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Schroefdraad

Diverse Schraubgewinde.

Beispiel mit Rechts- und Linksgewinde auf einer Welle

Spannschloss mit Links- und Rechtsgewinde

Edison-Thread von einer Glühbirne

Faden ist die Spiralrückseite oder die Erhebung, die zum Beispiel an a angepasst ist Bolzen bzw. in a Nuss, die dann zusammen verwendet werden, um zwei Gegenstände mit einer Drehbewegung durch Klemmen aneinander zu befestigen. Das Spiralgewinde bei Holzschrauben gilt nicht als Gewinde.

Ursprung

Thema (nicht zu verwechseln mit Gewindeende) wurde erstmals in Ägypten (um 2500 v. Chr.) verwendet. Es wurde hauptsächlich in Pressen (zB Weinpressen) verwendet.Archytas von Tarent (428 v. Chr. - 347 v. Chr.) gilt als Erfinder des Schraubengewindes.

Bereits 1556 beschrieb der deutsche Bergbauingenieur Agricola die Verwendung von Metallschrauben als bessere Alternative zu Nägeln.

Der britische Sir Joseph Whitworth ist der Erfinder eines universellen Schraubgewindes (1841). Später ist dieser bis zu Britischer Standard erhaben, der Schraubendreher stammt erst aus dem Jahr 1740.

Fäden herstellen

Thread kann sein gerollt, Schnitt oder Besetzung.

Es rollen erfolgt mechanisch. Im industriellen Maßstab werden Gewinde meist durch Walzen einer Stange aus glühendem Metall zwischen zwei gerillten Walzen oder Platten hergestellt. Dies geschieht normalerweise vor dem before härten des Materials. Gewinde können auch durch "Kaltumformung" aufgebracht werden. Gewinderollen nimmt zu bei Werkstoffen mit a Kristallstruktur - wie Stahl - die Zugfestigkeit (die Stärke) des Produkts im Verhältnis zum Gewindeschneiden. Die interkristallinen Kräfte bleiben erhalten, was den Draht weniger flexibel macht Schere.
Faden schneiden wird industriell auf einem Drehbank. Darüber hinaus können Sie Außen- und Innengewinde auch manuell herstellen, dies geschieht auf unterschiedliche Weise:
- Für die manuelle Herstellung von Außengewinde, zum Beispiel Gewinde an einem Stift, verwendet a Schneidplatte in einen Schneiderahmen (Halter) gelegt. Das Schraubengewinde wird durch Drehen des Stiftes gebildet, die Schneidzähne des Schneidblocks sorgen für die Bearbeitung des Materials. EIN Schneidmutter wird verwendet, um beschädigte Gewinde zu reparieren. Neben der Aufnahme in eine Halterung kann die Sechskant-Schneidmutter auch mit einem (einstellbaren) Schraubenschlüssel gedreht werden, was bei beengten Platzverhältnissen sinnvoll sein kann. Bei der gehärteten Schneidmutter oder Schneidplatte nimmt der Innendurchmesser der Gewinde von unten nach oben ab, so dass das volle Gewinde entsteht, wenn der Stift über den Schneidblock hinausragt.
- Für die Herstellung interner Beitrag in runden Löchern verwendet man klopfen. Gewindebohrer haben wie Gewindeschneidbacken mehrere Reihen von Schneidzähnen. Um den Wasserhahn drehen zu können, wird er in eine Wringer angeheftet. Im Dreierset werden sogenannte Handhähne verwendet; der Vorschneider, der Mittelschneider und der Nachschneider. Wenn Sie sie nacheinander verwenden, wird beim dritten Tippen schließlich das gewünschte Vollgewinde erstellt. Beim maschinellen Gewindebohren wird das volle Gewinde in einem Arbeitsgang geschnitten. Für viele Materialien wurden spezielle Gewindebohrer entwickelt, um ein optimales Gewinde zu erhalten. Diese Gewindebohrer können Drähte mit hoher Geschwindigkeit schneiden, was häufig auf CNC-Dreh- und Fräsmaschinen.
Zu günstig Zinklegierung (Legierungen mit Zink als Hauptbestandteil) sind manchmal anzutreffen Besetzung Faden auf. Die beiden Hälften der Gießform enthalten dann eine Hälfte (in Längsrichtung) des Innen- oder Außendrahtes. Diese Verbindungen halten häufigem Ein- und Ausschrauben nicht stand, werden aber in der Möbel- und Automobilindustrie zum einmaligen Anbringen von Griffen und dergleichen verwendet.

Beim Schneiden und Gewindebohren, wie bei anderen Bearbeitungsvorgängen, Schneidöl kann verwendet werden, um ein scharfes und nicht gezahntes Gewinde zu erhalten Bei metrischen (Innen-)Gewinden kann die zu bohrende Bohrung durch den Nennwert minus der Steigung bestimmt werden, M20×1,5 hat also einen Bohrlochdurchmesser von 18,5 [ mm] und M100×1 hat einen Lochdurchmesser von 99 [mm].

Formen und Größen

Von oben nach unten: Metrisches Gewinde in eine Kunststoffschraube und -mutter geschnitten, BSPT-Gewinde an einem Bronze-Rohrfitting, BSP-Gewinde an Edelstahl stainless

Spindel mit Rechteckgewinde

Das gebräuchlichste Gewinde ist das Vorwärtsdrehen der Schraube im Uhrzeigersinn (im Uhrzeigersinn). Es gibt jedoch manchmal gute Gründe, Linksgewinde zu verwenden, wie zum Beispiel beim linken Pedal eines Fahrrads oder bei der Montage eines Schwungrades an einer Kurbelwelle, da sich sonst das Pedal oder die Mutter durch die Bewegungsrichtung lösen. EIN Spannschloss (siehe Foto 3) funktioniert zum Beispiel nur, wenn das Schraubgewinde an beiden Enden entgegengesetzte Drehrichtungen hat.

Die Begriffe Gewinde und Gegengewinde werden manchmal verwendet, um jeweils im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn anzuzeigen. Aber das kann zu Verwirrung führen. Gegengewinde drehen kann auch bedeuten: Versuchen, anders herum zu schrauben, als das Gewinde tatsächlich läuft. Versuchen Sie also, mit einem Rechtsgewinde gegen den Uhrzeigersinn zu schrauben.

Normale Fäden sind immer Einzelfäden. Bei mehrgängigen Gewinden laufen mehrere Spiralformen um den Umfang, das Gewinde beginnt an mehreren Stellen. Dieses Gewinde wird hauptsächlich für Bewegungsgewinde verwendet, bei denen ein großer Hub pro Umdrehung gewünscht ist, Sie jedoch kein gröberes Gewinde verwenden möchten. Die Verschiebung durch mehrlagigen Draht ist die Verschiebung durch einen Durchgang mal der Anzahl der Durchgänge.

Es gibt zwei wichtige Dimensionen für ein Gewinde:

der Nenndurchmesser: dieser wird in Millimeter angegeben, für englisches Gewinde in Zoll.
das Dringlichkeit: ist der geradlinige Abstand zwischen zwei entsprechenden Punkten derselben Helix, es ist die Verschiebung entlang der Achse pro Umdrehung. Die Steigung wird bei metrischen Gewinden in Millimetern angegeben, bei englischen Gewinden in der Anzahl der Umdrehungen pro Zoll. Eine andere gängige Definition ist: „Die Steigung ist die Verschiebung der Helix in einer Umdrehung“.

Um Durchmesser und Steigung für ein unbekanntes Schraubengewinde zu bestimmen, a, Fadenvorlage. Eine Gewindeschablone ist ein einfaches Stück flaches Metall (1–2 mm dick), in das die exakte Form verschiedener Gewindearten ausgestanzt wird. Gewindeformen werden in der Regel in einem Halter gebündelt, mit den gängigsten metrischen Gewinden auf der einen und den gängigsten englischen Gewinden auf der anderen. Auf jedem Blatt ist nur die Tonhöhe angegeben. Das obere Foto zeigt deutlich die Kerben, die beim Vergleich genau (!) über einem bestimmten Schraubengewinde liegen.

Es gibt verschiedene Arten von Schraubgewinden.

Das sogenannte „metrische“ Schraubgewinde wird heutzutage am häufigsten verwendet. Die Größen sind abgeleitet von der Millimeter. Metrische Gewindebezeichnungen beginnen mit einem Großbuchstaben ich und werden von der Internationale Standardisierungsorganisation (ISO).
Für Gewinde an Rohren und zugehörige Ausrüstung (Anhänge), BSP (Britisches Standardrohr) Gewinde, oft in BSPT-Version (wobei das T für Taper oder konisches Schraubengewinde steht). Dieser Thread wird allgemein als "Gasthread" bezeichnet. In spezialisierten Industrien, wie der petrochemischen Industrie und dem Offshore-Bereich, werden die amerikanischen NPS- und NPT-Gewinde (Nationales Rohrgewinde, beziehungsweise Gerade und sich verjüngen) angewendet.
In englischsprachigen Ländern ist UTS (Einheitlicher Gewindestandard) und BSW (British Standard Whitworth) benutzt.

Für bestimmte Anwendungen werden Gewinde mit außergewöhnlicher Form oder Größe verwendet.

Edison-Thread wird verwendet für Glühbirne und Lampenfassungen; dieses runde schraubengewinde wurde so entwickelt, dass es immer passt und nie verkantet.
Mehrgängiges Gewinde für Kronkorken und Glasdeckel.
Gewinde zur Verwendung in mechanischen Uhren.
Hochpräzises Gewinde für Mikrometer und andere mechanische Messgeräte.
Ein Gewinde mit kleiner Steigung wird in der Montage als "Fahrradherstellergewinde" bezeichnet.
Rechteckig oder Trapezgewinde, unter anderem angewendet auf Spindeln.

Je nach Verwendungszweck des Fadens wird unterschieden zwischen:

Befestigungsgewinde: Wird zum Befestigen von Teilen verwendet und hat normalerweise dreieckige oder runde Gewinde. Das Schraubengewinde muss ausreichend sein Reibung um ein versehentliches Lösen zu verhindern. Um ein Lösen durch Vibrationen zu verhindern, kann die Verbindung mit Sicherungsringen oder einer Flüssigkeit versehen werden Sicherungsmittel.
Bewegungsgewinde: ist speziell für bewegliche Teile, die eine Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung umwandeln oder umgekehrt. Um möglichst wenig Reibung zu verursachen, haben Spindeln Gewinde mit rechteckigem oder trapezförmigem Profil.

Operation

Anziehen einer Mutter mit einem Schraubenschlüssel. Beim Anziehen erfolgt eine Kraftverstärkung um den Faktor l/d

Der Neigungswinkel eines Gewindes übersetzt das Drehmoment einer Schraube oder Mutter in eine Kraft oder eine Rotation in eine lineare Bewegung.

Leistungsverstärkung tritt auf, wenn a . verwendet wird Schlüssel an einer Schraube oder Mutter. Momentf_so × l [Nm] wirkt als AnzugsdrehmomentPaarf_k × d [Nm] an der Schraubverbindung. weil l ist größer als d, Kraftverstärkung vom Betrag von l/d.

Beim Anziehen einer Mutter wird die Mutter sozusagen gegen die leichte Steigung der Gewindesteigung gedrückt. Dieser "Neigungswinkel" wird Nickwinkel genannt. (Beispiel: bei einem metrischen M6-Gewinde beträgt die Steigung 1 mm pro Umdrehung; der Steigungswinkel beträgt ca. 3 Grad.) Das auf eine Mutter aufgebrachte Drehmoment führt zu einer Anzugskraft f_k an der Gewindestelle. Bei einem nahezu reibungsfreien Gewinde erzeugt das Gewinde eine Kraft f_l senkrecht zum Gewinde. f_l kann in einer Spannkraftspanne aufgelöst werden f_b im Bolzen (der normalerweise das Ziel sein wird) und eine Kraft f_r das widerspricht dem Schraubenschlüssel. Leistung f_b wird bei einem kleineren Steigungswinkel &agr; relativ größer; f_b ist umgekehrt proportional zur Tangente des Winkels α. Bei einer durchschnittlichen Schraubverbindung wird eine Kraftvervielfachung um den Faktor 20 bzw. 30 erreicht. In praktisch allen Fällen erfährt der Schraubenschlüssel auch einen erheblichen Widerstand aufgrund der Reibung der Oberflächen der Schraubengewinde von Schraube und Mutter, die aneinander reiben. Dies ist für das Anziehen einer Gewindeverbindung nachteilig, führt aber auch dazu, dass sich eine Mutter nicht löst, wenn das Drehmoment vom Schlüssel entfernt wird. Ein Feingewinde mit kleiner Steigung hat im Allgemeinen ein geringeres Lockerungsrisiko als ein Grobgewinde mit großer Steigung, da die Gesamtkraftverstärkung proportional zum Produkt aus l/d (Schlüssel) und ab 1/(Tangente α)(der Gewindesteigung) kann die Zugkraft auf eine Schraube leicht unterschätzt werden. Das Schraubengewinde kann dann über die Streckgrenze hinaus belastet werden, was eine bleibende Verformung oder einen Bruch verursacht.

Vielfalt

Es gibt viele Arten von Threads (und Standards). Alle Gewinde lassen sich jedoch in metrisch (Gewinde in mm) und Englisch (Teilung in Gewinden pro Zoll oder n/1") einteilen. Innerhalb dieser beiden Gruppen gibt es noch viele Varianten. Die folgenden Gewinde sind nicht die offensichtlichsten, aber sie existieren und sind normalisiert.

Fahrradgewinde für Speichen und Nippel, z.B. 15-56 SWG, 56 Durchgänge pro Zoll
Fahrradgewinde für Pedalachsen, z.B. FG14.3 oder FG14.3 links, 20 Durchgänge pro Zoll
Gasflaschengewinde, 11 Gewinde pro Zoll
Gaszählergewinde z.B. GM 3/4", 14 Gänge pro Zoll
Miniaturgewinde, z.B. S 0,3 mit einer Steigung von 0,08 [mm]

Variationen sind auch innerhalb der "normalen" Threads möglich. Denken Sie an konischen Draht oder Mehrfachdraht. Letzteres ist bei Kugelschreibern üblich. Bei Gasflaschen wird immer Linksgewinde verwendet. Der Grund dafür ist, dass man "herkömmliche" Hilfsmittel, wie z.B. einen Verlauf der Wasserleitung, um daran einen Wasserschlauch anschließen zu können.

Anwendung

Einige Verwendungen von Threads sind:

Als Befestigungselement (Schrauben und Muttern);
Beim Bestätigen oder Erneuern Rohre;
Archimedes' Schraube, eine Pumpe;
Zur linearen Betätigung in Geräten und Werkzeugen.

Externer Link

Gewindestandards

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