Warum die Steigung beim Gewinde so wichtig ist

Selbst wenn Sie erst ganz neu in die Gewindebearbeitung einsteigen, den Begriff Steigung haben Sie sicher schon einmal gehört. Die Steigung ist eine der Variablen, über die ein Gewindeprofil definiert werden kann und sie hat direkte Auswirkungen auf Eigenschaften und Funktion des entstehenden Gewindes. Damit ist die Steigung auch ausschlaggebend dafür, ob sich eine bestimmte Gewindeart für einen Anwendungszweck eignet oder nicht. Die Steigung ist so wichtig, dass sie häufig direkter Bestandteil der Gewindebezeichnung ist und auch in knapp gehaltenen Gewindetabellen auf jeden Fall immer vorkommt.

Und wenn ein Faktor so wichtig ist, wie die Steigung beim Gewinde, dann lohnt es sich immer, wenn Sie ein wenig Zeit in ein tieferes Verständnis der Materie investieren. Die Frage nach dem „Warum“ ist nicht nur interessant, sondern kann auch immer dann ganz konkret weiterhelfen, wenn Probleme auftauchen. Darum steigen wir direkt ein und klären im Detail, was Sie zum Thema Gewindesteigung alles wissen müssen.

Was ist die Gewindesteigung überhaupt?

Falls Ihnen jetzt schon aufgefallen ist, dass Sie eigentlich gar nicht so viel über die Steigung wissen, dann keine Sorge: wir fangen klein an. Dazu stellen Sie sich zunächst einmal das Profil eines Gewindeschneiders vor. Jetzt sehen Sie die Spitzen und Täler, die sich aus den nebeneinanderliegenden Gewindegängen ergeben. Der Abstand zwischen zwei dieser Gewindespitzen ist die Steigung. Sie entspricht dem pro Umdrehung zurückgelegten Weg in axialer Richtung. Oder anders ausgedrückt: Wenn Sie eine Schraube einmal vollständig um 360° drehen, dann bewegt Sie sich so weit ins aufnehmende Gewinde hinein, wie es der Steigung entspricht.

Und was ist mit Gewindeprofilen ohne erkennbare Spitze? Bei Gewinden wie einem Trapezgewinde verlängern Sie die Gewindeflanken in einer gedachten Linie so lange, bis diese zusammentreffen, schon haben Sie auch hier Gewindespitzen, zwischen denen sich die Gewindesteigung messen lässt. Ablesen können Sie die Steigung außerdem aus einer Gewindetabelle oder direkt von Ihrem Gewindebohrer oder der Verpackung bzw. der Produktseite. Bei vielen Gewinden wie z.B. auch dem metrischen Feingewinde ist die Steigung außerdem Teil der Gewindebezeichnung.

So wie oben beschrieben funktioniert die Steigung bei eingängigen metrischen Gewinden. Auf die Ausnahmen von dieser Regel gehen wir gleich noch genauer ein.  

Diesen Einfluss hat die Steigung aufs Gewinde

Vorher sehen wir uns an, was die Steigung eigentlich für die Eigenschaften eines Gewindes bedeutet. Gewinde mit großer Steigung werden als Grobgewinde oder Regelgewinde bezeichnet, solche mit kleinerer Steigung als Feingewinde. Alle gängigen Normensammlungen, seien es die metrischen DIN-Gewinde, die amerikanischen UN Gewinde oder die britischen BS Gewinde – umfassen ein Grobgewinde und ein oder mehrere Feingewinde.

Grobgewinde sind robuster, reißen nicht so leicht aus und können Schmutz und Beschädigungen besser widerstehen. Schrauben mit Grobgewinde lassen sich außerdem schneller installieren, da durch die größere Steigung beim Eindrehen eben auch mehr Weg pro Umdrehung zurückgelegt wird. Feingewinde haben dafür eine höhere Selbsthemmung und sind besser dagegen gewappnet, sich durch Erschütterungen oder Vibrationen von selbst zu lockern. Die kleinere Steigung sorgt außerdem dafür, dass sich Schrauben mit Feingewinde sehr präzise justieren lassen, was bei Einstellschrauben wichtig ist. Außerdem haben Feingewinde eine geringere Gewindetiefe und lassen sich auch in Bauteile mit dünnen Wänden problemlos schneiden.  

Die Bezeichnungen für die Steigung sollten Sie unterscheiden können

Naja, die Bezeichnung für die Steigung ist Steigung, oder? Ja und nein. Wenn Sie nur mit metrischen Gewinden arbeiten, dann können wir es dabei belassen. Aber bei zölligen Gewinden funktioniert die Sache mit der Steigung nochmal etwas anders.

Auch bei zölligen Gewinden gibt es eine Angabe, die den Weg beschreibt, der durch eine Umdrehung in axialer Richtung zurückgelegt wird. Man spricht hier von Pitch und das ist der Begriff, der sich mit unserer metrischen Steigung gleichsetzen lässt. In Gewindetabellen für zöllige Gewinde finden Sie aber häufig eine ganz andere Angabe, nämlich die der Gänge pro Zoll. Auch das wird häufig mit Steigung übersetzt, und da fängt die Verwirrung dann oft an. Im Englischen finden Sie an dieser Stelle meistens die Abkürzung TPI, die für Threads per Inch steht. Es handelt sich dabei um die Anzahl der Gewindegänge, die auf der Länge von einem Inch (also einem Zoll oder 2,54 cm) zu finden sind. Glücklicherweise lässt sich TPI recht einfach in die uns vertraute Steigung umrechnen, indem Sie die 2,54 cm einfach durch die Anzahl der Gewindegänge teilen.    

Die Steigung bei mehrgängigen Gewinden

Und noch eine Ausnahme gibt es von der herkömmlichen Art und Weise, wie die Steigung funktioniert. Mit einem solchen Fall werden Sie aber bei normalen Anwendungen eher selten konfrontiert sein. Die Rede ist von mehrgängigen Gewinden. Dabei handelt es sich um Gewinde, die zwei oder noch mehr Gewindegänge haben. Es winden sich also mehrere Gewindegänge um einen Bolzen und die einander zugewandten Gewindeflanken bzw. die benachbarten Gewindespitzen gehören nicht mehr zum selben Gewindegang. Entsprechend müssen wir die Definition der Steigung für diese Fälle anpassen. Jetzt geht es nicht mehr um den Abstand zwischen benachbarten Gewindespitzen, sondern zwischen zwei Gewindespitzen, die zum selben Gewindegang gehören. Je nachdem, wie viele Gewindegänge verwendet werden, können damit sehr große Steigungen erreicht werden. Und da weiterhin gilt, dass die Steigung den zurückgelegten Weg beim Eindrehen bestimmt, ist es gut nachvollziehbar, dass in diesen Fällen auch von Schnellschraubungen die Rede ist.

Doch auch bei mehrgängigen Gewinden ist der Abstand zwischen direkt benachbarten Gewindespitzen noch ein Faktor. Er wird nun nicht mehr als Steigung, sondern als Teilung bezeichnet. Der Zusammenhang zwischen beiden Werten lässt sich ausdrücken durch die Formel: Gangzahl = Steigung : Teilung.

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