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Metrisches ISO-Gewinde

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
(Weitergeleitet von Metrisches Gewinde)
Datei:ISO and UTS Thread Dimensions.de.svg
Das Standardprofil von metrischem ISO-Gewinde und dem amerikanischen UTS-Gewinde weicht nur im Außendurchmesser D und der Steigung P voneinander ab
Datei:15-03-03-Fahrradreparatur-RalfR-DSCF2634-00.jpg
Gleiche Größe des Innensechskants mit verschiedenen Gewindedurchmessern und Kopfformen
Datei:18-03-16-Schrauben-M6x20 RRK3198.jpg
Schrauben M6x20 mit Muttern, verschiedene Köpfe und Materialien

Das metrische ISO-Gewinde ist ein weltweit standardisiertes Gewinde mit metrischen Abmessungen und 60° Flankenwinkel. Es ersetzt die leicht abweichenden älteren metrischen Gewinde, vor allem aber die meisten Gewinde mit Zoll-Abmessungen (von den wenigen noch verwendeten zölligen Gewinden ist das bekannteste das Whitworth-Gewinde mit 55°-Flankenwinkel). Die Gewindebezeichnung setzt sich aus dem Buchstaben M und dem Außendurchmesser D in mm zusammen.

Alle diese Gewinde treten als Paarung mit Schraube und Mutter auf und werden populär auch Normgewinde, Maschinengewinde oder Metallgewinde genannt (auch wenn ein oder beide Partner aus Kunststoff gefertigt sind). Sie unterscheiden sich durch ihr feineres Gewinde von Blech-, Universal-, Schnellbau- (zur Befestigung von Gipskartonplatten auf Latten oder Blechprofilen) und Holzschrauben, die allesamt ihr Gewinde beim ersten Eindrehen selbst schneiden.

Normung

Die Gewinde wurden in der ISO 1502 von 1996 „ISO general-purpose metric screw threads – Gauges and gauging“<ref>ISO 1502:1996, iso.org.</ref> (DIN: Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung – Lehren und Lehrung)<ref>DIN ISO 1502:1996-12, beuth.de.</ref> erarbeitet und in den DIN-Normen DIN 13 und DIN 14 detailliert ausgeführt.

  • DIN 13-1 behandelt Regelgewinde von 1 bis 68 mm Gewinde-Außendurchmesser
  • DIN 13-2 ff. behandelt die Feingewinde der metrischen ISO-Gewinde
  • DIN 13-14 ff. behandelt Grundabmaße, Toleranzen, Grenzmaße, Lehren usw. für diverse Gewinde (wie mehrgängige oder Bolzengewinde) und Muttern
  • DIN 13-19 Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung - Teil 19: Nennprofile (1999-11)
  • DIN 13-28 Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung - Teil 28: Regel- und Feingewinde von1 bis 250 mm Gewindedurchmesser - Kernquerschnitte, Spannungsquerschnitte und Steigungswinkel (1975-09)
  • DIN 14 1–4 behandelt Gewinde unter 1 mm Nenndurchmesser
  • DIN 2244 Gewinde - Begriffe und Bestimmungsgrößen für zylindrische Gewinde (2002-05)
  • ISO 68-1 ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung - Grundprofil und Nennprofil - Teil 1: Metrisches Gewinde (2024-09)

Siehe Normenliste DIN zu einem Überblick über die Reihen 13 und 14.

Die Norm fordert, dass die Rundungen stetig (tangential) in die Flanken übergehen müssen. Diese Forderung ist beim Innengewinde der Mutter bei einer kreisförmigen Rundung mit Radius t/12 erfüllt. Die Norm erfordert jedoch keine bestimmte Form der Rundung. Die Norm empfiehlt eine kreisförmige Kernausrundung der Schraube mit Radius t/6, erlaubt aber auch hier andere Rundungen.

Gewinde-Kenngrößen nach DIN 13-19

Gewinde-Nenndurchmesser D = d

Kerndurchmesser des Innengewindes <math>D_1 = d_2 - 2 \cdot ( \frac{H}{2} - \frac{H}{4} ) = d - 2 \cdot H_1 = \{ d - \frac{5 \cdot \sqrt{3}}{8} \cdot P \} \approx d - 1,082 \ 532 \cdot P</math>

Flankendurchmesser des Innengewindes / Außengewindes am Grundprofil <math>D_2 = d_2 = d - \frac{3}{4} \cdot H = \{ d - \frac{3 \cdot \sqrt{3}}{8} \cdot P \} \approx d - 0,649 \ 519 \cdot P</math>

Kerndurchmesser des Außengewindes <math>d_3 = d_2 - 2 \cdot ( \frac{H}{2} - \frac{H}{6} ) = \{ d - \frac{17 \cdot \sqrt{3}}{24} \cdot P \} \approx d - 1,266 \ 869 \cdot P</math>

Höhe des scharf ausgeschnittenen gedachten Profildreiecks <math>H = \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot P \approx 0,866 \ 025 \cdot P</math>

Flankenüberdeckung <math>H_1 = \frac{D - D_1}{2} = \frac{5}{8} \cdot H = \{ \frac{5 \cdot \sqrt{3}}{16} \cdot P \} \approx 0,541 \ 266 \cdot P</math>

Profilhöhe des Außengewindes <math>h_3 = \frac{d - d_3}{2} = \frac{17}{24} \cdot H = \{ \frac{17 \cdot \sqrt{3}}{48} \cdot P \} \approx 0,613 \ 435 \cdot P</math>

Radius an der Gewindespitze oder am Gewindegrund <math>R = \frac{H}{6} = \{ \frac{\sqrt{3}}{12} \cdot P \} \approx 0,144 \ 338 \cdot P</math>

Die Bezeichnungen sind der DIN 2244 entnommen, die Formelanteile in geschweiften Klammern einer früheren Ausgabe der DIN 13-19.

{{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}} Regelgewinde allgemeiner Anwendung (DIN 13-1)

{{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}} Vorlage:Infobox Norm Vorlage:Tabellenstile

Regelgewinde allgemeiner Anwendung nach DIN 13-1, sowie Durchgangslöcher für Schrauben nach EN 20273
(Feingewinde gleichen Durchmessers haben eine geringere Steigung).
Außen-⌀
(Nenn-ø) 		Steigung
 Kern-⌀ Spannungs-
querschnitts-
fläche
DIN 13-28
 Bohrer-⌀
für
Kernloch
DIN 336 		Schlüsselweite Durchgangsbohrung-⌀ gemäß EN 20273
Außen-
gewinde
(Schraube) 		Innen-
gewinde
(Mutter) 		Sechskant-
schraube
ISO 272 		Innensechskant- fein
(H12) 		mittel
(H13) 		grob
(H14)
Zylinder-
schraube 		Senk-
schraube
d = D P d3 D1 AS s dh
mm mm mm mm mm2 mm mm mm mm mm mm mm
M 01,0 0,25 0,69 0,73 0,46 0,75 1,1 1,2 1,3
M 01,2 0,25 0,89 0,93 0,73 0,95 1,3 1,4 1,5
M 01,6 0,35 1,17 1,22 1,27 1,25 03,2 1,5 1,7 1,8 2,0
M 02,0 0,40 1,51 1,57 2,07 1,60 04,0 01,5 2,2 2,4 2,6
M 02,5 0,45 1,95 2,01 3,39 2,05 05,0 02,0 2,7 2,9 3,1
M 03,0 0,50 2,39 2,46 5,03 2,50 05,5 02,5 2,0 3,2 3,4 3,6
M 04,0 0,70 3,14 3,24 8,78 3,30 07,0 03,0 2,5 4,3 4,5 4,8
M 05,0 0,80 4,02 4,13 14,20 4,20 08,0 04,0 3,0 5,3 5,5 5,8
M 06,0 1,00 4,77 4,92 20,10 5,00 10,0 05,0 4,0 6,4 6,6 7,0
M 08,0 1,25 6,47 6,65 36,60 6,80 13,0 06,0 5,0 8,4 9,0 10,0
M 10,0 1,50 8,16 8,38 58,00 8,50 16,0 08,0 6,0 10,5 11,0 12,0
M 12,0 1,75 9,85 10,11 84,30 10,20 18,0 10,0 8,0 13,0 13,5 14,5
M 16,0 2,00 13,55 13,84 157,00 14,00 24,0 14,0 10,0 17,0 17,5 18,5
M 20,0 2,50 16,93 17,29 245,00 17,50 30,0 17,0 12,0 21,0 22,0 24,0
M 24,0 3,00 20,32 20,75 353,00 21,00 36,0 19,0 25,0 26,0 28,0
M 30,0 3,50 25,71 26,21 561,00 26,50 46,0 22,0 31,0 33,0 35,0
M 36,0 4,00 31,09 31,67 817,00 32,00 55,0 27,0 37,0 39,0 42,0
M 42,0 4,50 36,48 37,13 1121,00 37,50 65,0 32,0 43,0 45,0 48,0
M 48,0 5,00 41,87 42,59 1473,00 43,00 75,0 36,0 50,0 52,0 56,0
M 56,0 5,50 49,25 50,05 2030,00 50,50 85,0 41,0 58,0 62,0 66,0
M 64,0 6,00 56,64 57,51 2676,00 58,00 95,0 46,0 66,0 70,0 74,0

Anmerkungen:

  • zu den Größen im Tabellenkopf siehe Gewinde-Kenngröße
  • Verbreitet sind für M10 noch die Schlüsselweite s = 17 mm und für M12 die Schlüsselweite s = 19 mm in Anwendung.
  • in der Tabelle sind die zu bevorzugenden Werte der Reihe 1 angegeben; Werte wie beispielsweise M 7 oder M 9 finden sich in der Reihe 2 bzw. Reihe 3 von DIN 13-1
  • Maßangaben (Nennmaße) in mm
  • Stiftschrauben (Gewindestifte) mit Innensechskant haben ab M 3 eine Schlüsselweite gleich dem halben Nenndurchmesser des Gewindes, für kleinere Nenndurchmesser gilt M 1,6: 0,7 mm; M 2: 0,9 mm; M 2,5: 1,3 mm.

{{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}} Bevorzugte Größen

Vorlage:Infobox Norm ISO 261 spezifiziert eine umfangreiche Liste bevorzugter Kombinationen aus Außendurchmessern D und Gewindesteigungen P für metrische Schraubengewinde nach ISO. Die Werte der Spalte „1. Wahl“ lehnen sich dabei an die R10-Reihe von ISO 3 an, während die Werte der Spalte „2. Wahl“ abgerundete Werte der R20-Reihe von ISO 3 darstellen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>ISO & DIN13.</ref>

Nach der deutschen Fassung DIN ISO 261 gilt:

Maße in Millimeter; die in Klammern angegebenen Steigungen sind möglichst nicht anzuwenden.

ISO 261 - Tabelle 2: Nenndurchmesser / Steigung
Nenndurchmesser D, d Steigung P
Regelgewinde 		Steigung P
Feingewinde
Reihe 1
1. Wahl		 Reihe 2
2. Wahl		 Reihe 3
3. Wahl 		3 2 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0,35 0,25 0,2
1 0,25 0,2
1,1 0,25 0,2
1,2 0,25 0,2
1,4 0,3 0,2
1,6 0,35 0,2
1,8 0,35 0,2
2 0,4 0,25
2,2 0,45 0,25
2,5 0,45 0,35
3 0,5 0,35
3,5 0,6 0,35
4 0,7 0,5
4,5 0,75 0,5
5 0,8 0,5
5,5 0,5
6 1 0,75
7 1 0,75
8 1,25 1 0,75
9 1,25 1 0,75
10 1,5 1,25 1 0,75
11 1,5 1 0,75
12 1,75 1,5 1,25 1
14 2 1,5 1,25 a 1
15 1,5 1
16 2 1,5 1
18 2,5 2 1,5 1
20 2,5 2 1,5 1
22 2,5 2 1,5 1
24 3 2 1,5 1
25 2 1,5 1
26 1,5
27 3 2 1,5 1
28 2 1,5 1
30 3,5 (3) 2 1,5 1
32 2 1,5
33 3,5 (3) 2 1,5
35 b 1,5
36 4 3 2 1,5
38 1,5
39 4 3 2 1,5
 
Nenndurchmesser D, d Steigung P
Regelgewinde 		Steigung P
Feingewinde
Reihe 1
1. Wahl		 Reihe 2
2. Wahl		 Reihe 3
3. Wahl 		8 6 4 3 2 1,5
40 3 2 1,5
42 4,5 4 3 2 1,5
45 4,5 4 3 2 1,5
48 5 4 3 2 1,5
50 3 2 1,5
52 5 4 3 2 1,5
55 4 3 2 1,5
56 5,5 4 3 2 1,5
58 4 3 2 1,5
60 5,5 4 3 2 1,5
62 4 3 2 1,5
64 6 4 3 2 1,5
65 4 3 2 1,5
68 6 4 3 2 1,5
70 6 4 3 2 1,5
72 6 4 3 2 1,5
75 4 3 2 1,5
76 6 4 3 2 1,5
78 2
80 6 4 3 2 1,5
82 2
85 6 4 3 2
90 6 4 3 2
95 6 4 3 2
100 6 4 3 2
105 6 4 3 2
110 6 4 3 2
115 6 4 3 2
120 6 4 3 2
125 8 6 4 3 2
130 8 6 4 3 2
135 6 4 3 2
140 8 6 4 3 2
145 6 4 3 2
150 8 6 4 3 2
155 6 4 3
160 8 6 4 3
165 6 4 3
170 8 6 4 3
175 6 4 3
180 8 6 4 3
185 6 4 3
190 8 6 4 3
195 6 4 3
200 8 6 4 3
205 6 4 3
210 8 6 4 3
215 6 4 3
220 8 6 4 3
225 6 4 3
230 8 6 4 3
235 6 4 3
240 8 6 4 3
245 6 4 3
250 8 6 4 3
255 6 4
260 8 6 4
265 6 4
270 8 6 4
275 6 4
280 8 6 4
285 6 4
290 8 6 4
295 6 4
300 8 6 4
a nur für Zündkerzen von Motoren
b nur für Stellmuttern an Wälzlagern

Vorlage:Infobox Norm ISO 262 spezifiziert eine verkürzte Liste von Gewindeabmessungen und ist eine Untermenge von ISO 261.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

ISO 262 ‒ ausgewählte Größen für Schrauben, Muttern und Bolzen
Nenndurchmesser
D (mm) 		Gewindesteigung
P (mm)
1. Wahl 2. Wahl Regelgewinde Feingewinde
1 0,25 0,2
1,2 0,25 0,2
1,4 0,3 0,2
1,6 0,35 0,2
1,8 0,35 0,2
2 0,4 0,25
2,5 0,45 0,35
3 0,5 0,35
3,5 0,6 0,35
4 0,7 0,5
5 0,8 0,5
6 1 0,75
7 1 0,75
8 1,25 1 oder 0,75
10 1,5 1,25 oder 1
12 1,75 1,5 oder 1,25
14 2 1,5
16 2 1,5
18 2,5 2 oder 1,5
20 2,5 2 oder 1,5
22 2,5 2 oder 1,5
24 3 2
27 3 2
30 3,5 2
33 3,5 2
36 4 3
39 4 3
42 4,5 3
45 4,5 3
48 5 3
52 5 4
56 5,5 4
60 5,5 4
64 6 4

Das Metrische ISO-Gewinde ‒ auch als Normalgewinde bekannt ‒ ist ein Spitzgewinde und das am weitesten verbreitete Gewinde in Europa; zu jedem Regelgewinde gehören meist ein oder mehrere Feingewinde.<ref>{{#if:Vorlage:Cite book/URL|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:{{#if: 

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Darüber hinaus wurden ein bzw. zwei flachere ISO-Feingewinde spezifiziert, die Anwendung finden, wenn das normale Spitzgewinde nicht genügend Windungen zum sicheren Halt bieten würde (beispielsweise bei Gewinden in dünnwandigen Rohren).

Zusätzlich zu Regel- und Feingewinden existiert in der ISO-Norm ein weiterer Abschnitt, der Superfeingewinde mit einer äußerst niedrigen Gewindesteigung und dementsprechend sehr kleinen Gewindeflanken spezifiziert. Superfeingewinde werden gelegentlich in der Automobilindustrie eingesetzt (beispielsweise bei Federbeinen). Viel häufiger jedoch finden sie Anwendung in der Luftfahrtindustrie, da die sehr feinen Gewinde stark selbsthemmend und somit widerstandsfähiger gegen Lösen durch Vibration sind.<ref>{{#if:Vorlage:Cite book/URL|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:{{#if: 

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Feingewinde und Superfeingewinde besitzen einen größeren Kerndurchmesser als Regelgewinde, wodurch sie einen größeren Querschnitt – und somit eine größere Tragkraft – bieten als Regelgewinde desselben Nenndurchmessers.

Durch die geringere Steigung können Muttern mit Feingewinde deutlich dünner gefertigt werden. Für Innengewinde gilt, dass sie die 2,5- bis 3,5-fache Steigung tief sein sollen, um die Kräfte der Schraubverbindung zu übertragen ohne Schaden zu nehmen. Darum eignen sich Feingewinde für Schraubverbindungen, die direkt in Blech geschraubt werden sollen. Bei zu dünnen Blechen wird das Kernloch durch Fließbohrer erstellt, die eine Wulst erzeugen, in die ausreichend Gewindegänge geschnitten werden können.

Zur Kennzeichnung und Unterscheidung zwischen Regel-, Fein-, Superfeingewinde und anderen Gewindeformen wird bei Feingewinden die Gewindesteigung bei Gewindegrößenangaben von Schrauben, Muttern und Bolzen zusätzlich durch ein „x“ abgetrennt mit angegeben:<ref>{{#if:Vorlage:Cite book/URL|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:{{#if: 

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Beispiele für Größenangaben
Bezeichnung Nenndurchmesser
(mm)		 Gewindesteigung
(mm)
M2x0,25 2 0,25
M3x0,35 3 0,35
M4x0,5 4 0,50
M5x0,5 5 0,50
M6x0,75 6 0,75
M8x1 8 1,00
M8x0,75 8 0,75
M48x1,5 48 1,50
M72x6 72 6,00
M300x4 300 4,00

Ab Nenndurchmesser M72 muss die Steigung generell angegeben werden.

Literatur

  • {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}

Weblinks

Einzelnachweise

<references />

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