Faden

Ein Gewinde ist eine spiralförmige Rille, die in die Oberfläche eines Verbindungselements (in der Regel einen Bolzen oder eine Schraube) oder in das Innere eines Lochs (einer Mutter oder eines Gewindebohrlochs) geschnitten oder gewalzt wird. Das Gewinde wandelt Drehbewegung in Linearbewegung um, oder umgekehrt, während es gleichzeitig durch Reibung und Eingriff einen mechanischen Vorteil schafft. An einem Bolzen ist das Außengewinde die erhabene Spirale; in einer Mutter oder einem Loch ist das Innengewinde die vertiefte Spirale, die sie aufnimmt.

Gewinde gibt es in zwei Hauptformen: Metrisch (ISO 13-1, in Millimetern angegeben) und Zoll (UNC, UNF, in Gängen pro Zoll). Ein metrischer M10-Bolzen hat beispielsweise einen Nenndurchmesser von 10 mm und typischerweise eine Steigung von 1,5 mm (Abstand zwischen benachbarten Gewindekuppen). UNC-Gewinde sind gröber; ein 1/4-Zoll-Bolzen hat typischerweise 20 TPI (20 Gänge pro Zoll). Die Wahl zwischen ihnen hängt vom in Ihrer Branche verwendeten Standard und von der bereits vorhandenen Ausrüstung ab. Luft- und Raumfahrt sowie Präzisionsmaschinenbau bevorzugen Metrisch; ältere Industrieausrüstung in englischsprachigen Regionen verwendet möglicherweise noch Zoll.

Das Gewindeprofil bestimmt, wie sich das Gewinde eingreift. Metrisch und UNC verwenden beide ein 60-Grad-V-Profil, aber es gibt Abweichungen: Metrisch hat eine flachere Wurzel, UNF ist feiner und daher in Zugbeanspruchung stärker, Whitworth nutzt ein gerundetes Profil (häufig bei älterer britischer Maschinenausrüstung), und ACME-Gewinde sind trapezförmig und werden bei Spindeln verwendet, wo die Antriebskraft wichtiger ist als die Zugfestigkeit. Selbstbohrende Schrauben haben scharfe oder stumpfe Spitzen und bahnen sich ihren eigenen Weg in weichere Materialien; Maschinengewinde erfordern ein vorgebohrtes Loch.

Häufige Ausfallarten

Beschädigte Gewinde entstehen, wenn das Verbindungselement zu fest angezogen wird oder wenn das Material zu weich ist (Aluminium in einem Kunststoffloch). Korrosion, besonders bei Edelstahlbolzen in Messinggewinden oder umgekehrt, erzeugt galvanische Paare, die Gewinde blockieren. Fretting, eine Form des Kaltverschweißens, ist bei Edelstahlfastenern verbreitet; Anti-Seize-Mittel und Schmierstoffe reduzieren dies. Lockerung durch Vibration kann mit Zahnscheiben, Kunststoffeinsätzen (Nyloc-Muttern) oder Gewindesicherungsmitteln beherrscht werden.

Die Gewindesteigung ist in dynamischen Anwendungen kritisch. Feine Gewindesteigungen (UNF, Metrisch Fein) bieten bessere Vibrationsbeständigkeit und höhere Klemmkräfte, weil mehr Gewindeeingriff auf der gleichen Länge verfügbar ist. Grobe Steigung (UNC, Metrisch Grob) wird schneller montiert und verträgt Verschmutzung besser. Bei Spindeln und Aktuatoren bestimmt die Steigung die Bewegung pro Umdrehung: eine 2 mm-Steigung bewegt die Last 2 mm pro volle Spindeldrehung.

Der Begriff "Gewinde" in Textilien (Garn, Kette, Schuss) stammt aus der gleichen Wurzel wie das Befestigungsgewinde, beide beschreiben etwas Gedrehtes oder Aufgewickeltes. In der Fertigung müssen Gewindespezifikationen Material (Stahl, Edelstahl, Messing), Härte und das Material, das befestigt wird, berücksichtigen. Ein Bolzen in Gusseisen verträgt weniger Drehmoment als einer in Stahl; Aluminium erfordert kleinere Fastener oder Einsätze, um das Herausreißen des Gewindes zu verhindern.