Bewegungsgewinde: Beispiele, Arten und Unterschiede
Denken Sie bei Gewinde auch als erstes an Schrauben? Dann geht es Ihnen wie vielen Heimwerkern. Und das hat auch durchaus seine Berechtigung. Schließlich sind Schrauben und Muttern die prominentesten Beispiele ihrer Gattung und fast jeder von uns sieht diese hilfreichen Bauteile jeden Tag oder hantiert direkt mit ihnen. Aber manchmal gerät in Vergessenheit, dass Gewinde auch noch zu ganz anderen Zwecke eingesetzt werden können, als nur um den Kleiderschrank zusammenzuhalten. Es gibt sogar Gewinde, bei denen es um konstante Bewegung geht!
Mit diesem komplexen Themenfeld wollen wir uns hier einmal näher befassen. Wir klären, welche Unterschiede zwischen Befestigungs- und Bewegungsgewinde bestehen, zeigen Ihnen die häufigsten Arten und bringen anschauliche Befestigungs- und Bewegungsgewinde-Beispiele, anhand derer Sie die graue Theorie leicht nachvollziehen können.
Befestigungsgewinde und Bewegungsgewinde: der Unterschied
Der hauptsächliche Unterschied zwischen Befestigungsgewinde und Bewegungsgewinde liegt im jeweiligen Anwendungsgebiet. Ein Befestigungsgewinde dient dazu, etwas zu befestigen. Das Bewegungsgewinde hingegen dient einem ganz anderen Zweck. Es soll eine Drehbewegung in eine axiale Bewegung umwandeln, manchmal auch umgekehrt. Beide Gewindearten sind entsprechend ihrem Verwendungszweck gestaltet und unterscheiden sich daher hinsichtlich einiger zentraler Merkmale. Sehen wir uns die einmal genauer an:
1. Profil
Beim Befestigungsgewinde ist ein spitzes Profil am weitesten verbreitet, da dieses zu einem festen Halt beiträgt. Bei den Bewegungsgewinde-Beispiele gibt es jedoch eine ganze Reihe von Profilformen, die je nach Einsatzort verwendet werden können. Die bekanntesten sind Trapezgewinde, Rundgewinde und Sägengewinde.
2. Steigung
Im Vergleich zum Bewegungsgewinde finden sich beim Befestigungsgewinde eher kleine Steigungen. Auch das trägt dazu bei, dass Bauteile mit Befestigungsgewinde sicher sitzen. Beim Bewegungsgewinde kommt es wieder auf den Einsatzzweck an. Zum Teil sind hier bei der Steigung sehr hohe Werte möglich, wenn durch die Bewegung eine möglichst lange Strecke pro Umdrehung zurückgelegt werden soll.
3. Selbsthemmung
Die Selbsthemmung ist ein Wert, der stark mit der Steigung sowie einer weiteren Größe namens Reibwert zusammenhängt. Selbsthemmung bedeutet, dass sich eine Mutter oder Spindel auf der Gewindestande nicht von selbst – also ohne Krafteinwirkung von außen – bewegen kann. Bei vielen Befestigungsgewinde-Arten ist die Selbsthemmung nicht nur erwünscht, sondern notwendig. Ansonsten wäre die Konsequenz, dass Schrauben sich von alleine lockern. Bei Bewegungsgewinde-Beispielen variiert die Selbsthemmung mit der Gewindeart bis hin zu Gewinden wie dem Steilgewinde, die gar keine Selbsthemmung mehr aufweisen.
4. Gangzahl
Die Gangzahl beschreibt die Anzahl der Gewindegänge. Im Normalfall und bei den allermeisten Befestigungsgewinde-Arten liegt die Gangzahl bei eins, es gibt also nur einen einzigen Gewindegang, der sich spiralförmig um den Bolzen windet. Gerade bei Bewegungsgewinde-Arten mit großer Steigung finden sich aber auch zwei- oder mehrgängige Gewinde. Das hat den Vorteil, dass pro Umdrehung mehr Strecke zurückgelegt werden kann. Außerdem reduziert eine höhere Gangzahl den Verschleiß bei stark beanspruchten Teilen wie Spindeln.
Befestigungsgewinde: Beispiele und Einsatzgebiete
Wie sich Befestigungs- und Bewegungsgewinde unterscheiden, haben wir jetzt gesehen. Aber was bedeutet das Ganze für die Praxis? Sehen wir uns zunächst einmal ein paar Befestigungsgewinde-Beispiele an.
Ein Befestigungsgewinde-Beispiel, das alle kennen, ist das metrische Regelgewinde mit einem spitzen Profil und einem Flankenwinkel von 60°. Verwendet wird es u.a. für die eingangs erwähnten Schrauben und Muttern. Und dabei handelt es sich auch schon um den klassischen Anwendungsfall eines Befestigungsgewindes. Auch das metrische Feingewinde ist ein Befestigungsgewinde-Beispiel. Es wird u.a. für Stellschrauben verwenden, weil es feine Einstellungen erlaubt.
Auch unter ausländischen Gewindenormen, wie den amerikanischen Unified National Gewindearten, finden sich viele Befestigungsgewinde-Beispiele. Und dabei geht es nicht immer nur um Schrauben. So ist etwa auch das Withworth-Rohrgewinde, das im Sanitärbereich zum Einsatz kommt, eine klassische Befestigungsgewinde-Art.
Bewegungsgewinde: Beispiele und Einsatzgebiete
Es existieren zahlreiche verschiedene Arten von Bewegungsgewinden, die zum Teil stark spezialisiert und auf einen konkreten Zweck ausgelegt sind. Allen gemein ist, dass sie in der einen oder anderen Form eine Rotationsbewegung in eine axiale Bewegung umwandeln.
Wir sehen uns zunächst die drei häufigsten Bewegungsgewinde-Arten an und gehen im Anschluss auf weitere Formen und Bewegungsgewinde-Beispiele ein.
Trapezgewinde
Das Trapezgewinde ist sicher das bekannteste Bewegungsgewinde-Beispiel und gut an seinem trapezförmigen Profil erkennbar. Wenn Sie schon einmal eine Werkzeugmaschine gesehen haben, dann kennen Sie auch das Trapezgewinde. Hier sorgt es nämlich in Form von Verstell- oder Leitspindeln für die Vorschubbewegung. Auch für Verstellbewegungen bei Hebeanlagen oder Gabelstaplern ist es zuständig und treibt sogar Montagebänder an. Etwas weniger industrielle Beispiele gefällig? Auch Ihr Schraubstock in der Werkstatt funktioniert nur dank Trapezgewinde.
Rundgewinde
Das Rundgewinde zeichnet sich dadurch aus, dass es durch seine Form besonders unempfindlich gegenüber Schmutz und Beschädigung ist. Dieses Bewegungsgewinde-Beispiel kommt daher bevorzugt überall dort zum Einsatz, wo es schon mal etwas rauer zugeht, z.B. an der Kupplungsspindel von Eisenbahnwagons. Zum Teil werden Rundgewinde aufgrund ihrer guten Eigenschaften in solchen Arbeitsumfeldern auch als Befestigungsgewinde verwendet.
Sägengewinde
Das Sägengewinde hat seinen Namen von dem ungewöhnlichen, asymmetrischen Profil, das tatsächlich den Zähnen einer Säge ähnelt. Durch dieses Profil eignet es sich perfekt für hohe, einseitige Belastungen. Typische Beispiele für den Einsatz des Sägengewindes als Bewegungsgewinde sind Spindelpressen und hydraulische Pressen. Außerdem finden sich Sägengewinde häufig bei Hubspindeln in Hebeanlagen, wie sie etwa im Bergbau verwendet werden. Und auch Spannzangen in Dreh- und Fräsmaschinen greifen auf diese Gewindeart zurück.
Weitere Bewegungsgewinde-Beispiele
Daneben gibt es noch zahllose weitere Bewegungsgewinde-Beispiele. Steilgewinde sind etwa darauf ausgerichtet, möglichst wenig Radialbewegung in möglichst viel Axialbewegung zu übertragen – also mit möglichst wenig Aufwand viel Strecke zurückzulegen. Fördergewinde helfen bei der Zirkulation von Flüssigkeiten. Das ACME-Gewinde ist das amerikanische Pendant zu unserem Trapezgewinde und wird an mechanischen Pressen, Pumpen und Extrudern sowie für Flugzeugklappen eingesetzt.
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