Die Zugfestigkeit von Gewindebolzen und Gewindestangen mit Feingewinde DIN 975 / DIN 976-1

Die Nenn – Zugfestigkeit von Gewindestangen mit Feingewinde nach DIN 13-2

Die Zugfestigkeit von Gewindestangen mit Feingewinde DIN 975 ist die bestimmende Kraft pro Fläche die eine Gewindestange, Gewindebolzen, Ankerstange, Gewindestab oder Gewindestück mit Feingewinde als maximale Belastung in Bezug auf ihren Querschnitt aufnehmen kann.
Diese wird in der Festigkeitslehre immer als die zulässige Spannung ( Zugfestigkeit ) genau so wie bei Schrauben und Muttern mit metrischem ISO Feingewinde nach DIN 13-2 bezeichnet.

Sie wird in N/mm² angegeben und kann per Zugversuch berechnet, oder mit der unteren Berechnungstabelle für die unterschiedlichen verfügbaren Gewindesteigungen ermittelt werden.
Für die Unterscheidung der Zugfestigkeit von Gewindestangen mit Feingewinde werden metrische Gewindestangen und Gewindestäbe mit Außengewinde aus Kohlenstoffstahl nach ihrer Werkstoffeigenschaft genau wie Stahlschrauben, Holzschrauben und andere Befstigungsmittel in Festigkeitsklassen ( Güte ) eingeteilt.

Zur Unterscheidung der Festigkeitsklassen werden diese auf einer oder beiden Stirnseiten farblich gekennzeichnet lesen Sie hierzu bitte unseren Beitrag zur Kennzeichnung von Gewindestangen.
Die Festigkeitsklassen Kennzeichnung bei einer metrischen Gewindestange mit Feingewinde DIN 976 besteht aus zwei Zahlen die durch einen Punkt getrennt sind.

Die linke Zahl ( 4, 5, 8, 10 oder 12 ) entspricht 1/100 der Nenn Zugfestigkeit in N/mm², die rechte Zahl ( 6, 8 oder 9 ) gibt das zehnfache des Verhältnisses der unteren Streckgrenze zur Nenn Zugfestigkeit an.

Zollige Gewinde, Trapezgewindestangen und Gewindestangen aus Edelstahl und oder mit Regelgewinde / Normalgewinde haben wesentlich andere Berechnungswerte für die Biegefestigkeit.

Diese haben wir in dem Beitrag im Schrauben Lexikon über die Zugfestigkeit von Edelstahl Gewindestangen und über die Zugfestigkeit von Gewindestangen veröffentlicht.
Die Streckgrenze bsw. Dehnung ist die maximale Belastung die bei Berechnung einer Konstruktion Statik Einfluß finden sollte!

Festigkeit / Festigkeitsklasse 4.6

Zugfestigkeit von 400 N/mm² ( erste Zahl x 100 multipliziert = 4×100 = 400 N/mm² )
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 240 N/mm² ( erste Zahl x zweite Zahl multipliziert, x 10 mulipliziert = 4×6 = 24×10 = 240 N/mm² )

Festigkeit / Festigkeitsklasse 4.8

Zugfestigkeit von 400 N/mm² ( erste Zahl x 100 multipliziert = 4×100 = 400 N/mm² )
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 320 N/mm² ( erste Zahl x zweite Zahl multipliziert, x 10 mulipliziert = 4×8 = 32×10 = 320 N/mm² )

Festigkeit / Festigkeitsklasse 5.6

Zugfestigkeit von 500 N/mm² ( erste Zahl x 100 multipliziert = 5×100 = 500 N/mm² )
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 300 N/mm² ( erste Zahl x zweite Zahl multipliziert, x 10 mulipliziert = 5×6 = 30×10 = 300 N/mm² )

Festigkeit / Festigkeitsklasse 5.8

Zugfestigkeit von 500 N/mm² ( erste Zahl x 100 multipliziert = 5×100 = 500 N/mm² )
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 400 N/mm² ( erste Zahl x zweite Zahl multipliziert, x 10 mulipliziert = 5×8 = 40×10 = 400 N/mm² )

Festigkeit / Festigkeitsklasse 6.6

Zugfestigkeit von 600 N/mm² ( erste Zahl x 100 multipliziert = 6×100 = 600 N/mm² )
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 360 N/mm² ( erste Zahl x zweite Zahl multipliziert, x 10 mulipliziert = 6×6 = 36×10 = 360 N/mm² )

Festigkeit / Festigkeitsklasse 8.8

Zugfestigkeit von 800 N/mm² ( erste Zahl x 100 multipliziert = 8×100 = 800 N/mm² )
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 640 N/mm² ( erste Zahl x zweite Zahl multipliziert, x 10 mulipliziert = 8×8 = 64×10 = 640 N/mm² )

Festigkeit / Festigkeitsklasse 10.9

Zugfestigkeit von 1000 N/mm² ( erste Zahl x 100 multipliziert = 10×100 = 1000 N/mm² )
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 900 N/mm² ( erste Zahl x zweite Zahl multipliziert, x 10 mulipliziert = 10×9 = 90×10 = 900 N/mm² )

Festigkeit / Festigkeitsklasse 12.9

Zugfestigkeit von 1200 N/mm² ( erste Zahl x 100 multipliziert = 12×100 = 1200 N/mm² )
Streckgrenze bzw. Dehngrenze von 1080 N/mm² ( erste Zahl x zweite Zahl multipliziert, x 10 mulipliziert = 12×9 = 108×10 = 1080 N/mm² )

Der Spannungsquerschnitt einer Gewindestange mit Feingewinde ist die maßgebliche Berechnungsgrundlage der Zugfestigkeit in der Festigkeitslehre

Der Kerndurchmesser einer Gewindestange mit Feingewinde ist immer kleiner als die Gewinde Nenn Größe einer Gewindestange genau wie bei einer Schraube.

Ein Gewindestab mit Feingewinde in M12x1,5 mm hat einen maximalen Außendurchmesser von 11,026 mm der maximale Kerndurchmesser beträgt aber nur 10,160 mm bei ISO Feingewinde nach DIN 13-2 und dem bei Gewindestangen mit Feingewinde üblichen Gewinde Toleranzfeld 6g.

Es wird immer nur die eigendliche Fläche ( Querschnitt ) des Gewindekerndurchmesser auch Spannungsquerschnitt genannt in Bezug zur Werkstoffeigenschaft zur Berechnung der Zugfestigkeit von Gewindestangen mit Feingewinde herangezogen.

Umrechnungstabelle zur Festigkeitsberechnung und Belastung bei einem Gewindestab mit Feingewinde

Gewinde-Nenngröße d ∅
Gewinde-KerndurchmesserFläche in mm² als Spannungsquerschnitt
M6x0,75 mm5,080 mm22,00 mm²
M8x1,00 mm6,773 mm39,20 mm²
M10x1,00 mm8,773 mm64,50 mm2
M10x1,25 mm8,466 mm61,20 mm²
M12x1,25 mm10,466 mm92,10 mm2
M12x1,50 mm10,160 mm88,10 mm²
M14x1,25 mm12,466 mm129,0 mm2
M14x1,50 mm12,160 mm125,0 mm²
M16x1,00 mm14,773 mm178,0 mm2
M16x1,50 mm11,160 mm167,0 mm²
M18x1,50 mm16,160 mm216,0 mm²
M20x1,50 mm18,160 mm272,0 mm²
M22x1,50 mm20,160 mm333,0 mm2
M24x1,50 mm22,160 mm401,0 mm2
M24x2,0 mm21,546 mm384,0 mm2
M27x1,50 mm25,160 mm514,0 mm2
M27x2,00 mm24,546 mm496,0 mm2
M30x1,50 mm28,160 mm642,0 mm²
M30x2,00 mm27,546 mm621,0 mm2
M33x2,00 mm30,546 mm761,0 mm2
M36x1,50 mm34,160 mm940,0 mm2
M36x2,00 mm33,546 mm915,0 mm²
M39x2,00 mm36,546 mm1082 mm2

Beispielberechnung für die Zugfestigkeit von Gewindestangen mit Feingewinde

Ein Gewindebolzen mit Feingewinde M16x1,5 mm der Festigkeitsklasse 8.8 hat einen Gewindekerndurchmesser von 11,160 mm, daraus ergibt sich ein Spannungsquerschnitt von 167 mm².

Der Querschnitt ( 167 mm² ) wird nun mit der Zugfestigkeit bei 8.8 ( 800 N / mm² ) multipliziert ( 167×800=133600 ) daraus ergibt sich eine Zugfestigkeit von 133600 N für diesen Gewindebolzen in M16x1,5 mm.

Die Streckgrenze ( 640 N/mm ) wird nun mit dem Querschnitt ( 167 mm² ) multipliziert ( 640×167=106880 ) hieraus ergibt sich eine Streck- bsw. Dehngrenze von 106880 N für diesen Gewindebolzen in M16x1,5 mm.

In den Artikel und Beiträge in unserem Schrauben Lexikon und auf den Internetseiten von Wikipedia finden Sie weitere Technische Publikationen und Antworten über die Zugfestigkeit von Gewindestangen mit Normalgewinde, eine Härtevergleichstabelle, und den Festigkeitsklassen von Befestigungsmitteln wie Schrauben, Muttern und Gewindebolzen sowie die entsprechenden Technische Formel der Berechnung, Umrechnungstabellen für Biegefestigkeit und weitere Praxisanwendungen.

 

Weitere Beiträge und Rezensionen zum Thema finden und bewehren sich im Schrauben Lexikon, dem Lexika für alle DIN Muttern und Schrauben