Zoll- und ein Sechs-Zoll-Rohrgewinde dieselbe Steigung?

Weil die gesamte Tabelle von ISO 7-1 nur vier Steigungen enthält und die gröbste davon, 11 Gänge auf 25,4 mm, jede Größe von 1 Zoll bis 6 Zoll abdeckt. Die Maße wurden aus Zollwerten umgerechnet, und die Norm sagt das in einer Anmerkung unter der Tabelle.

Gehört Dichtmasse in die Gänge einer gewöhnlichen Schraube oder Stiftschraube?

Keine der beiden Normen erfasst gewöhnliche Befestigungsgewinde, also regelt hier nichts diesen Fall. Was ISO 228-1 für die von ihr erfassten Rohrgewinde sagt, ist, dass ein druckdichtes Ergebnis von zwei Anzugsflächen außerhalb des Gewindes mit einer Dichtung dazwischen kommen soll. Genau dieses Prinzip liefert eine Verbunddichtscheibe oder ein Quetschdichtring aus Weichmetall unter der Mutter.

Quellen

• ISO 228-1:2000, Pipe threads where pressure-tight joints are not made on the threads, part 1: dimensions, tolerances and designation. Anwendungsbereich, Abschnitte 3 und 4, Tabelle 1
• ISO 7-1:1994, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads, part 1: dimensions, tolerances and designation. Anwendungsbereich, Abschnitte 3, 4, 7 und 9, Tabelle 1
• ISO 7-1:1994/Cor 1:2007, Technische Berichtigung 1, zwei Seiten, die Bild 5 ersetzt
• r/MechanicalEngineering, die Ausgangsfrage dieser Seite; zwölf Antworten, die bei einer Dichtscheibe ankommen

ISO 7-1:1994 und ISO 228-1:2000 wurden in den öffentlich zugänglichen iTeh-Vorschauen gelesen. ISO 7-1 ist die dritte Ausgabe, sieben Seiten, ISO/TC 5/SC 5, Stadium 90.93, zuletzt 2026 überprüft und bestätigt; ISO 228-1 ist die vierte Ausgabe, acht Seiten, dasselbe Unterkomitee, bestätigt 2022. Der hier zitierte Anwendungsbereich von ISO 228-1 erscheint außerdem wörtlich als Kurzfassung auf ihrer Seite im ISO-Katalog, einer zweiten, unabhängigen Quelle für diesen Satz. Die Vorschau von ISO 7-1 ist ein Scan mit stark verstümmelter Textebene; jede daraus übernommene Zahl wurde daher an einem gerenderten Bild der Druckseite geprüft. Die Berichtigung wurde als vollständiges zweiseitiges PDF über einen öffentlichen Link der Japanese Standards Association gelesen. Folgendes ist unsere eigene Rechnung, keine Aussage einer der beiden Normen: die Prüfung der Durchmessertoleranzspalte von ISO 7-1 gegen ihre eigene Fußnote, der Vergleich dieser Spalte mit den Flankendurchmessertoleranzen für Innengewinde in ISO 228-1, die Zählung der neun Größen, die nur in ISO 228-1 vorkommen, und die Beobachtung, dass sich neun Größen eine Steigung teilen. Der Wert 0,217 in ISO 228-1 gegenüber 0,216 in ISO 7-1 wird so wiedergegeben, wie er in beiden Dokumenten gedruckt ist; wir nennen ihn keinen Fehler und bieten keine Erklärung an. Wir haben beide Fassungen von Bild 5 gerendert und konnten den Unterschied nicht feststellen; das ist eine Aussage über unseren Vergleich und keine Behauptung, die Berichtigung habe nichts geändert. Aus ISO 7-2 und ISO 228-2 wird nichts zitiert, außer dass die Hauptnormen sie erwähnen, und aus ISO 6149, ISO 1179, SAE J514 und DIN 7603 überhaupt nichts, da wir keine davon gelesen haben; diese Seite sagt daher nichts über Einschraubbohrungen mit O-Ring oder über die Maße von Dicht- und Quetschdichtscheiben. Der Flankenwinkel wird nicht angegeben, weil die Vorschauen ihn nicht abdrucken. Hier wird kein Motor diagnostiziert, kein Fahrzeug und kein Motor genannt und keine Marke von Dichtmasse oder Dichtscheiben genannt. Die Forumsdiskussion wird als Quelle der Frage angeführt; an ihrem Ende hatte sich der Verdacht des Fragestellers vom Gewinde wegbewegt.