Lektion 4:
Gewinde
Gewindeverbindungen werden zum Fügen von Bauteilen benötigt. Es entstehen lösbare Verbindungen.
Die in der Technik verwendeten Gewinde unterscheiden sich durch Verwendungszweck, Profil, Drehsinn, und Gangzahl. Gangzahl wird die Steigung genennt, diese ist auf einer axialen Linie gesehen, der Unterschied bei einer Umdrehung zwischen einem Spitz zu nächsten Gewindespitz (Flanken). Die Steigung kann aus Tabellen entnommen werden. Sie ist für die Auswahl nicht wichtig sondern abhängig vom Nennmass des Gewindes.
Der Aussendurchmesser des Gewinde entspricht nicht dem Nennmass des Gewindes. Das heisst eine M 8 Gewinde, hat keinen Aussendurchmesser von 8 mm, Dieser dürfte so 7.8 mm sein.
An einem genormten Gewinde sind verschieden Kenngrössen vorhanden. Man unterscheidet prinzipiell Aussen- bzw. Bolzengewinde (bspw. Schraube) und Innen- bzw. Muttergewinde. Die Herstellung kann sehr einfach aber auch komplex erfolgen. Aussengewinde kann man durch Drehen, Fräsen, Schneiden mit Filière (Schneideisen), Rollen, Wirbeln oder durch weitere Fertigungstechniken herstellen. Ebenso vielseitig ist die Herstellung von Innengewinden, dies einfachste Variante ist dabei das Gewindebohren per Hand oder Maschine. Bolzengewinde kann der Handwerker zu Hause mit einer Schneideisen herstellen.
Ihr kennt bestimmt M Gewinde (bspw. M 6), das M bedeutet Metrisches Regel-Normgewinde, diese sind sehr oft verwendet. Davon gibt es auch ein Feingewinde MF bspw. 12x1, wobei di zweite Angabe steht die feinere Steigung beschreibt, hier 1 mm. Des weiteren gibt es noch zollige Gewinde, bei welchen die Masse gängigen Zoll Massen entsprechen. (1 Zoll = 25.4 mm). Da wären zu nennen Gasrohrgewinde, zylindrisch (bspw. G1/4), Rohrgewinde konisch (R 1/4) oder zylindrisch Rp 1/4, Amerikanisches Standard Rohrgewinde (NPT 1/4, dessen Feingewinde NPTF). Oder noch weitere für uns eher unbedeutenden wie, UNC, UNF, UNEF, NPSM, Acme, Stubacme. Oder noch andere Gewinde wie Trapezgewinde (Tr), Rundgewinde, Stahlpanzerrohrgewinde, Sägengewinde oder Trapezgewinde. Diese werden dann bspw. im Maschinen- oder Landmaschinenbau verwendet. Eine ebenfalls zu erwähnende Gewindeart ist das Kugelgewinde, welches bei spielfreien Antrieben verwendet wird. Dort sind zwischen Gewindemutter und Spindel Kugeln im Umlauf, durch welche nur eine günstige Rollreibung entsteht. Spezialgewinde finden wir zudem an Holz-, Blech- und Selbstbohrschrauben.
Die meisten Gewinde sind eingängig, das bedeutet sie haben bloss eine Spirale, einen Gang.
Bei von Hand schnell zu verstellenden Gewinden werden mehrere Gänge gefertigt, somit kann eine sehr grosse Steigung und dadurch schnelle Verstellen erreicht werden.
Dann wird noch zwischen Rechtgängigen (normal) und Linkgängigen Gewinden differenziert.
Linkgewinde, diese sind zusätzlich mit den Kennbuchstaben LH gekennzeichnet.
Festigkeit
Die Schrauben und Muttern werden in unterschiedliche Festigkeitsklassen eingeteilt. Diese sind meist auf der Schraubenkopf oder der Mutter eingeprägt.
Bei Muttern sind es die Kennzahlen von 6, 8, 10 und 12, je höher umso grösser ist die Festigkeit des verwendeten Werkstoffes. Bei Schrauben können wir Zahlen von 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 oder 12.9 erkennen. Eine 12.9 Schraube (schwarze Zylinderschraube mit Innensechskant aka Inbus) hat beispielweise eine Zugfestigkeit Rm von 1200 N/mm^2, und darf bis 1080 N/mm^2 belastet werden. Dies ist die Streckgrenze, bei einer Überschreitung dieses Wertes, wird die Schraube nicht mehr elastisch sondern plastisch verformt.
Die Festigkeit einer Gewindeverbindung hängt unter anderem vom Werkstoff und der davon abhängigen Einschraublänge ab. Je weicher der Werkstoff, umso mehr Gewindegänge müssen fassen. Die Werte dafür sind hier für Festigkeitsklasse 8.8 angeben:
Stahl niedriger Festigkeit Einschraublänge= 1 x d
Stahl hochfest 0.8 x d; bspw. 0.8 x 10 (M10 Gewinde)= 8 mm Einschraublänge
Aluminium 1.5 x d
Montage
Gewinde können trocken, geschmiert oder geklebt montiert werden.
Trocken nur wenn bspw. Sicherungsmuttern verwendet werden. Die sichern die Mutter durch einen innenliegenden Polyamid – Kunststoffring, vor einem ungewollten lösen.
Sonst sollten Gewindeverbindungen, zwecks Lösbarkeit und Reibungsverminderung geschmiert werden. Gerade Niro (Rostfreie Stähle wie V2A oder V4A) müssen unbedingt geschmiert werden, denn diese neigen schnell mal zu Kaltverschweissung, da reicht bereits ein kleiner Grat und man hat Bescherung beim Lösen. :p
Geschmiert werden kann mit speziellen Schraubenschmiermitteln. Diese können neben Ölen feine Aluminiumpartikel enthalten oder bestehen auf Molybdändisulfid, Silikon oder PTFE-Basis (Teflon).
Schraubensicherung ist ein interessantes Thema. Hierbei möchte ich euch Klebe-Sicherungsmittel nicht vorenthalten. Der wohl bekannteste unter Luftabschluss härtende anaerobe Kleber ist als Loctite bekannt. Davon sind verschiedenste Ausführungen von niedrigfest bis hochfest erhältlich. Hierbei sollte man aber unbedingt die Weisungen von Klebeverbindungen beachten. Nur saubere, fettfreie und leicht aufgerauhte Teile sollen verklebt werden. Die Gewinde sind lediglich gründlich zu entfetten. Nach dem Klebstoffauftrag können die Gewinde verschraubt werden, dann Däumchen drehen und die Aushärtungszeit abwarten. :z Voilà hat man eine gesicherte Schraubenverbindung.
Gewindeschneiden
Ich möchte euch nur das Gewindeschneiden von Hand mit Gewindebohrer und Schneideisen (Filière) näher bringen.
Später mehr ........... 
eine sehr billige Lösung ausgedacht. Zudem finde ich es noch lustig, wie der Wakükäufer mit seinen Fingern diesen Deckel anständig verschliessen will, ohne die "Push-In" Steckkupplungsverschraubungen auszubauen.
Diese ganze Planung, die Bauteile, die Realisierung und und und.
