In der Welt der Schrauben ist das Gewinde viel mehr als nur ein geometrisches Detail. Es ist die Schlüsselkomponente, die die Art der Verbindung, ihre mechanische Festigkeit und die Kompatibilität mit bestimmten Materialien definiert. Das Verständnis der verschiedenen Arten, Funktionen und Anwendungen ist unerlässlich, um eine sichere und dauerhafte Montage zu gewährleisten.
Was ist das Gewinde einer Schraube?
Das Gewinde ist ein spiralförmiger Faden mit gleichmäßigem Querschnitt, der sich über die Oberfläche eines Zylinders (Außengewinde) oder in eine Bohrung (Innengewinde) windet und so die Befestigung durch Zug und Druck ermöglicht.
Die Hauptfunktionen des Gewindes sind:
- Kraftübertragung: Es ermöglicht der Schraube, Axialkraft auf das Material zu übertragen.
- Befestigungssicherheit: Es verhindert ein Lösen durch Vibrationen oder dynamische Belastungen.
- Mechanische Kompatibilität: Es definiert die richtige Verbindung mit Muttern, Dübeln oder Oberflächen.
Was ist die Gewindesteigung und warum ist sie wichtig?
Die Steigung eines Gewindes ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gewindegängen, gemessen entlang der Schraubenachse.
- Bei metrischen Gewinden wird die Steigung in Millimetern gemessen (z. B. hat ein M8-Gewinde mit einer Steigung von 1,25 einen Abstand von 1,25 mm zwischen den Gewindegängen).
- Bei imperialen Gewinden (UNC, UNF, BSW) wird die Steigung in der Anzahl der Gewindegänge pro Zoll (TPI – threads per inch) angegeben.
Je geringer also die Festigkeit des zu befestigenden Materials ist, desto größer müssen die Steigung und die Höhe der Gewindegänge bzw. die Tiefe des Gewindes sein. Beispielsweise erfordert Gipskarton sehr große Steigungen, während für Holz kleinere Steigungen und für Metall noch feinere Steigungen erforderlich sind.
¿Cómo funciona una rosca?
Das Funktionsprinzip eines Gewindes basiert auf der Umwandlung von Drehbewegung in Linearbewegung, wobei das Konzept einer schraubenförmig auf eine Achse gewickelten schrägen Ebene angewendet wird.
Wenn wir eine Schraube drehen, wirkt das Gewinde wie eine durchgehende Rampe. Der axiale Vorschub der Schraube (in das Material hinein oder aus dem Material heraus) erfolgt mit jeder vollständigen Umdrehung, und die Reibung zwischen den Gewindegängen der Schraube und der Mutter (oder dem Grundmaterial) erzeugt die Klemmkraft und hält die Verbindung zusammen.
Die gängigsten Gewindetypen bei Industrieschrauben
In der Industrietechnik werden verschiedene Gewindetypen entsprechend den Normen, der Geometrie und den Anwendungsbereichen verwendet:
Metrisches Gewinde (ISO)
- Es handelt sich um den internationalen Standard, dessen Steigung in Millimetern gemessen wird und dessen Winkel 60° beträgt.
- Es wird häufig in mechanischen Baugruppen, Metallkonstruktionen und industriellen Komponenten verwendet.
Whitworth-Gewinde (BSW, BSP)
- Es wird insbesondere im britischen Sektor und für Hydraulikanschlüsse verwendet.
- Seine Steigung wird in Gewindegängen pro Zoll gemessen.
Unified-Gewinde (UNC, UNF)
- Amerikanischer Standard, weit verbreitet in der Automobilindustrie und in globalen Industriesystemen.
- UNC (grobe Steigung), UNF (feine Steigung).
Gewinde für Metall
- Bohrt das Material nicht durch, benötigt ein vorgefertigtes Führungsloch.
Blechgewinde
- Es erzeugt sein eigenes Gewinde, wenn es in ein bereits vorhandenes Loch geschraubt wird.
- Das Gewinde ist so konzipiert, dass es das Material schneidet und eine feste Verbindung ohne Mutter herstellt.
Selbstbohrende Gewinde
- Bohrt und schraubt in einem Arbeitsgang, ohne dass zuvor gebohrt werden muss.
- Wird für Schnellbefestigungen an Blechen oder leichten Metallprofilen verwendet.
- Spart Zeit bei der Montage.
Wie beeinflusst das Gewinde die Art der Befestigung?
Neben den Normen und der Art der Montage werden Gewinde auch nach ihrer Geometrie und ihrem mechanischen Verhalten beim Eindringen in das Grundmaterial klassifiziert. Diese Formen beeinflussen die Eindringfähigkeit, die Loslaufsicherheit und die Art der kompatiblen Materialien.
Gewindetyp | Detailbild | Technische Eigenschaften | Gängige Anwendungen |
Metrik (ISO 17701) |  | Filetierung bei 60°, normale oder feine Stufe | Mechanische Montagen, Schraube-Mutter |
Selbstschneidend 60° (ISO 1478) |  | Verformt das Metall und erzeugt beim Einschrauben eine virtuelle Mutter | Stahl, Aluminium, Nylonstifte |
Selbstschneidend 40° |  | Kleinerer Winkel (weniger Druck), ideal für Kunststoffe und Holz | Kunststoff, Holz |
High-Low (Hi-lo) |  | Zwei Filets (eines hoch, eines niedrig); weniger Aufwand beim Einführen | Kunststoffe mit geringer Dichte |
Doppelte Gewindeverbindung |  | Zwei Filets; jede Umdrehung bringt doppelt so viel voran | Nylon-Dübel, Spanplatten |
Asymmetrisch |  | Unterschiedlicher Winkel an der Flanke; gut für reversible Anwendungen | Nageldübel, Kunststoff, Holz |
Mit Rändelung |  | Bricht Späne beim Eindringen; optimal für sehr harte Materialien | Stähle, Bakelit, harte Kunststoffe |
Wie man ein Gewinde richtig misst
Die genaue Messung eines Gewindes ist von entscheidender Bedeutung, wenn Sie die Kompatibilität von Bauteilen wie Schrauben und Muttern sicherstellen oder gleichwertige Verbindungselemente oder Ersatzteile auswählen wollen. Zu diesem Zweck müssen zwei wichtige Parameter ermittelt werden:
- Außendurchmesser (nominal): Dieser wird mit einem Messschieber an der breitesten Stelle des Gewindes gemessen. Eine M8-Schraube hat zum Beispiel einen Außendurchmesser von 8 mm.
- Gewindesteigung: Diese kann mit einem Gewindekamm bestimmt werden, einem Gewindeprofilabtaster, mit dem sich die Art des Gewindes und seine Steigung durch Vergleich ermitteln lassen.
Für industrielle Anwendungen können Profilprojektoren oder genormte Gewindelehren verwendet werden. Eine genaue Messung verhindert Montagefehler, verbessert die Prozesseffizienz und gewährleistet die Haltbarkeit des Verbindungselements.
So wählen Sie das richtige Gewinde
Die Wahl des richtigen Gewindes ist der Schlüssel für eine sichere und dauerhafte Verbindung, insbesondere in anspruchsvollen industriellen Umgebungen. Aspekte wie Steigung, Profil und Gewindetyp haben einen direkten Einfluss auf die Montageleistung, so dass Faktoren wie das Grundmaterial, die erforderliche mechanische Festigkeit oder die Art der Installation berücksichtigt werden sollten.
- Art des Grundmaterials
- Feingewinde für harte Materialien (Stahl).
Grobgewinde für alle Arten von Materialien: Holz, Kunststoff, Stahl, normale oder grobe Steigung.
- Feingewinde für harte Materialien (Stahl).
- Zugfestigkeit
- Höhere Steigung bedeutet weniger Gewinde und geringere Tragfähigkeit.
- Dünnere Steigungen bieten eine bessere Lastverteilung und Präzision.
- Projektierte Normen
- ISO, DIN, ANSI oder BSW, je nach gewünschter Norm.
- ISO, DIN, ANSI oder BSW, je nach gewünschter Norm.
- Montageart
- Manuell vs. automatisiert (erfordert die Berücksichtigung des Gewindetyps und der Gewindeform).
- Manuell vs. automatisiert (erfordert die Berücksichtigung des Gewindetyps und der Gewindeform).
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