Rechner für die Tragfähigkeit einer Schraube im doppelten Schnitt

Schätzen Sie die Scherbruchlast einer Schraube im doppelten Schnitt ab — die Standard-Gabelanordnung, bei der die Schraube die Bohrung eines Gelenkkopfs zwischen zwei Halterungslaschen durchsetzt.

FASTENER SHEAR STRENGTH · ASME B18.2.1 DIMENSIONS

Tragfähigkeit einer Schraube im doppelten Schnitt

Schätzt die Scherbruchlast einer Schraube im doppelten Schnitt ab — die Standard-Gabelanordnung, bei der die Schraube die Bohrung eines Gelenkkopfs zwischen zwei Halterungslaschen durchsetzt.

Schraubendurchmesser (D)
[Zoll]

Setzt voraus, dass der gewindefreie Schaft beide Scherebenen überspannt — gute Gabelkonstruktion hält das Gewinde aus der Scherebene heraus.

Schraubenfestigkeitsklasse / Werkstoff
τ ≈ 0.6 × UTS

Betriebs-Scherlast (P)
[lbf]

Dynamischer Stoßfaktor (Kd)
SYZ-Richtwert

Geschätzte Tragfähigkeit im doppelten Schnitt

35,343 lbf

Tragfähigkeit im einfachen Schnitt (eine Ebene): 17,671 lbf

✔ Sf = 2.01 : 1 — ausreichende Reserve nach SYZ-Richtwert (Sf ≥ 2.0).

Ingenieurmodell (Näherung, keine zertifizierte Scherfestigkeitsangabe)

Standardreferenz Die Nenndurchmesser von Schrauben folgen ASME B18.2.1. Eine Scherfestigkeit ≈ 0.6 × Zugfestigkeit ist eine weit verbreitete Ingenieurnäherung, kein genormter Einzelwert — für eine zertifizierte Scherfestigkeit siehe die Prüfdaten für Verbindungselemente nach ASTM F606 oder die veröffentlichte Scherfestigkeit des Herstellers.

Berechnungsmethode A = π/4·D² · Double Shear = 2 × A × τ · Sf = Capacity / (P × Kd)

Annahmen und Einschränkungen

Setzt voraus, dass der Schraubenschaft (nicht das Gewinde) beide Scherebenen überspannt — prüfen Sie, dass Ihre Klemmlänge das Gewinde aus der Verbindung heraushält.
τ≈0.6×UTS ist eine gängige Näherung, kein garantierter Wert — die tatsächliche Scherfestigkeit variiert je nach Fertigungsverfahren und Werkstoffcharge.
Prüft nicht das Lochleibungs-/Ausreißversagen des Halterungs- oder Gelenkkopfwerkstoffs um die Schraubenbohrung — eine eigene Versagensart, die maßgebend werden kann, bevor die Schraube selbst abschert.
Modelliert weder Ermüdung noch Vorspannung noch den Beitrag der Klemmreibung zur Tragfähigkeit der Verbindung.

STATISCHE REFERENZDATEN

Referenz: Tragfähigkeit im doppelten Schnitt nach Schraubengröße und Festigkeitsklasse

Mit der oben verwendeten exakten Formel vorberechnete Werte — nützlich zum schnellen Nachschlagen, ohne Eingaben erneut vorzunehmen.

Schraubengröße	Grade 5 (~120 ksi)	Grade 8 (~150 ksi)	Metrisch 12.9 (~177 ksi)	Hochfest, Klasse ~170 ksi
3/8″	15,904 lbf	19,880 lbf	23,415 lbf	22,531 lbf
7/16″	21,648 lbf	27,059 lbf	31,870 lbf	30,667 lbf
1/2″ (Standardwert des Rechners)	28,274 lbf	35,343 lbf	41,626 lbf	40,055 lbf
5/8″	44,179 lbf	55,223 lbf	65,041 lbf	62,586 lbf
3/4″	63,617 lbf	79,522 lbf	93,659 lbf	90,124 lbf
1″	113,097 lbf	141,372 lbf	166,504 lbf	160,221 lbf

RECHENBEISPIEL

1/2″-Gabelschraube Grade 8 unter Rallycross-Belastung

Ein Gelenkkopf wird mit einer 1/2″-Schraube Grade 8 im doppelten Schnitt an einer Halterung befestigt. Die geschätzte Betriebs-Scherlast beträgt unter Leistungsrundkurs-Bedingungen 8,000 lbf.

Schraube: 1/2″ Durchmesser, Grade 8 (Scherfestigkeit τ ≈ 90 ksi).
Scherfläche je Ebene A = π/4×0.5² ≈ 0.196 in². Tragfähigkeit im einfachen Schnitt ≈ 17,671 lbf. Tragfähigkeit im doppelten Schnitt ≈ 35,343 lbf.
Betriebslast P = 8,000 lbf, Kd = 2.2 (Leistungsrundkurs / Bordsteinschläge im Rallycross).
Sf = 35,343 / (8,000 × 2.2) ≈ 2.01 : 1 — erfüllt den SYZ-Mindestrichtwert (Sf ≥ 2.0), aber nur knapp.
Angesichts der knappen Reserve sollten Sie auch die Lochleibungs-/Ausreißtragfähigkeit von Halterung bzw. Gelenkkopf um die Schraubenbohrung prüfen — dieser Rechner prüft nur die Schraube selbst, nicht den umgebenden Werkstoff.

Weiterführend: Ressourcen-Hub: Querlenker →