Einführung
Die Norm ISO 4017:2022 legt die Eigenschaften von Sechskantschrauben mit Gewinden von M1,6 bis M64 der Güteklassen A und B fest. Diese Norm ist für den Maschinenbau und die Fertigungsindustrie von entscheidender Bedeutung, da sie die Einheitlichkeit und Zuverlässigkeit der Befestigung von Bauteilen gewährleistet. Sie definiert präzise Abmessungen, Toleranzen und mechanische Eigenschaften für diese Schrauben, die in Montage-, Bau- und Maschinenbauanwendungen weit verbreitet sind.
Sechskantschrauben, auch Sechskantbolzen genannt, bieten dank ihres sechseckigen Kopfes robuste Befestigungslösungen und ermöglichen die Anwendung hoher Drehmomente. Der Unterschied zwischen den Güteklassen A und B liegt in ihrer Präzision: Güteklasse A bietet höhere Genauigkeit für kleinere Abmessungen und kürzere Längen, während Güteklasse B für größere oder längere Schrauben geeignet ist, bei denen etwas größere Toleranzen akzeptabel sind. Diese Norm ersetzt frühere Versionen und beinhaltet Aktualisierungen zur Verbesserung der Materialverträglichkeit und der Fertigungsverfahren.
In der Metallbearbeitung und Montage gewährleistet die Einhaltung der ISO 4017 Austauschbarkeit und Sicherheit. Beispielsweise müssen Schrauben in der Automobil- und Luftfahrtindustrie bestimmten Belastungen standhalten, ohne zu versagen. Die Norm umfasst Stahl und Edelstahl und verweist auf Festigkeitsklassen wie 8.8 oder A2-70. Sie behandelt auch Oberflächenbehandlungen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit.
Dieser Artikel bietet einen umfassenden Leitfaden zu den Spezifikationen der Norm, einschließlich Maßtabellen, Materialanforderungen und praktischen Anwendungsbeispielen. Ingenieure und Einkäufer können diese Informationen nutzen, um die passenden Schrauben für ihre Projekte auszuwählen und so die Einhaltung internationaler Normen sicherzustellen. Die Maßangaben erfolgen in Millimetern und umfassen wichtige Parameter wie Steigung, Kopfhöhe und Schlüsselweite.
Das Verständnis der ISO 4017 ist für die Qualitätskontrolle unerlässlich, da Abweichungen zu Montagefehlern oder Sicherheitsrisiken führen können. Der Anwendungsbereich der Norm umfasst Vollgewinde- und Teilgewindeschrauben mit Toleranzen, die darauf ausgelegt sind, die Produktionskosten zu minimieren und gleichzeitig die Leistung zu gewährleisten. Für spezielle Anwendungen, wie z. B. in Hochtemperaturumgebungen, können zusätzliche Vereinbarungen erforderlich sein.
Insgesamt fördert ISO 4017 den Welthandel durch die Standardisierung von Verbindungselementen und die Reduzierung von Fehlern in Lieferketten. Dieser Leitfaden ergänzt die bereitgestellten Daten und bietet Einblicke in die Implementierung und bewährte Verfahren.
ISO 4017:2022 – Überblick
Die 2022 von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlichte Norm ISO 4017 aktualisiert die Ausgabe von 2014 und präzisiert Toleranzen und Werkstoffangaben. Sie gilt für Sechskantschrauben aus Kohlenstoffstahl, legiertem Stahl oder Edelstahl mit metrischem Grobgewinde. Feingewinde sind von der Norm ausgenommen und werden in anderen ISO-Dokumenten behandelt.
Der Anwendungsbereich umfasst Schrauben mit Durchmessern von M1,6 bis M64, geeignet für allgemeine technische Anwendungen. Wichtige Inhalte sind Abmessungen, mechanische Eigenschaften, Toleranzen, Oberflächenbeschaffenheit und Abnahmekriterien. Die Güteklasse A ist für präzise Anwendungen mit d ≤ 24 mm und l ≤ 10d oder 150 mm (je nachdem, welcher Wert kleiner ist) vorgesehen, während Güteklasse B für größere Abmessungen oder Längen gilt.
Diese Übersicht verdeutlicht die Bedeutung der Norm für die Produktzuverlässigkeit. Sie verweist auf ISO 898-1 für die mechanischen Eigenschaften von Stahl und auf ISO 3506-1 für Edelstahl. Die Toleranzen entsprechen ISO 4759-1, mit einer Gewindetoleranz von 6 g. Oberflächenbehandlungen umfassen Galvanisierung (ISO 4042), nicht-elektrolytische Zinklamellenbeschichtung (ISO 10683) und Feuerverzinkung (ISO 10684).
Bei Edelstahl sind die Oberflächen sauber und glänzend, optional passiviert nach ISO 16048. Abnahme und Verpackung erfolgen gemäß ISO 3269, während Oberflächenfehler durch ISO 6157-1 oder -3 für hochfeste Stahlsorten begrenzt sind. Die Norm ermöglicht die Berücksichtigung kundenspezifischer Anforderungen und erhöht so die Flexibilität.
In der Praxis beeinflusst diese Norm die Konstruktionsvorgaben in Branchen wie dem Maschinenbau und dem Bauwesen. Durch klare Richtlinien reduziert sie die Produktionsstreuung und trägt zu einer kosteneffizienten Beschaffung bei. Ingenieure sollten beachten, dass die Materialeigenschaften bei Durchmessern über M39 individuell vereinbart werden.
Abmessungen und Spezifikationen
Kern der ISO 4017:2022 sind die detaillierten Maßvorgaben für Sechskantschrauben. Diese Spezifikationen gewährleisten Kompatibilität und Leistungsfähigkeit in verschiedenen Anwendungsbereichen. Die Maße sind in Millimetern angegeben und umfassen Gewindesteigung (P), unvollständige Gewindelänge (a), Kopffase (c), Außendurchmesserzugabe (da), Breite über die Ecken (e), Kopfhöhe (k) und Schlüsselweite (s).
Die Güteklassen A und B unterscheiden sich in den Toleranzen für bestimmte Abmessungen, wie z. B. dw (effektiver Kontaktdurchmesser) und e (Eckenbreite). Kleinere Schrauben (bis M16) fallen beispielsweise aufgrund ihrer Präzision oft unter Güteklasse A, während größere Schrauben der Güteklasse B zugeordnet werden. Die Norm legt außerdem Mindestradien (r) und Mindesthöhen der Unterlegscheibenauflageflächen (k1) fest.
Nachfolgend finden Sie eine umfassende Tabelle mit Abmessungen für Gewindegrößen von M1,6 bis M64. Die Daten wurden anhand von Standardwerten überprüft, um die Genauigkeit zu gewährleisten; in Klammern sind nicht bevorzugte Größen angegeben.
| Thread d | M1.6 | M2 | M2.5 | M3 | (M3.5) | M4 | M5 | M6 | (M7) | M8 | M10 | M12 | (M14) | M16 | (M18) | M20 | (M22) | M24 | (M27) | M30 | (M33) | M36 | (M39) | M42 | (M45) | M48 | (M52) | M56 | (M60) | M64 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| P (Tonhöhe) | 0.35 | 0.4 | 0.45 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 1 | 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 3 | 3 | 3.5 | 3.5 | 4 | 4 | 4.5 | 4.5 | 5 | 5 | 5.5 | 5.5 | 6 |
| ein Maximum | 1.05 | 1.2 | 1.35 | 1.5 | 1.8 | 2.1 | 2.4 | 3 | 3 | 3.75 | 4.5 | 5.25 | 6 | 6 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 9 | 9 | 10.5 | 10.5 | 12 | 12 | 13.5 | 13.5 | 15 | 15 | 16.5 | 16.5 | 18 |
| eine Minute | 0.35 | 0.4 | 0.45 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 1 | 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 3 | 3 | 3.5 | 3.5 | 4 | 4 | 4.5 | 4.5 | 5 | 5 | 5.5 | 5.5 | 6 |
| c max | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| c min | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| da max | 2 | 2.6 | 3.1 | 3.6 | 4.1 | 4.7 | 5.7 | 6.8 | 7.8 | 9.2 | 11.2 | 13.7 | 15.7 | 17.7 | 20.2 | 22.4 | 24.4 | 26.4 | 30.4 | 33.4 | 36.4 | 39.4 | 42.4 | 45.6 | 48.6 | 52.6 | 56.6 | 63 | 67 | 71 |
| dw A min | 2.54 | 3.34 | 4.34 | 4.84 | 5.34 | 6.2 | 7.2 | 8.88 | 9.63 | 11.63 | 14.63 | 16.63 | 19.64 | 22.49 | 25.34 | 28.19 | 31.71 | 33.61 | / | |||||||||||
| dw B min | 2.42 | 3.22 | 4.22 | 4.72 | 5.22 | 6.06 | 7.06 | 8.74 | 9.47 | 11.47 | 14.47 | 16.47 | 19.15 | 22 | 24.85 | 27.7 | 31.35 | 33.25 | 38 | 42.75 | 46.55 | 51.11 | 55.86 | 59.95 | 64.7 | 69.45 | 74.2 | 78.66 | 83.41 | 88.16 |
| e A min | 3.41 | 4.32 | 5.45 | 6.01 | 6.58 | 7.66 | 8.79 | 11.05 | 12.12 | 14.38 | 17.77 | 20.03 | 23.36 | 26.75 | 30.14 | 33.53 | 37.72 | 39.98 | / | |||||||||||
| e B min | 3.28 | 4.18 | 5.31 | 5.88 | 6.44 | 7.5 | 8.63 | 10.89 | 11.94 | 14.2 | 17.59 | 19.85 | 22.78 | 26.17 | 29.56 | 32.95 | 37.29 | 39.55 | 45.2 | 50.85 | 55.37 | 60.79 | 66.44 | 71.3 | 76.95 | 82.6 | 88.25 | 93.56 | 99.21 | 104.86 |
| k nominal | 1.1 | 1.4 | 1.7 | 2 | 2.4 | 2.8 | 3.5 | 4 | 4.8 | 5.3 | 6.4 | 7.5 | 8.8 | 10 | 11.5 | 12.5 | 14 | 15 | 17 | 18.7 | 21 | 22.5 | 25 | 26 | 28 | 30 | 33 | 35 | 38 | 40 |
| k A max | 1.225 | 1.525 | 1.825 | 2.125 | 2.525 | 2.925 | 3.65 | 4.15 | 4.95 | 5.45 | 6.58 | 7.68 | 8.98 | 10.18 | 11.715 | 12.715 | 14.215 | 15.215 | / | |||||||||||
| k A min | 0.975 | 1.275 | 1.575 | 1.875 | 2.275 | 2.675 | 3.35 | 3.85 | 4.65 | 5.15 | 6.22 | 7.32 | 8.62 | 9.82 | 11.285 | 12.285 | 13.785 | 14.785 | / | |||||||||||
| k B max | 1.3 | 1.6 | 1.9 | 2.2 | 2.6 | 3 | 3.74 | 4.24 | 5.04 | 5.54 | 6.69 | 7.79 | 9.09 | 10.29 | 11.85 | 12.85 | 14.35 | 15.35 | 17.35 | 19.12 | 21.42 | 22.92 | 25.42 | 26.42 | 28.42 | 30.42 | 33.5 | 35.5 | 38.5 | 40.5 |
| k B min | 0.9 | 1.2 | 1.5 | 1.8 | 2.2 | 2.6 | 3.26 | 3.76 | 4.56 | 5.06 | 6.11 | 7.21 | 8.51 | 9.71 | 11.15 | 12.15 | 13.65 | 14.65 | 16.65 | 18.28 | 20.58 | 22.08 | 24.58 | 25.58 | 27.58 | 29.58 | 32.5 | 34.5 | 37.5 | 39.5 |
| k1 A min | 0.68 | 0.89 | 1.1 | 1.31 | 1.59 | 1.87 | 2.35 | 2.7 | 3.26 | 3.61 | 4.35 | 5.12 | 6.03 | 6.87 | 7.9 | 8.6 | 9.65 | 10.35 | / | |||||||||||
| k1 B min | 0.63 | 0.84 | 1.05 | 1.26 | 1.54 | 1.82 | 2.28 | 2.63 | 3.19 | 3.54 | 4.28 | 5.05 | 5.96 | 6.8 | 7.81 | 8.51 | 9.56 | 10.26 | 11.66 | 12.8 | 14.41 | 15.46 | 17.21 | 17.91 | 19.31 | 20.71 | 22.75 | 24.15 | 26.25 | 27.65 |
| r min | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.25 | 0.25 | 0.4 | 0.4 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.2 | 1.2 | 1.6 | 1.6 | 2 | 2 | 2 |
| s max = nominal | 3.2 | 4 | 5 | 5.5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 11 | 13 | 16 | 18 | 21 | 24 | 27 | 30 | 34 | 36 | 41 | 46 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 |
| s A min | 3.02 | 3.82 | 4.82 | 5.32 | 5.82 | 6.78 | 7.78 | 9.78 | 10.73 | 12.73 | 15.73 | 17.73 | 20.67 | 23.67 | 26.67 | 29.67 | 33.38 | 35.38 | / | |||||||||||
| s B min | 2.9 | 3.7 | 4.7 | 5.2 | 5.7 | 6.64 | 7.64 | 9.64 | 10.57 | 12.57 | 15.57 | 17.57 | 20.16 | 23.16 | 26.16 | 29.16 | 33 | 35 | 40 | 45 | 49 | 53.8 | 58.8 | 63.1 | 68.1 | 73.1 | 78.1 | 82.8 | 87.8 | 92.8 |
Diese Abmessungen sind für die Fertigung und Prüfung entscheidend. Beispielsweise gewährleistet die Kopfhöhe (k) den korrekten Sitz, während die Schlüsselweite (s) die Werkzeugkompatibilität bestimmt. Nicht bevorzugte Größen wie M3,5 werden in speziellen Anwendungen eingesetzt.
Technische Anforderungen und referenzierte Normen
ISO 4017:2022 legt die technischen Anforderungen an Werkstoffe, Gewinde, mechanische Eigenschaften, Toleranzen, Oberflächenbehandlungen und Abnahmeverfahren fest. Die Werkstoffe werden in Stahl und Edelstahl unterteilt, wobei die allgemeinen Anforderungen gemäß ISO 8992 gelten.
| Kategorie | Unterkategorie | Stahl | Edelstahl |
|---|---|---|---|
| Materialien | – | Stahl | Edelstahl |
| Allgemeine Anforderungen | – | ISO 8992 | |
| Faden | Toleranz | 6 g | |
| Standard | ISO 965-1 | ||
| Mechanische Eigenschaften | Grad | M1,6 ≤ d ≤ M39: 4,8, 5,6, 8,8, 10,9, 12,9/12,9; d > M39: durch Übereinstimmung | M1,6 ≤ d ≤ M24: A2-70, A4-70, A4-80, D4-80, D6-80; M24 M39: nach Vereinbarung |
| Standard | ISO 898-1 | ISO 3506-1 | |
| Toleranzen | Produktqualität | d ≤ 24 mm und l ≤ 10d oder 150 mm (kleinerer Wert): A; d > 24 mm oder l > 10d oder 150 mm (kleinerer Wert): B | |
| Standard | ISO 4759-1 | ||
| Oberflächenbeschaffenheit | – | Unbehandelt; Galvanisiert nach ISO 4042; Nichtelektrolytisch verzinkt nach ISO 10683; Feuerverzinkt nach ISO 10684 | Sauber und glänzend; Passivierung gemäß ISO 16048 |
| – | Weitere Anforderungen nach Vereinbarung | ||
| Oberflächendiskontinuitäten | – | Grenzwerte gemäß ISO 6157-1 und ISO 6157-3 für die Klasse 12.9/12.9 | Gemäß Vereinbarung (ISO 6157-1) |
| Annahme und Verpackung | – | ISO 3269 | |
Diese Anforderungen gewährleisten, dass die Schrauben die Leistungskriterien erfüllen. Bei Stahl geben die Eigenschaftsklassen die Zugfestigkeit an; bei Edelstahl bezeichnen sie die Korrosionsbeständigkeit. Toleranzen verhindern Passungsprobleme, während Oberflächenbehandlungen vor Umwelteinflüssen schützen.
Anwendungen und Implementierung
ISO-4017-Schrauben werden in Konstruktionen, Maschinen und Anlagen eingesetzt, wo eine zuverlässige Befestigung erforderlich ist. Im Bauwesen tragen Schrauben der Größen M20 bis M36 hohe Lasten. Im Automobilbereich gewährleisten kleinere Größen wie M6 bis M12 die sichere Befestigung der Bauteile.
Die Umsetzung umfasst die Auswahl der Güteklasse anhand von Größe und Länge sowie die Materialprüfung für die jeweilige Anwendung (z. B. Edelstahl für korrosive Umgebungen). Die Qualitätskontrolle beinhaltet Maßkontrollen und mechanische Prüfungen gemäß den geltenden Normen.
Bewährte Vorgehensweisen: Verwenden Sie für die Montage kalibrierte Werkzeuge, wenden Sie das korrekte Drehmoment an und prüfen Sie auf Mängel. In Umgebungen mit starken Vibrationen verwenden Sie Sicherungsscheiben. Diese Norm wirkt sich positiv auf Forschung und Entwicklung aus, indem sie Konstruktionen standardisiert und Simulationen sowie Prototypen erleichtert.
Zur Qualitätssicherung wird eine Chargenprüfung gemäß ISO 3269 empfohlen. In globalen Lieferketten erleichtert die Einhaltung dieser Normen den Export. Fallstudien belegen eine Reduzierung von Ausfällen im Brückenbau durch die Verwendung von Schrauben der Festigkeitsklasse 8.8.
Häufig gestellte Fragen
- Worin besteht der Unterschied zwischen den Produktklassen A und B gemäß ISO 4017:2022?
- Güteklasse A bietet engere Toleranzen für Schrauben mit einem Durchmesser d ≤ 24 mm und einer Länge ≤ 10d oder 150 mm (je nachdem, welcher Wert kleiner ist) und eignet sich für Präzisionsanwendungen. Güteklasse B weist größere Toleranzen für größere oder längere Schrauben auf und bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kosten und Leistung.
- Wie wähle ich die geeignete mechanische Eigenschaftsklasse für Sechskantschrauben aus?
- Die Wahl richtet sich nach den Belastungsanforderungen: Bei Stahl bieten Festigkeitsklassen wie 8.8 eine hohe Festigkeit; bei Edelstahl bietet A4-70 eine gute Korrosionsbeständigkeit. Detaillierte Informationen, insbesondere zu Umgebungsbedingungen und Belastungen, finden Sie in ISO 898-1 oder 3506-1.
- Welche Oberflächenbehandlungen werden zum Korrosionsschutz empfohlen?
- Für Stahl: Galvanisieren (ISO 4042), Zinklamellenverzinken (ISO 10683) oder Feuerverzinken (ISO 10684). Für Edelstahl: Passivierung (ISO 16048) erhöht die natürliche Beständigkeit. Die Wahl des Verfahrens richtet sich nach den Umgebungsbedingungen.
- Gibt es Beschränkungen für Größen über M39?
- Ja, die mechanischen Eigenschaften und einige Abmessungen für d > M39 werden in der Regel durch eine Vereinbarung zwischen Lieferant und Käufer festgelegt, da Standardwerte aufgrund von Fertigungsherausforderungen möglicherweise nicht anwendbar sind.
- Wie schneidet ISO 4017 im Vergleich zu ähnlichen Normen wie DIN 931 ab?
- ISO 4017 ist das internationale Äquivalent zu DIN 931 für Sechskantschrauben mit Teilgewinde, mit ähnlichen Abmessungen, wobei ISO jedoch Wert auf globale Harmonisierung und aktualisierte Toleranzen legt.
- Worauf sollte ich bei der Inspektion dieser Schrauben achten?
- Prüfen Sie die Abmessungen (z. B. s, k, Steigung), die Gewindequalität (6g-Toleranz), die Oberflächenbeschaffenheit und die mechanischen Eigenschaften. Verwenden Sie ISO 3269 für die Abnahmeverfahren, um die Konformität sicherzustellen.
