Schrauben-Gewindearten: Übersicht und Anwendungen

Metrische ISO-Gewinde (Regel- oder Spitzgewinde)

Das metrische ISO-Gewinde ist die gebräuchlichste Gewindeart in Europa und wird häufig als Regel- oder Spitzgewinde bezeichnet. Diese Gewindeform zeigt eine charakteristische keilförmige Form, bei der die Außenkanten der Gewindegänge zusammenlaufen. Diese Konstruktion verleiht dem Gewinde selbsthemmende Eigenschaften, wodurch es sich unter normalen Umständen nicht selbstständig lösen kann, was zusätzliche Sicherungen oft überflüssig macht.

Der Flankenwinkel beträgt 60°. Metrische ISO-Gewinde werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, insbesondere im Bau- und Maschinenbau, wo Schrauben und Muttern verbunden werden oder Gewindestangen verwendet werden. Der Durchmesser wird in Millimetern angegeben und mit dem Buchstaben „M“ gekennzeichnet, wie zum Beispiel M8 oder M10. Außerdem wird die Steigung in Millimetern zwischen zwei Gewindegängen gemessen, was entscheidend für die Auswahl passender Schrauben und Muttern ist.

In Deutschland ist das metrische ISO-Gewinde nach DIN 13 und DIN 14 festgelegt. Diese Normen fördern den internationalen Handel und die Produktion kompatibler Bauteile und machen dieses Gewinde nicht nur im professionellen, sondern auch im Hobbybereich weit verbreitet.

Metrische ISO-Feingewinde

Metrische ISO-Feingewinde sind eine spezielle Variante der metrischen Gewinde, die für Anwendungen entwickelt wurden, bei denen der Platz begrenzt ist und eine höhere Zugkraft erforderlich ist. Diese Gewindeform hat eine geringere Steigung im Vergleich zu Regelgewinden, wodurch die Verbindungsstabilität verbessert wird.

Die Bezeichnung eines Feingewindes setzt sich aus dem Buchstaben „M“, dem Außendurchmesser sowie der Gewindesteigung zusammen, beispielsweise M8x0,75. Der Flankenwinkel bleibt bei 60°, was eine einfache Handhabung ermöglicht, da Schraube und Mutter ohne Anpassungen kombiniert werden können.

Typische Verwendung findet das metrische ISO-Feingewinde in Bereichen mit hohen Kraftanforderungen, wie beispielsweise in der Maschinenbauindustrie oder bei Präzisionsgeräten. Engere Gewindeverhältnisse bieten den nötigen Halt, während der Platzbedarf verringert wird. Internationale Normierung erleichtert den Handel und die Auswahl passenden Komponenten.

Trapezgewinde

Trapezgewinde sind speziell gestaltet, um Drehbewegungen in lineare Bewegungen umzuwandeln, und werden in Anwendungen genutzt, bei denen große axiale Kräfte übertragen werden müssen. Diese Gewindeart hat ein Querschnittsprofil in Form eines gleichschenkligen Trapezes und zeigt dickere Gewindegänge sowie höhere Steigungen. Dadurch widersteht das Trapezgewinde signifikantem Druck, bevor ein Abscheren der Gewindegänge Risiko wird.

Es gibt verschiedene Normen für Trapezgewinde:

• DIN 103: Das metrische Trapezgewinde
• DIN 380: Das flachere, scharfkantige Trapezgewinde
• DIN 30295: Das abgerundete Trapezgewinde

Mit einem Flankenwinkel von 30° erzeugt das Trapezgewinde hohe Reibung bei gleichzeitig selbsthemmenden Eigenschaften, was das ungewollte Lösen der Verbindung verhindert. Die Verwendung findet sich in Produkten wie Schraubzwingen und in industriellen Anwendungen wie Gabelstaplern und Förderbändern.

Die Gewindebezeichnung erfolgt durch die Abkürzung „Tr“, gefolgt vom Nenndurchmesser und der Steigung, wie zum Beispiel Tr 20 × 5.

Whitworth-Gewinde (Rohrgewinde)

Whitworth-Gewinde sind eine historische Gewindeform, die von Sir Joseph Whitworth im 19. Jahrhundert entwickelt wurde. Sie sind das erste genormte Gewinde weltweit und finden häufig Anwendung in der Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik, insbesondere bei Rohrverbindungen zum Transport von Wasser, Gas oder Druckluft.

Es gibt zwei Hauptvarianten des Whitworth-Gewindes:

• Kegeliges Gewinde: Es ist für selbstdichtende Verbindungen konzipiert und wird häufig in Rohrverschraubungen eingesetzt.
• Zylindrisches Gewinde: Diese Variante erfordert den Einsatz von Dichtmitteln zur Abdichtung in mechanischen Verbindungen.

Beide Varianten verfügen über einen Flankenwinkel von 55°. Die Angabe des Durchmessers erfolgt in Zoll, was auf die britische Normierung zurückzuführen ist. Beispielsweise hat ein gängiges Rohrgewinde von ½ Zoll einen Außendurchmesser von etwa 21 mm.

Die Steigung des Whitworth-Gewindes wird als Anzahl der Gewindegänge pro Zoll angegeben, ein bedeutender Unterschied zu metrischen Systemen. Aufgrund seiner Robustheit wird das Whitworth-Gewinde in vielen industriellen Anwendungen eingesetzt, wo hohe Dichtheit und Stabilität gefordert sind.

Sägengewinde

Sägengewinde zeichnen sich durch ihr asymmetrisches Profil aus, das an die Zacken eines Sägeblattes erinnert, und ermöglichen die Übertragung hoher axialer Kräfte. Der Flankenwinkel liegt typischerweise zwischen 30 und 45 Grad.

Diese Gewindeform wird häufig in der Industrie eingesetzt, beispielsweise in hydraulischen Pressen oder Hebeanlagen. Auch in der Möbelherstellung kommt das Sägengewinde zum Einsatz, insbesondere bei Fräs- und Drehmaschinen, wo präzise Bewegungen und stabile Verbindungen erforderlich sind.

Die entsprechenden Normen für das Sägengewinde sind unter anderem in DIN 513, 2781, 20401, 55525 und 6063 festgelegt, was die Standardisierung und Anwendbarkeit in der Praxis sichert.

Rundgewinde

Rundgewinde, auch als Gleitgewinde bekannt, zeichnen sich durch ihre robuste Bauweise aus. Sie sind unempfindlich gegen äußere Einflüsse wie Schmutz und Beschädigungen. Aufgrund der fehlenden filigranen Kantenstruktur sind sie widerstandsfähiger und widerstandsfähig gegen große axiale Kräfte.

Mit einem Flankenwinkel von 30° ermöglichen Rundgewinde eine effiziente Kraftübertragung und sind daher bevorzugt in Anwendungen in der Bau- und Maschinenbauindustrie, bei großen Ventilen und Kupplungsspindeln von Bahnwaggons. Sie finden auch Verwendung in der Wasser- und Gasversorgung.

Die Verfügbarkeit verschiedener Normen, wie DIN 405, 15403 und 20400, gewährleistet die Standardisierung von Rundgewinden. Ihr geringerer Wartungsaufwand ist ein Vorteil in Bereichen, in denen regelmäßige Reinigung oder Nachschmierung schwierig ist.

UNC- und UNF-Gewinde

UNC- und UNF-Gewinde sind amerikanische Gewindearten, die auf dem Unified Thread Standard basieren. Sie kommen häufig in industriellen und mechanischen Anwendungen vor und weisen einen Flankenwinkel von 60° auf.

• UNC-Gewinde (Unified National Coarse): Dieses Grobgewinde hat eine größere Gewindesteigung und eignet sich für die schnelle und einfache Montage. Der Außendurchmesser wird in Zoll angegeben, wobei für Durchmesser unter ¼ Zoll spezielle Nummerierungen verwendet werden.
• UNF-Gewinde (Unified National Fine): Dies ist ein Feingewinde mit einer engeren und weniger tiefen Gewindesteigung, das für präzisere Anwendungen ideal ist. Auch hier erfolgt die Angabe des Außendurchmessers in Zoll, wobei die Anzahl der Gewindegänge pro Zoll entscheidend ist.

Typische Einsatzbereiche für UNC- und UNF-Gewinde sind die Automobilindustrie, der Maschinenbau und die Computertechnik, wo Robustheit und Zuverlässigkeit gefragt sind.

Holzgewinde (Grobgewinde)

Holzgewinde sind speziell für Holz konzipierte Schraubengewinde, die durch ihre selbstschneidende Eigenschaft bestechen. Dabei formt die Schraube beim Eindrehen in das Holz ihr eigenes Gewinde. In den meisten Fällen ist kein Vorbohren nötig, außer bei besonders harten oder spröden Materialien.

Wichtige Merkmale der Holzgewinde sind:

• Leicht konische Form: Diese verbessert die Befestigung im Holz und bietet eine höhere Haltekraft.
• Kompatibilität: Holzgewinde sind nicht mit Muttern kombinierbar und eignen sich für die Verschraubung in Holz, Kunststoff oder spezielle Dübel.
• Anwendungsgebiete: Häufig kommen sie im Möbelbau, bei Baukonstruktionen und in der Holzverarbeitung zum Einsatz.

Für die optimale Verwendung von Holzgewinden ist es entscheidend, die passende Schraubensorte abhängig von Material und Anwendung auszuwählen.

Linksgewinde

Linksgewinde sind besondere Gewindearten, die sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, wenn sie festgezogen werden. Diese Bauweise wird gezielt in Anwendungen eingesetzt, wo das Risiko besteht, dass sich herkömmliche Rechtsgewindeverbindungen durch Rotation oder Vibration lösen.

Ein gängiges Beispiel für den Einsatz von Linksgewinden ist das linke Fahrradpedal. Dies sorgt dafür, dass sich das Pedal während der Nutzung nicht selbstständig lockern kann. Linksgewinde finden zudem Verwendung in Mechanismen wie Haltemuttern von Ventilatoren oder dem Spannfutter von Bohrmaschinen.

Diese Gewinde kommen ebenfalls in sicherheitskritischen Anwendungen zum Einsatz, wie beispielsweise bei Gasflaschen, um Verwechslungen mit anderen Anschlüssen zu vermeiden. Typischerweise tragen diese Gewinde das Kürzel „LH“ (für „left hand“), das ihre Linksgewindeeigenschaft kennzeichnet.

Wichtige Eigenschaften von Linksgewinden sind:

• Drehrichtung: Die Festigung erfolgt gegen den Uhrzeigersinn.
• Kennzeichnung: Gewinde werden meist mit „LH“ gekennzeichnet.
• Einsatzgebiete: Verwendung findet sich in mechanischen Verbindungen, Sicherheitsanwendungen oder spezifischen Bewegungsrichtungen, die in Maschinen und Spannsystemen erforderlich sind.

Linksgewinde bieten eine sichere und zuverlässige Verbindung in zahlreichen technischen Anwendungen.