Gewinde

Unter Gewinde versteht man eine profilierte Einkerbung, die längs einer um einen Zylinder gewundenen Schraubenlinie verläuft.

Gewinde

Diese "Kerbe" wird auch als Gewindegang bezeichnet.

Herstellung

Gewinde lassen sich spanlos oder spanend aufbringen. Das spanlose Verfahren gewinnt zunehmend an Bedeutung, weil es technische Vorteile (glatte Oberfläche, erhöhte Festigkeit, ungebrochene Werkstofffaser) mit hoher Effizienz verbindet.

• Die Herstellung von Außengewinden:
  • spanend: Das Gewindeprofil wird von formgerechten Werkzeugschneiden aus dem Werkstoff herausgearbeitet, entweder von Hand mit Schneideisen und Schneidkluppen oder mit Gewindeschneidmaschinen, die mit Schneidköpfen arbeiten. In besonders gelagerten Fällen setzt man auch Drehmeißel, Profilfräser oder Schleifscheiben ein.
  • spanlos: Der Ausgangsbolzen hat Gewindeflankendurchmesser. Das Werkzeug drückt das Profil ein und verdrängt den Werkstoff vom Gewindegrund in die Gewindespitzen. Dabei befindet sich der Bolzen zwischen zwei angetriebenen, profilierten Gewinderollen, -walzen aus Schnellarbeitsstählen.

• Die Herstellung von Innengewinden
  • Normalgewinde werden in vorgebohrte Löcher mit Gewindebohrern von Hand oder maschinell geschnitten.
  • Schneid- oder Blechschrauben drücken sich das erforderliche Muttergewinde beim Eindrehen in vorgebohrte Löcher selbst.

Unterscheidungen

Außengewinde

also um einen Vollzylinder (genannt Kern) verlaufend. (Siehe auch Schraube)

Innengewinde

im Inneren einer Bohrung (Loch) verlaufend. (Siehe auch Schraubenmutter)

Drehrichtung des Gewindes

• Beim Rechtsgewinde laufen die Gewinde durch Drehung im Uhrzeigersinn ineinander - dies ist die häufigste Form.
• Beim Linksgewinde laufen die Gewinde durch Drehung gegen den Uhrzeigersinn ineinander. Linksgewinde kommen zum Einsatz:
  • Für Spezialfälle, bei denen sich die Verschraubung durch die üblicherweise vorherrschende Belastung ungewollt lösen würde, wie zum Beispiel beim linken Pedal am Fahrrad, der Haltemutter von Ventilator-Rotoren, oder Befestigungen von - auf die Befestigungsschraube gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn drehende - Sägeblättern auf Kreissägen.
  • Wenn durch den unterschiedlichen Drehsinn Irrtümer vermieden werden können. So haben zum Beispiel die Anschlussverschraubungen an bestimmten Gasflaschen Linksgewinde, damit die Anschlussschläuche unterschiedlicher Gasarten nicht verwechselt werden können.
  • Früher wurden teilweise auch Radmuttern bzw. -bolzen von Kraftfahrzeugen (beispielsweise Opel) auf einer Fahrzeugseite gegen ein Lösen beim Fahren mit Linksgewinde ausgeführt. Als erkannt wurde, dass auf der Schraubverbindung - im Gegensatz zum rechten Pedal am Fahrrad - während des Betriebs kein Drehmoment wirkt, sind alle Radmuttern und -schrauben mit Rechtsgewinde versehen worden.
  • Bei einem Spannschloss, auch Spannmuffe genannt, ist ein Links- und ein Rechtsgewinde notwendig, um durch seine Drehung ein Lösen bzw. Anspannen zu erreichen.
  • Bei Seilspannern, und dabei ist stets eine Gewindestange rechts und eine links ausgeführt, um damit durch Drehung des Seilspanners eine Festigung oder Lockerung des Seiles (meistens ein Stahlseil) zu ermöglichen. (Siehe dazu auch: Spannschraube.)

Der Schraubenkopf von Schlitzschrauben mit linksdrehendem Gewinde (kurz Linksgewinde) wird im Uhrmacherhandwerk mit einer Querrille markiert. - Auf dem Schraubenkopf erscheint ein Kreuz.

Maßeinheit

• metrisches ISO-Gewinde - weltweit standardisiertes Gewinde das gegenüber dem früheren metrischen Gewinde verbessert wurde, jedoch meist mit ihm austauschbar ist. (DIN 13) (Metrisches System)
• Zollgewinde - in Ländern, die die Länge in Zoll messen (England, USA)

Form der Gewindeflanke

• Spitzgewinde
• Sägegewinde
• Trapezgewinde
• Rundgewinde
• Flachgewinde

Verwendung

• Befestigungsgewinde. Nur die Form des Spitzgewindes dient ausschließlich der Befestigung.
• Bewegungsgewinde. In der Praxis hat sich vor allem das Trapezgewinde für diesen Zweck durchgesetzt.
• Zur Eindichtung z.B. von Rohrleitungen werden kegelige Gewindeenden eingesetzt. Gebräuchlich ist das Whitworth-Rohrgewinde.

Gewinde-Kenngrößen

• Nenndurchmesser = Außendurchmesser
• Flankendurchmesser

Der Flankendurchmesser ist ein theoretisches Maß, das ungefähr in der Mitte zwischen Nenndurchmesser und Kerndurchmesser liegt.

Bei der Herstellung von Gewinden wird der Flankendurchmesser mittels Meßbolzen oder mittels spezieller Meßschrauben gemessen.

• Kerndurchmesser
• Steigung

Die Steigung ist der Weg, den eine Mutter bei einer Umdrehung zurücklegt.

• Steigungswinkel

Den Steigungswinkel erhält man, indem man

den Arcustanges von Steigung / (Flankendurchmesser * PI) berechnet.

• Teilung

Die Teilung ist bei mehrgängigen Gewinden der Abstand zwischen zwei Gewindekerben.

Die Teilung ist im Regelfall die Steigung geteilt durch die Gangzahl.

Beispiel: Die Bezeichnung Tr 60 P20 bedeutet Trapezgewinde mit 60 mm Durchmesser und 60/20 = 3 Gängen, sowie einem Abstand von 20 mm von Gang zu Gang.

Bei eingängigen Gewinden ist die Teilung = Steigung.

• Flankenform

Abstand der Gewindekerben

• Steilgewinde
• Normalgewinde
• Feingewinde

Normal- und Feingewinde dienen der Befestigung, Steilgewinde der Bewegung.

Mehrgängige Gewinde

Je nach Anwendung gibt es noch ein- oder mehrgängige Gewinde. Damit bezeichnet man die Anzahl der Kerben eines Gewindes. Eingängige Gewinde dienen meistens der Befestigung, mehrgängige Gewinde dagegen in der Regel als Steilgewinde der Kraftübertragung zur Bewegung, zum Beispiel von Werkzeugen. Auch hier bestätigen Ausnahmen die Regel, denn es gibt auch Schnellbauschrauben, die zweigängig sind. Diese werden beispielsweise auf dem Bau zur schnellen Montage von Gipskartonplatten eingesetzt.

Rohrgewinde

In der Gas- und Wasserinstallationstechnik werden üblicherweise Rohrgewinde verwendet. Die Kenngröße wird in Zoll angegeben. Dabei wird aber der Rohrinnendurchmesser verwendet. So hat ein Rohrgewinde 1" nicht einen Außendurchmesser von 25,4 mm sondern über 30 mm. In diesem Fall hat ein Standardrohr mit diesem Gewinde 1" Innendurchmesser. Hochdruckrohre können ebenfalls ein 1" Rohrgewinde aufweisen, bedingt durch die größere Wandstärke ist der Innendurchmesser kleiner.

Damit das Rohrgewinde metallisch dichtet, wird das Innengewinde meist zylindrisch und das Außengewinde kegelig mit einem Kegelverhältnis von 1:16 hergestellt.

In Europa ist das Whitworth-Rohrgewinde gebräuchlich. Es wird auch zu BSP (British Standard Pipe) abgekürzt. Nach DIN werden noch nicht-dichtende (DIN ISO 228) und dichtende Rohrgewinde (DIN 2999) unterschieden. Am gebräuchlichsten sind dichtende Rohrgewinde.

Auf dem amerikanischen Kontinent ist hingegen das US-amerikanische NPT (National Pipe Thread) gebräuchlich. Die Maßangabe beinhaltet bei NPT-Gewinden die Anzahl der Gewindegänge auf einem Zoll.

Wegen der unterschiedlichen Gangzahl je Zoll und geringfügigen Unterschiede im Durchmesser, sind BSP- und NPT-Gewinde untereinander nicht vollständig verschraubbar. Erkennbar wird dies, wenn sich das Gewinde gar nicht oder nur einige (wenige) Umdrehungen einschrauben lässt.

Bezeichnungsbeispiele:

• für ein kegeliges Whitworth-Rohraußengewinde:

Rohrgewinde DIN 2999-R½

• für ein zylindrisches Whitworth-Rohrinnengewinde:

Rohrgewinde DIN 2999-Rp½

Rohraußengewinde werden oft auch, vor allem bei Messingteilen, aufgeraut, so dass der Hanf zum Abdichten oder das Dichtband beim Einschrauben besser im Gewinde hält und sich beim Verdrehen nicht weiter verschiebt.

Stahlpanzerrohrgewinde

Stahlpanzerrohrgewinde wird zur Verschraubung von Leitungsverlegerohren in der Elektroinstallation verwendet. Da die Rohre relativ dünnwandig sind, darf die Gewindetiefe auch nicht sehr groß sein. Das wird durch einen Flankenwinkel von 80° erreicht. Stahlpanzerrohrgewinde sind genormt unter DIN 40430.

Normung

Üblicherweise werden Gewinde verwendet, die der internationalen Normung unterworfen sind. Abweichend gibt es hin und wieder Firmen, die aus verschiedensten Gründen von der Norm abweichende Gewinde anwenden. Das kann Sicherheits- oder konstruktionsbedingt sein oder aber Konkurrenzgründe, so dass man auf jeden Fall auf Originalersatzteile zurückgreifen muss.

Abmessungen der gebräuchlichen Gewinde finden sich in Tabellenbüchern oder in kostenpflichtig zu beziehenden Normblättern, welche jedoch in größeren Bibliotheken kostenfrei einsehbar sind.

Gewinde-Fehler

• Steigungsfehler
• Taumelfehler: Der Taumelfehler ist der Steigungsfehler gemessen auf einen Gang.
• Formfehler: Der Formfehler beschreibt die Abweichung von der theoretisch exakten Gewindeform. Die theoretisch genaue Form des Gewindes erhält man, wenn man ein Gewinde unter dem Steigungswinkel schneidet. Bei beinahe jeder Art der Gewindeherstellung entsteht ein Formfehler.

Weblinks

• Einige Gewindenormen