mini|hochkant|Außen- oder Schraubengewinde mini|Verschiedene Gewinde (von links): M12 Linksgewinde, M12 Standardgewinde, M12x1,5 (Feingewinde), M12x1,25 (Feingewinde), 1/2" UNF, 1/2" UNC, 1/2" BSW und 1/2" BSF mini|Eine Fase am ersten Gewindegang des Innen- und Außengewindes verhindert ein Verkanten beim Eingreifen des Gewindessiehe :en:Higbee cut mini|hochkant=0.5|Eine Schraube oder Mutter mit gewöhnlichem Rechtsgewinde wird in Uhrzeigerrichtung ein- bzw. aufgeschraubt
Das Gewinde ist eine profilierte Einkerbung (Furche), die fortlaufend wendelartig (also als Schraubenlinie) um einen zylindrischen Körper (Außengewinde) oder in der Wandung eines zylinderförmigen Hohlraums (Innengewinde) verläuft. Diese fortlaufende Vertiefung wird als Gewindegang bezeichnet. Der häufigste Anwendungsfall eines Außengewindes ist die Schraube. Die zugehörige Mutter besitzt ein dazu passendes Innengewinde.
Die Kombination eines Außen- mit einem Innengewinde erlaubt die Übersetzung des Drehmoments, das beispielsweise durch einen am Schraubenkopf angesetzten Schraubenzieher aufgebracht wird, in eine Längskraft, die den Schraubenkopf am verschraubten Bauteil anpresst. Ein Gewindegang kann mit einer aufgewickelten schiefen Ebene verglichen werden. Es erfordert weniger Kraft, ein Gewicht auf einer schiefen Ebene in die Höhe zu befördern, als es anzuheben. Ebenso ist es mithilfe eines Gewindes möglich, eine kleinere Umfangskraft in eine große Zug- oder Druckkraft umzuformen. Genutzt wird dies z. B. in Spindelpressen, Weinpressen und Wagenhebern.
Um sicherzustellen, dass sich ein Bauteil mit einem Außengewinde in ein Bauteil mit Innengewinde einschrauben lässt, werden beide nach dem gleichen Standard gefertigt. Die auch als Norm bezeichneten Standards legen unter anderem Fertigungstoleranzen fest, die einen gewissen Spielraum bei der Herstellung erlauben, ohne dass die Gewinde aber verklemmen oder zu locker ineinandergreifen. Auch die Bezeichnungsweise der vorgesehenen Gewindegrößen wird in der Norm festgelegt.
Wenn das Material eines Bauteils härter als das des anderen ist, so ist es auch möglich, dass sich das Gewinde des härteren Bauteils das passende Gegengewinde beim Eindrehen selber erzeugt. Das weichere Material wird dabei verformt und verdrängt oder abgetragen (zerspant), so etwa bei Verwendung von Schneidschrauben oder Schneidmuttern, Blechschrauben, Holzschrauben und Spanplattenschrauben.
Herstellung mini|Schneideisen M8 zur Herstellung von Außengewinden mini|Dreisatzgewindebohrer M5 zur Herstellung von Innengewinden
Gewinde lassen sich spanlos (umformend) oder spanend (Gewindeschneiden) erzeugen. Die spanlosen Verfahren sind in der Massenfertigung üblich. Bei bestimmten Materialien lassen sich durch spanlose Fertigung glattere Oberflächen und eine erhöhte Festigkeit (u. a. durch Kaltverfestigung) erreichen. Geschnitten werden Gewinde vorrangig in Teilen, die insgesamt schon spanend gefertigt werden (z. B. Drehteile, Frästeile) sowie im Handwerk. Gering beanspruchte Gewinde werden heute auch im 3D-Druck-Verfahren erstellt.
Herstellung von Außengewinden spanend: Das Gewindeprofil wird von formgerechten Werkzeugschneiden in einem Schneideisen oder einer Schneidkluppe aus dem Werkstoff herausgearbeitet. Maschinelles Gewindeschneiden erfolgt vorwiegend durch Schraubdrehen, Schraubfräsen oder Schraubschleifen. Sogenanntes Gewindewirbeln (Variante des Wirbelns) erzeugt gleich hohe Genauigkeit wie Gewindeschleifen, ist aber wesentlich schneller. Mehrere Drehmeißel umrunden den Rohling exzentrisch und schneiden kurze „Kommaspäne“ aus. Die Gewindegänge werden nacheinander fertig, da sich der Rohling langsam in gleicher Richtung mitdreht.F. Bertram: (PDF; 2,3 MB) In: Technische Rundschau, 40/73, September 1973. spanlos: Der Rohling hat Gewindeflankendurchmesser (mittlerer Durchmesser zwischen Tal und Spitze der Gewindefurchen). Das Werkzeug drückt sich in das Material des Rohlings und verdrängt den Werkstoff vom Gewindegrund in die Gewindespitzen. Um den Rohling (ein Stab oder ein Bolzen) rotieren dabei zwei oder drei angetriebene, profilierte Gewinderollen bzw. -walzen, meist aus Schnellarbeitsstahl.
Herstellung von Innengewinden + Tabelle für Kernloch-Bohrungen Gewinde Steigung Kerndurchmesser Kernlochbohrer M3 0,5 2,39 2,5 M4 0,7 3,14 3,3 M5 0,8 4,02 4,2 M6 1 4,77 5 M8 1,25 6,47 6,8 M10 1,5 8,16 8,5 M12 1,75 9,85 10,2 M16 2 13,55 14 M20 2,5 17,29 17,5
In nachgiebigen Materialien wie Holz oder Blech formt sich die Schraube das Innengewinde selbst. Bei Verwendung von Schneid- oder Blechschrauben sowie gewindefurchende Schrauben nach DIN 7500 wird meist zunächst ein Loch vorgebohrt. Bohrschrauben schneiden sich in dünnen oder weichen Materialien das Loch selber.
In zähem Material wie Stahl wird zunächst ein Loch in der Weite des Kerndurchmessers gefertigt. Das Innengewinde kann anschließend auf verschiedene Weise hergestellt werden: mit einem Gewindebohrer durch Schraubbohren von Hand oder maschinell, mit Gewindeformern maschinell oder durch Zirkularfräsen auf der Fräsmaschine. Ein spezieller Gewindefräser dreht sich hierbei um sich selbst, während er zugleich eine spiralförmige Vorschubbewegung vollzieht. Da der Gewindefräser kleiner als die Bohrung ist, kann ein Kühlschmiermittelstrom durch die Bohrung geführt werden, der den Fräser kühlt und die Späne abführt.
Der Durchmesser des Kernlochbohrers ist z. B. für metrisches ISO-Gewinde in DIN 336 genormt und kann für das Regelgewinde ermittelt werden, indem die Steigung vom Nenndurchmesser des Gewindes abgezogen wird.
Unterscheidungen der Gewinde Außengewinde auch Bolzengewinde, siehe auch Schraube, Gegenform: Innengewinde
Innengewinde auch Muttergewinde, siehe auch Mutter (Technik); man unterscheidet durchgehende Gewinde von Sacklochgewinden, die nicht vollständig durch das Werkstück geführt werden. Gegenform: Außengewinde.
Gewindestange Eine Gewindestange ist ein Stab mit einem Außengewinde. Als rotierendes Maschinenbauteil werden Gewindestangen auch als Gewindespindel bezeichnet. Als in passender Länge zuzuschneidendes Massenprodukt werden Gewindestangen als Befestigungsmittel verwendet. Etwa in der Gebäudetechnik um Rohrleitungen an Wänden und Decken zu befestigen.
Drehrichtung des Gewindes mini|Rechts- und Linksgewinde mini|Rechter-Daumen-Regel: Dreht man eine Schraube oder Mutter mit Rechtsgewinde in Richtung der gekrümmten Finger, zeigt der Daumen die Bewegungsrichtung an. Analog nimmt man für das Linksgewinde die linke Hand.
Rechtsgewinde Beim Rechtsgewinde oder rechtssteigenden Gewinde verlaufen bei Ansicht wie in nebenstehendem Bild die Gewindeflanken von links unten nach rechts oben. Bei Drehung im Uhrzeigersinn laufen Innen- und Außengewinde ineinander.
Das Rechtsgewinde wird aus ergonomischen Gründen bevorzugt. Die meisten Menschen sind Rechtshänder und können beim Drehen im Uhrzeigersinn ein größeres Drehmoment aufbringen als beim Drehen gegen den Uhrzeigersinn. Oft ist die Reibung in den Gewindegängen beim Eindrehen des Gewindes höher als beim Herausdrehen, so dass das Anziehen des Gewindes ein größeres Drehmoment erfordert als das Lösen.
Linksgewinde Beim Linksgewinde oder beim linkssteigenden Gewinde verlaufen bei Ansicht wie in nebenstehendem Bild die Gewindeflanken von links oben nach rechts unten. Linksgewinde werden in Fertigungszeichnungen und der Logistik mit den Buchstaben LH (für Left Hand) gekennzeichnet, z. B.: M16-LH. Im Uhrmacherhandwerk wird der Schraubenkopf von Schlitzschrauben mit linksdrehendem Gewinde gelegentlich durch eine Querrille oder drei parallele Schlitze im Schraubenkopf markiert.
Ein Linksgewinde läuft durch Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn ineinander. Linksgewinde kommen zum Einsatz: Für Spezialfälle, bei denen sich die Verschraubung durch die üblicherweise vorherrschende Belastung ungewollt lösen würde (Schraubensicherung), wie zum Beispiel beim linken Fahrradpedal, sowie teils an der rechten Verschraubung des Tretlagers eines Fahrrads, je nach Drehrichtung an der Verschraubung von Schiffsschrauben, Ventilator-Rotoren und ähnlichen einseitig belasteten Verbindungen, die Befestigungsschrauben von Spannfuttern auf Bohr- und Drehmaschinen mit Rechtsgewinde sowie manchen bei Blick auf den Schraubenkopf im Uhrzeigersinn drehenden Kreissägeblättern (z. B. Mafell). Wenn durch den unterschiedlichen Drehsinn ein falsches Zusammenfügen vermieden werden kann. So haben zum Beispiel die Anschlussverschraubungen an Gasflaschen, die brennbare Gase enthalten, Linksgewinde und können so nicht an Stelle einer Inertgasflasche angeschlossen werden. Früher wurden teilweise Radmuttern bzw. -bolzen von Kraftfahrzeugen (beispielsweise Opel Blitz, Fiat 1500 u. 1300, Mercedes 170V, Jaguar XK 120-150, Daf 400) auf der rechten Fahrzeugseite gegen ein Lösen beim Fahren mit Linksgewinde ausgeführt. Bei extrem leistungsstarken Fahrzeugen wie Traktoren und z. B. dem Porsche Carrera GT oder dem Ferrari Enzo Ferrari werden auch heute noch die Radmuttern der rechten Fahrzeugseite (Zentralverschlüsse) mit Linksgewinde versehen. Diese sind dann (im Falle des Porsche Carrera GT) farbig besonders markiert: linke Fahrzeugseite = Rechtsgewinde = rote Muttern, rechte Fahrzeugseite = Linksgewinde = blaue Muttern. mini|Spannschloss mit Rechts- (links im Bild) und Linksgewinde (rechts im Bild) Bei einem Spannschloss wird die Kombination von Links- und Rechtsgewinde genutzt, um die angeschlossenen Zugelemente durch Drehung zusammenzuziehen und wieder zu lösen, etwa beim Kuppeln von Eisenbahnwagen, zum Verspannen von Ladungsstücken mit einer Zurrkette oder beim Spannen von Wanten eines Segelbootes. Bei der auf das vordere Ende des Laufes einer Schusswaffe aufgeschraubten Mündungsmutter kommen Linksgewinde zum Einsatz (z. B. Kalaschnikow). Bei einem Linksausdreher zum Herausdrehen abgebrochener Schrauben mit Rechtsgewinde. mini|Gewindearten 1: Spitzgewinde 2: Flachgewinde 2a: Zweigängiges Flachgewinde mini|3 u. 4: Sägegewinde 5: Rundgewinde 6: Flachgewinde s = Steigung t = Gewindetiefe d = Außendurchmesser di = Innendurchmesser
Maßsysteme Metrisches System: metrisches Gewinde (z. B. metrisches ISO-Gewinde, das weltweit standardisierte metrische Spitz-Gewinde)
Zoll-System: Zollgewinde – nach dem UTS-Standard (engl. Unified Thread Standard) in Ländern, die die Länge in Zoll messen (z. B. USA). Zöllige Gewinde sind etwa in der Hausinstallation (Whitworth-Gewinde), in einigen Bereichen der Feinmechanik (beispielsweise an Stativen und Computergehäusen) sowie in der Luftfahrt weltweit gängig.
Form der Gewindeflanke
Folgende Formen der Gewindeflanken sind gebräuchlich: Rundgewinde Sägengewinde Spitzgewinde Trapezgewinde
Übersicht der Gewindearten Gewinde nach DIN-Normen Spitzgewinde: