Motorradschrauben: Was soll’s sein? Titan, Aluminium oder Stahl?

Und zack, weg isse, die Motorradschraube. Eben noch auf den Schraubendreher gesteckt, kurz zum Gewinde geschaut und da fiel sie bereits ab. Und weil alles, was auf den Boden fällt, spurlos verschwindet, muss passender Ersatz her. Nur, welcher genau? Aus Stahl, Alu oder gleich Titan?

Stahlschrauben besitzen hohe Festigkeiten und Härten, halten großen Belastungen stand und sind widerstandsfähig gegenüber Biegung, Dehnung und Bruch. An Motorrädern kommen sie als beschichtete oder unbeschichtete Varianten vor, wobei Letztere sehr schnell Austauschwünsche wecken, wenn sie in die Jahre kommen. Dann offenbart sich ihr größter Nachteil: Ohne Beschichtung (meist eine galvanische Verzinkung) korrodieren Stahlschrauben sehr schnell, sind Ursache festgerotteter Verbindungen und obendrein eine Beleidigung fürs Auge, weil unansehnlich.  Meist gehen die Wünsche dann mindestens Richtung Edelstahl, vereinzelt aber auch Richtung Titan und, bei nicht sicherheitsrelevanten Verschraubungen, Richtung Aluminium.

Standard-Edelstahlschrauben (A2-70) haben oft eine geringere Festigkeit als 8.8 Stahlschrauben. An Bremsen, Fahrwerk oder anderen sicherheitsrelevanten Verbindungen haben ‘Baumarkt-Edelstahlschrauben’ ohne explizite Festigkeitsangabe nichts zu suchen!

Unbeschichtete wie beschichtete Edelstahlschrauben sind per se korrosionsgefeiter als normale Stahlschrauben. Weitere Vorteile sind die kostengünstige Herstellung, die breite Verfügbarkeit sowie eine hohe Haltbarkeit und sehr gute mechanische Eigenschaften – wenn auch die im Normalfall hohe Festigkeit mit steigenden Temperaturen abnimmt. Als  Austauschkandidaten sind sie trotzdem beliebt, da sie im Gegensatz zu den korrosionsbeständigen Alternativen wie Aluminium- und Titanschrauben günstiger zu bekommen sind. 

Aluminium-Motorradschrauben verfügen über ein geringeres Gewicht als Stahlschrauben (ca. 70 % weniger), sind aber teurer, weicher, weniger fest und generell nicht so robust wie Letztere. Sie können unter hohen Belastungen leicht biegen oder brechen, weshalb sie an sicherheitsrelevanten Verbindungen nichts zu suchen haben.

Auf der Habenseite stehen weiter die gute Anziehwirksamkeit sowie der durchs Eloxieren erreichte hohe Korrosionsschutz und die ebenfalls aufs Eloxieren basierende große Farbauswahl. (Hinweis: Im Motorsport werden gerne Leichtmetallschrauben aus hochfestem Aluminium verwendet, die beim Gewichtsparen helfen, aber trotzdem über eine hohe Zugfestigkeit verfügen.)

Die für Motorradschrauber interessantesten Eigenschaften der meist abstrus teuren Titanschrauben sind deren Korrosionsbeständigkeit, das vertrauensweckende Verhältnis von Festigkeit zu Dichte und der visuell ansprechende Auftritt. Zwar sind sie 60 % schwerer als ihre Kollegen aus Aluminium, dafür aber doppelt so stark wie jene (im Verhältnis zu Stahl sind Titanschrauben 30 % stärker und um die 43 % leichter).

Titanprodukte vom Typ ‘Grad 1’ zeichnen sich durch eine hohe Duktilität aus (= plastische Verformbarkeit, bevor es zum Bruch kommt). Des Weiteren verfügen sie über eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit und Schlagzähigkeit.

Die Weiterentwicklung ‘Grad 2’ ähnelt dem Vorgänger sehr, ist jedoch deutlich stärker, während der nächste Schritt, ‘Grad 3’, zwar wiederum fester als ‘Grad 1’ ist, aber etwas weniger formbar. ‘Grad 3’-Produkte werden dort eingesetzt, wo mäßige Festigkeit und erhebliche Korrosionsbeständigkeit gefordert sind, in erster Linie wegen der besseren mechanische Eigenschaften, die sie ‘Grad 1’ und ‘Grad 2’ voraus haben.

Titanschrauben von ‘Grad 4’ schließlich sind die stärksten aller Typen, inklusive hoher Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Schweißbarkeit.

Über ‘Grad 4’ hinausgehende Titanprodukte bestehen nicht mehr aus reinem Titan, sondern sind Legierungen, die entsprechend geringere Korrosionsbeständigkeiten besitzen. ‘Grad 5’ bspw. besitzt zwar eine recht geringe Duktilität, dafür aber eine sehr hohe Festigkeit sowie eine höhere Zugfestigkeit und Streckgrenze. Es findet überall dort Einsatz, wo Festigkeit wichtiger ist als Korrosionsbeständigkeit.

Wer nur hier und da eine verrottete Schraube durch ein Titanprodukt austauscht, bemerkt die mit Abstand unbeliebteste Eigenschaft von Titanschrauben kaum: den Preis. Liegt der Grund für die Anschaffung hingegen darin, das Gesamtgewicht eines Bikes drücken zu wollen, sollte man sich bewusst sein, dass der Gewichtsvorteil gegenüber den serienmäßig verbauten (Edel)Stahlschrauben zwar nur im Grammbereich liegt, die Masse aber Kosten um die € 300 bis € 500.- EURO produziert. Was so grade für ein eingespartes Kilogramm reicht, eine Tatsache, die Aufrüstwillige regelmäßig aus den Schuhen rutschen lässt. Nicht überraschend, denn während eine DIN-Edelstahlschraube nur ein paar Cent kostet, verschlingt dieselbe Größe als Titanausgabe mehrere Euro.

Immerhin: Bei sicherheitsrelevanten Verbindungen und Spezialschrauben, die sonst nur zu überteuerten Preisen beim Bike-Hersteller zu bekommen sind, relativiert sich der krasse Preisunterschied und lässt Titanschrauben zu Recht als attraktiv erscheinen.

Hier und da finden sich am Motorrad in wenig kritischen Verbindungen auch die aus Polyamid/Nylon hergestellten Kunststoffschrauben. Die Vorteile liegen auf der Hand: Leicht, günstig, null Korrosion sowie eine hohe Elastizität, die Lastwechsel sehr gut schlucken kann. Die Nachteile auch: Nur für wenig belastbare Verbindungen zu gebrauchen, geringe UV-Toleranz und Temperaturbeständigkeit (wird spröde und brüchig).

Keine Kompromisse verschrauben: Größen, Längen und Zugfestigkeit/Streckgrenzen von Schrauben sind herstellerseitig festgelegt. Dass eine dicke Schraube in kein kleines Gewinde passt, ist klar, verschraube aber auch keine längeren oder kürzeren Schrauben als vorgefunden und verwende auch keine mit geringeren Festigkeiten (Selbige sind auf dem Kopf aufgeprägt).

Generell lässt sich sagen, dass man für Motorräder nur Schrauben mit einer Zugfestigkeit von mindestens 8.8, besser 9.8, 10.9 oder 12.9 verwendet. Verwendest du bspw. an tragenden Teilen (Rahmen, Schwinge, Bremsen) Schrauben mit einer geringeren Festigkeitsklasse als das Original (wie eine 8.8er Schraube statt eine 5.6er, die oft im Baumarkt zu finden sind), kann dies zum Bruch der Verbindung führen.

Festigkeitsklassen verstehen: Die erste Zahl mal 100 ist die Zugfestigkeit, die zweite Zahl mal der ersten Zahl mal 10 ist die Streckgrenze.

Sei dir bei korrosionsbeständigen Schrauben bewusst, dass sie selbst zwar nicht korrodieren, dies aber nicht für die jeweiligen Werkstücke gilt, in denen sie eingeschraubt werden. Treffen zwei verschiedene Metalle aufeinander, wie eben Stahl und Titan oder auch Aluminium und Stahl, muss bei Feuchtigkeit mit Oxydation und Korrosion gerechnet werden, die das niederwertigere Material angreift.

Besonders bei Edelstahl und Titan neigen die Gewinde zum Fressen/Kaltverschweißen. Hier sollte man überlegen, Anti-Seize- oder Kupferpaste (bei Stahl/Edelstahl) bzw. spezielle Montagepaste (bei Titan) zu verwenden, sonst kriegt man die Schraube nie wieder zerstörungsfrei raus. Hinweis: Drehmomentwerte sollten bei der Verwendung von Pasten angepasst werden.

Da Titan und Aluminium andere Reibwerte und Dehnungen haben als Stahl, gelten die Standard-Drehmomenttabellen aus dem Handbuch oft nicht 1:1. Wer auf Titan umrüstet, sollte die Drehmomente des Schraubenherstellers prüfen.

*Alle Versionen sind inhaltlich identisch. Sie unterscheiden sich einzig in der Art der Ausführung, also Paperback oder Hardcover bzw. in Farbe oder Schwarz-Weiß.