Wer Schraubverbindungen im Maschinenbau, in der Konstruktion oder in der Fertigung auslegt, kommt an einer Frage nicht vorbei: Welche Festigkeitsklasse ist für die jeweilige Belastung überhaupt geeignet? Falsch dimensionierte Schrauben führen zu vorzeitigem Verschleiß, ungewollten Setzerscheinungen oder im schlimmsten Fall zum Bauteilversagen. Wer die Festigkeitsklasse von Schrauben berechnen möchte, benötigt daher nicht nur die passenden Normwerte, sondern auch ein Verständnis der zugrunde liegenden Kennwerte wie Zugfestigkeit, Streckgrenze und zulässige Vorspannkraft.

In diesem Beitrag zeigen wir Ihnen, worauf es bei der Berechnung ankommt, welche Normen relevant sind und wie Sie mit unserem kostenlosen Online-Tool von JUS Spanntechnik in wenigen Sekunden zur passenden Festigkeitsklasse gelangen.

Die Festigkeitsklasse einer Schraube wird üblicherweise als Kombination zweier Zahlen angegeben, zum Beispiel 8.8, 10.9 oder 12.9. Diese Kennzeichnung ist in der DIN EN ISO 898-1 genormt und liefert auf einen Blick zwei zentrale mechanische Kennwerte:

• Erste Zahl × 100 = Zugfestigkeit Rm in N/mm² (Beispiel: 8.8 → Rm = 800 N/mm²)
• Erste Zahl × zweite Zahl × 10 = Streckgrenze Re bzw. Rp0,2 in N/mm² (Beispiel: 8.8 → 8 × 8 × 10 = 640 N/mm²)

Diese beiden Werte bestimmen maßgeblich, wie viel Kraft eine Schraube aufnehmen kann, bevor sie sich plastisch verformt oder bricht. Wer die Festigkeitsklasse von Schrauben berechnen will, muss also im Grunde die Beziehung zwischen Belastung, Querschnitt und diesen Materialkennwerten herstellen.

In der Praxis sehen wir immer wieder, dass Schrauben nach Erfahrungswerten oder Gewohnheit ausgewählt werden, ohne die tatsächliche Belastung durchzurechnen. Das funktioniert so lange gut, bis sich Randbedingungen ändern: höhere Betriebslasten, dynamische Beanspruchung, Temperatureinflüsse oder ein Werkstoffwechsel bei den zu verbindenden Bauteilen. Genau hier zahlt es sich aus, die Festigkeitsklasse von Schrauben systematisch zu berechnen statt zu schätzen.

Wichtige Einflussfaktoren bei der Berechnung sind:

1. Betriebskraft/Vorspannkraft: Welche Kraft muss die Verbindung dauerhaft sicher übertragen?
2. Schraubenquerschnitt: Der Spannungsquerschnitt (As) nach DIN 13-28 ist maßgeblich für die Kraftaufnahme.
3. Reibungsverhältnisse: Der Reibwert zwischen Schraubenkopf, Mutter und Bauteil beeinflusst das nötige Anzugsmoment erheblich.
4. Sicherheitsfaktor: Je nach Anwendung (statisch oder dynamisch belastet) ist ein Sicherheitsaufschlag einzuplanen.
5. Betriebstemperatur: Bei erhöhten Temperaturen sinkt die zulässige Belastbarkeit vieler Festigkeitsklassen.

Für den industriellen Einsatz sind vor allem folgende Festigkeitsklassen relevant:

• 4.6 / 5.6: Einfache, gering belastete Verbindungen, z. B. im Möbel- oder Gehäusebau
• 8.8: Der Standard im allgemeinen Maschinenbau, gute Balance aus Preis und Belastbarkeit
• 10.9: Für höher beanspruchte Verbindungen, häufig im Fahrzeug- und Anlagenbau
• 12.9: Hochfeste Schrauben für Anwendungen mit sehr hoher mechanischer Belastung, z. B. in der Spanntechnik und im Werkzeugmaschinenbau

Gerade im Bereich Spanntechnik und Vorrichtungsbau, wie wir ihn bei JUS Spanntechnik täglich betreuen, sind die Anforderungen an die Schraubenqualität besonders hoch: Spannfutter, Montagevorrichtungen und Aufspannsysteme unterliegen wechselnden dynamischen Lasten, wodurch eine korrekt berechnete Festigkeitsklasse direkt über die Prozesssicherheit entscheidet.

Um die Festigkeitsklasse von Schrauben zu berechnen, wird üblicherweise zunächst die erforderliche Zugkraft ermittelt und anschließend mit dem Spannungsquerschnitt der Schraube ins Verhältnis gesetzt:

σ = F / As

Dabei ist:

• σ = auftretende Spannung in N/mm²
• F = wirkende Kraft in N
• As = Spannungsquerschnitt der Schraube in mm²

Die berechnete Spannung σ muss unterhalb der Streckgrenze Re der gewählten Festigkeitsklasse bleiben – inklusive eines angemessenen Sicherheitsfaktors, der je nach Anwendung typischerweise zwischen 1,2 und 3 liegt. Erst wenn dieser Nachweis erbracht ist, gilt die gewählte Festigkeitsklasse als geeignet für die jeweilige Schraubverbindung.

Genau diese Rechenschritte – von der Krafteinwirkung über den Querschnitt bis zur passenden Normklasse – automatisieren wir mit unserem interaktiven Online-Rechner.

Damit Sie diese Berechnung nicht händisch mit Tabellenwerken durchführen müssen, hat JUS Spanntechnik ein kostenloses Online-Tool entwickelt. Damit lässt sich die Festigkeitsklasse von Schrauben in wenigen Schritten berechnen:

1. Belastung bzw. erforderliche Vorspannkraft eingeben
2. Schraubengröße und Gewinde auswählen
3. Das Tool ermittelt automatisch Zugfestigkeit, Streckgrenze und die passende Festigkeitsklasse
4. Ergebnis direkt mit den Normwerten nach DIN EN ISO 898-1 abgleichen

Das Tool ist besonders praktisch für Konstrukteure, Einkäufer und Anwender in der Fertigung, die schnell und ohne Fachliteratur eine belastbare Entscheidung treffen möchten. So lässt sich die Festigkeitsklasse von Schrauben berechnen, ohne jeden Rechenschritt manuell nachvollziehen zu müssen – und trotzdem bleibt die Berechnung nachvollziehbar und technisch fundiert.

Aus unserer langjährigen Praxis in der Spanntechnik kennen wir die häufigsten Stolperfallen:

• Unterschätzung dynamischer Lasten: Statische Rechnungen berücksichtigen keine Wechselbeanspruchung, die in der Praxis zu Ermüdungsbrüchen führen kann.
• Falscher Spannungsquerschnitt: Wird der Kernquerschnitt statt des Spannungsquerschnitts As verwendet, ergeben sich zu optimistische Werte.
• Vernachlässigung der Reibungsverhältnisse: Ohne realistischen Reibwert wird das Anzugsmoment falsch berechnet, was die tatsächliche Vorspannkraft verfälscht.
• Fehlende Temperaturkorrektur: Bei erhöhten Betriebstemperaturen verändert sich die Festigkeit vieler Schraubenwerkstoffe spürbar.

Wer diese Punkte bei der Berechnung der Festigkeitsklasse von Schrauben berücksichtigt, reduziert das Risiko von Ausfällen erheblich.

Die passende Festigkeitsklasse ist kein Detail, sondern ein zentraler Sicherheitsfaktor jeder Schraubverbindung. Wer die Festigkeitsklasse von Schrauben berechnen möchte, sollte dabei nicht nur Zugfestigkeit und Streckgrenze im Blick behalten, sondern auch Reibung, Sicherheitsfaktoren und Betriebsbedingungen einbeziehen. Mit dem kostenlosen Rechner von JUS Spanntechnik gelingt diese Berechnung schnell, verständlich und praxisnah – ganz ohne aufwendiges Nachschlagen in Normtabellen.

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