Metrisches ISO-Gewinde

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).

Das Standardprofil von metrischem ISO-Gewinde und dem amerikanischen UTS-Gewinde weicht nur im Außendurchmesser D und der Steigung P voneinander ab

Gleiche Größe des Innensechskants mit verschiedenen Gewindedurchmessern und Kopfformen

Schrauben M6x20 mit Muttern, verschiedene Köpfe und Materialien

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“^[1] (DIN: Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung – Lehren und Lehrung)^[2] 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 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 ${\displaystyle D_{1}=d_{2}-2\cdot ({\frac {H}{2}}-{\frac {H}{4}})=d-2\cdot H_{1}=\{d-{\frac {5\cdot {\sqrt {3}}}{8}}\cdot P\}\approx d-1,082\ 532\cdot P}$

Flankendurchmesser des Innengewindes / Außengewindes am Grundprofil ${\displaystyle D_{2}=d_{2}=d-{\frac {3}{4}}\cdot H=\{d-{\frac {3\cdot {\sqrt {3}}}{8}}\cdot P\}\approx d-0,649\ 519\cdot P}$

Kerndurchmesser des Außengewindes ${\displaystyle d_{3}=d_{2}-2\cdot ({\frac {H}{2}}-{\frac {H}{6}})=\{d-{\frac {17\cdot {\sqrt {3}}}{24}}\cdot P\}\approx d-1,266\ 869\cdot P}$

Höhe des scharf ausgeschnittenen gedachten Profildreiecks ${\displaystyle H={\frac {\sqrt {3}}{2}}\cdot P\approx 0,866\ 025\cdot P}$

Flankenüberdeckung ${\displaystyle H_{1}={\frac {D-D_{1}}{2}}={\frac {5}{8}}\cdot H=\{{\frac {5\cdot {\sqrt {3}}}{16}}\cdot P\}\approx 0,541\ 266\cdot P}$

Profilhöhe des Außengewindes ${\displaystyle h_{3}={\frac {d-d_{3}}{2}}={\frac {17}{24}}\cdot H=\{{\frac {17\cdot {\sqrt {3}}}{48}}\cdot P\}\approx 0,613\ 435\cdot P}$

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

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

Regelgewinde allgemeiner Anwendung (DIN 13-1)

DIN 13-1
Bereich	Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung
Titel	Teil 1: Nennmaße für Regelgewinde; Gewinde-Nenndurchmesser von 1 mm bis 68 mm
Letzte Ausgabe	1999-11[3]
Klassifikation	21.040.10

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	Bohrer-⌀ für Kernloch	Schlüsselweite			Durchgangsbohrung-⌀ gemäß EN 20273
		Außen- gewinde (Schraube)	Innen- gewinde (Mutter)			Sechskant- schraube	Innensechskant-		fein (H12)	mittel (H13)	grob (H14)
							Zylinder- schraube	Senk- schraube
d = D	P	d3	D1	S		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			1,7	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 (5)	3,0	5,3	5,5	5,8
M 06,0	1,00	4,77	4,92	20,10	5,00	10 (08)	05,0	4,0	6,4	6,6	7,0
M 08,0	1,25	6,47	6,65	36,60	6,80	13 (12)	06,0	5,0	8,4	9,0	10,0
M 10,0	1,50	8,16	8,38	58,00	8,50	17 (16)	08,0	6,0	10,5	11,0	12,0
M 12,0	1,75	9,85	10,11	84,30	10,20	19 (18)	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			37,0	39,0	42,0
M 42,0	4,50	36,48	37,13	1121,00	37,50	65,0			43,0	45,0	48,0
M 48,0	5,00	41,87	42,59	1473,00	43,00	75,0			50,0	52,0	56,0
M 56,0	5,50	49,25	50,05	2030,00	50,50	85,0			58,0	62,0	66,0
M 64,0	6,00	56,64	57,51	2676,00	58,00	95,0			66,0	70,0	74,0

Anmerkungen:

• zu den Größen im Tabellenkopf siehe Gewinde-Kenngröße
• 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.

Bevorzugte Größen

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.^[4][5]

Nach der deutschen Fassung DIN ISO 261 Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwendung - Übersicht - (ISO 261: 1998): 1999-11 gilt:

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

Tabelle 2: Nenndurchmesser / Steigung

Nenndurchmesser D, d			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			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

ISO 262 spezifiziert eine verkürzte Liste von Gewindeabmessungen und ist eine Untermenge von ISO 261.^[6]

ISO 262 ‒ ausgewählte Größen für Schrauben, Muttern und Bolzen

Nenndurchmesser D (mm)		Gewindesteigung P (mm)
1. Wahl	2. Wahl	Spitzgewinde	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
1. Wahl	2. Wahl	Spitzgewinde	Feingewinde
Nenndurchmesser D (mm)		Gewindesteigung P (mm)

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.^[7]

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.^[8]

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 die Gewindesteigung bei Gewindegrößenangaben von Schrauben, Muttern und Bolzen zusätzlich durch ein „x“ abgetrennt mit angegeben:^[9]

Beispiele für Größenangaben

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

Ab Nenndurchmesser M72 muss die Steigung generell angegeben werden.

Literatur

• H.-J. Bestenreiner, M. Kaufmann: Metrisches ISO Gewinde. Gewinde-Lehrenmaße Tabellen, Berechnung nach DIN ISO 1502. Hrsg.: DIN e. V. 1. Auflage. Beuth, 2001, ISBN 978-3-410-14942-2.

Weblinks

• www.iso-gewinde.at – Gewinde-Toleranzrechner