Was Sie unbedingt über Flankenwinkel wissen sollten
Jedes Gewindeprofil besteht aus einer Fülle von präzise aufeinander abgestimmten Maßen und Winkeln. Viel mehr, als Ihnen vielleicht klar ist. Das Gute ist, dass Sie gar nicht alle kennen müssen, um perfekte Gewinde zu schneiden. Die mühsamen Berechnungen nimmt der Hersteller für Sie vor und garantiert, dass die Gewindeabmessungen am Ende wie gewünscht passen. Es gibt aber ein paar Variablen am Gewindeprofil, von denen sollten Sie doch schon einmal gehört haben. Schon allein deswegen, weil sie für die Wahl des passenden Gewindebohrers für Ihr Vorhaben unerlässlich sind. Zu diesen besonders wichtigen Größen gehört der Flankenwinkel.
Der Flankenwinkel ist einer der maßgeblichen Faktoren, die das Gewindeprofil eindeutig definieren. Da der Flankenwinkel sich bei einigen der gängigsten Gewindearten nicht unterscheidet, wird seine Bedeutung manchmal nicht voll erkannt. Aber spätestens, wenn Sie sich mit ausländischen Normen auseinandersetzen müssen oder sich in den Bereich der Bewegungsgewinde vorwagen, kommen Sie um den richtigen Flankenwinkel nicht mehr herum. Damit Sie dann auf jeden Fall vorbereitet sind, haben wir Ihnen alle wichtigen Daten und Fakten zum Thema Flankenwinkel einmal zusammengefasst.
Wo befindet sich der Flankenwinkel im Gewindeprofil?
Wir fangen wie immer ganz von vorne an. Was ist der Flankenwinkel denn eigentlich? Um den Flankenwinkel richtig zu verorten, müssen wir uns unser Gewinde im Profil vorstellen. Dazu sägen wir (im Geiste!) einen Gewindebohrer oder eine Schraube der Länge nach durch und werfen einen Blick auf die Kanten der Schnittfläche. Das Gewinde im Profil sieht nun aus wie eine gezackte Linie oder eine Bergkette, in der sich ein spitzer Berg an den nächsten reiht. Und wie im Gebirge werden auch die beiden schrägen Ebenen, die gemeinsam einen Berg ergeben, als Flanken bezeichnet. Der Flankenwinkel liegt zwischen zwei einander zugewandten Flanken.
Bei einem herkömmlichen Spitzgewinde funktioniert dieses Bild wunderbar, um sich die Lage des Flankenwinkels zu vergegenwärtigen. Aber was ist mit anderen Gewindeformen? Auch Gewindearten wie Trapez- oder Rundgewinde, die im Profil keine so schöne nahtlose Gebirgskette ergeben, haben natürlich einen Flankenwinkel. In solchen Fällen müssen wir lediglich die Gewindeflanken um eine gedachte Linie verlängern, bis auch sie irgendwann zu Spitzen zusammenstoßen. Der Winkel dazwischen ist dann der Flankenwinkel.
Welche Auswirkungen hat die Wahl des richtigen Flankenwinkels?
Der Flankenwinkel beeinflusst die Reibung und Selbsthemmung von Gewinden. Übertragen auf eine Schraubverbindung kann man also sagen, der Flankenwinkel bestimmt (neben anderen Faktoren), wie leicht sich eine Schraube lösen lässt. Dabei gilt: Je kleiner der Flankenwinkel, desto leichtgängiger das Gewinde. Wie viel Reibung oder Selbsthemmung gewünscht sind, ist vom Einsatzzweck eines Gewindes abhängig. So haben Gewindearten, die meist für Bewegungsgewinde genutzt werden, einen kleinen Flankenwinkel. In diesen Fällen ist ein fester Halt ja gerade nicht hilfreich. Anders sieht es bei klassischen Befestigungsgewinden aus, die sich nicht von selbst lösen dürfen und damit eine gute Selbsthemmung benötigen. Da kommt dann ein größerer Flankenwinkel zum Einsatz.
Diese Flankenwinkel werden häufig verwendet
Flankenwinkel sind wichtige und unveränderliche Bestandteile von Gewindenormen und Ergebnis genauester Berechnungen in Kombination mit langjährigen Erfahrungswerten. Das führt dazu, dass bei modernen Gewindearten nur einige wenige unterschiedliche Flankenwinkel verwendet werden. Dennoch müssen Sie hier besonders aufpassen und sich informieren, mit welchem Flankenwinkel Sie arbeiten. Denn auch geringe Abweichungen beim Flankenwinkel verhindern eine Komptabilität von Gewinden.
Flankenwinkel an Spitzgewinden
Fangen wir mit dem Flankenwinkel an, der Ihnen vermutlich am häufigsten begegnet. Die meisten Spitzgewinde bzw. Befestigungsgewinde haben einen Flankenwinkel von 60°. Dazu gehören das metrische Regel- und Feingewinde genauso wie die amerikanischen zölligen Befestigungsgewinde UNC, UNF oder UNEF. Aufpassen müssen Sie dann, wenn Sie sich im Bereich der britischen zölligen Gewindenormen bewegen. Die BSW und BSF Gewinde aus Großbritannien haben nämlich lediglich einen Flankenwinkel von 55°. Gleiches gilt für die britischen Rohrgewindearten und insbesondere für das britische Whitworth Rohrgewinde G, das auch in Deutschland häufig zum Einsatz kommt. Hier wird ebenfalls ein Flankenwinkel von 55° verwendet.
Flankenwinkel an Bewegungsgewinden
Die Flankenwinkel an Bewegungsgewinden liegen deutlich unter solchen Werten und sind meist um den Wert von 30° herum angesiedelt. Dazu gehören das metrische ISO-Trapezgewinde Tr mit 30°, das metrische Sägengewinde S mit 33° und das Rundgewinde Rd mit 30°. Doch Achtung, auch bei den Bewegungsgewinden gibt es internationale Abweichungen. Das amerikanische Trapezgewinde ACME hat einen Flankenwinkel von 29°. Eine kleine, aber doch entscheidende Abweichung vom metrischen Pendant.
Besondere Flankenwinkel
Während sich die absolute Mehrzahl aller Gewinde durch die oben genannten Flankenwinkel beschreiben lässt, gibt es natürlich auch ein paar Abweichungen und Kuriositäten.
Bei vielen Sägengewindearten etwa setzt sich der Flankenwinkel aus zwei Werten zusammen. Sägengewinde sind auf einseitige Belastungen ausgelegt und haben anders als andere Gewindearten kein symmetrisches Profil, sondern eines, das tatsächlich der Form eines Sägenzahns gleicht. Dabei wird die tragende von der nichttragenden Flanke unterschieden. Beim Flankenwinkel wird dann der Winkel zwischen einer gedachten, senkrecht zur Achse verlaufenden Linie und diesen beiden Flanken unterschieden, beim metrischen Sägengewinde z.B. 30°+3°.
Gewinde mit auffällig großen oder kleinen Flankenwinkeln sind häufig ältere Gewindearten, die gar nicht mehr in Gebrauch sind. Noch nicht ganz ausgestorben aber auf dem besten Weg in diese Kategorie ist das Stahlpanzerrohrgewinde mit 80° Flankenwinkel. Es gab sogar einmal historische Gewinde mit 0° Flankenwinkel, also einem komplett rechtwinkligen Gewindeprofil. Dabei handelte es sich um die Vorläufer heutiger Trapezgewinde. Die rechteckige Form war jedoch nicht nur sehr schwer herzustellen, sondern auch ziemlich anfällig gegenüber mechanischer Abnutzung und wurde rasch zugunsten der Modelle mit größerem Flankenwinkel aufgegeben.
Ganz egal, welchen Flankenwinkel Sie benötigen – im BAER Online-Shop haben wir garantiert den passenden Gewindebohrer oder das passende Schneideisen für Sie. Schauen Sie sich gerne einmal um und zögern Sie nicht, uns mit Ihren Fragen und Anliegen zu kontaktieren.