Definition des Begriffes „Schraube“ und die verschiedenen Schraubenarten

Wenn die rechteckige Längsseite eines Dreiecks längs der Basis um einen Zylinder gewickelt wird, erzeugt die Hypotenuse des Dreiecks auf dem Zylinder eine Spiralform (Schneckenlinie). Wenn längs dieser Schneckenlinie auf dem Zylinder in dreieckigen, quadratischen, trapezförmigen usw. Formen mit in gleichbleibenden Abständen Furchen geschnitten werden, handelt es sich bei dem dadurch zustande kommenden Profil um eine Schraube. Wie in Abbildung 1 zu sehen ist, bezeichnet die Basis des Dreiecks BC den Umfang des Zylinders, und die Höhe AC die Längsbewegung der Schraube.

Schrauben begegnen wir insbesondere als Maschinenteile bzw. Teile mit Gewinden in Verbindungselementen in jedem Bereich unseres alltäglichen Lebens. Schrauben werden je nach ihrer Funktion in verschiedenen Profilen hergestellt. Schrauben nach ihren Profilen bzw. nach ihren Gewindeformen:

a) Dreikantschrauben

b) Trapezschrauben
c) Vierkantschrauben
d) Schrauben mit Sägegewinde
e) Rundschrauben

in 5 große Gruppen unterteilt.

 

Außer diesen genannten gibt es noch die Holz- und Blechschrauben mit unterschiedlichen Profilen. Aber diese Schrauben werden nicht per Hand, sondern mit speziellen Maschinen automatisch hergestellt.

 

a) Dreikantschrauben

Dreikantschrauben sind, wie der Name schon sagt, Schrauben mit dreikantigem Gewindeprofil. Bei Dreikantschrauben sind die Dreieckswinkel, welche die Gewinde erzeugen, klein, die Spiralwinkel dagegen groß. Wenn die Spiralwinkel klein sind, werden auch die Abstände zwischen den Spiralen der Schraube und die Gewindehöhe klein sein. Weil Dreikantschrauben immer in fest angezogen sein müssen, werden sie mit diesen Eigenschaften hergestellt. Da eine mit einer Schraube hergestellte Verbindung, ohne von sich selbst zu lösen, fest angezogen bleiben muss (dieser Umstand wird als selbstblockierend bezeichnet), wurden Dreikantschrauben mit kleinen Spiralenabständen entwickelt. Dreikantschrauben werden in den Formen metrisch und Whitworth hergestellt. Diese beiden Schraubentypen unterscheiden sich hauptsächlich durch ihre unterschiedlichen Winkel. Der Dreieckswinkel einer metrischen Schraube beträgt 60˚, der Dreieckswinkel einer Whitworth-Schraube beträgt 55˚. Daher bilden die Gewinde der metrischen Schraube ein gleichwinkliges Dreieck, die Gewinde der Whitworth-Schraube dagegen ein gleichschenkliges Dreieck. Die wichtigste Eigenschaft einer Schraube ist der Abstand zwischen Windungen. Dieser wird als Gewindegang bezeichnet. Dieser Gang besteht aus einem Gewinde und einer Furche bzw. einer Vertiefung. Der Gewindeabstand wird bei metrischen Schrauben in Millimetern, bei Whitworth-Schrauben durch die auf einen Zoll anfallende Gewindezahl benannt. Bei beiden Schraubentypen werden die Gewindeelemente nach dem Gewindeabstand berechnet. Bei metrischen Schrauben ist die Gewindespitze abgeflacht, und die Fläche am Gewindeansatz abgerundet. Bei Whitworth-Schrauben ist sowohl die Gewindespitze als auch die Fläche am Gewindeansatz abgerundet. Die Abrundung der Gewindeansätze erleichtert die Herstellung und erhöht die Festigkeit der Schrauben. Wie aus diesen Definitionen hervorgeht, bezeichnet die Gewindehöhe der Schraube den Abstand zwischen der Gewindespitze und dem Gewindeansatz. Und durch den Spiralwinkel entsteht der Windungsabstand. Wie oben erläutert, sind bei gewöhnlichen Dreikantschrauben die Spiralwinkel klein. Je kleiner der Spiralwinkel ist, desto größer ist Selbstblockierungs-Leistung der Schraube. Wenn sie sehr gut angezogen sind lockern sich Dreikantschrauben bzw. Verbindungsschrauben daher durch Aufschläge von außen nicht mehr. Um diese Eigenschaft von Schrauben zu verstärken werden sowohl bei metrischen Schrauben als auch bei Whitworth-Schrauben feine Gewinde und normale Gewinde eingesetzt. Wenn es sich um metrische Schrauben handelt, spricht man von feinem metrischem Gewinde, wenn es sich um Whitworth-Schrauben handelt, spricht man von feinem Whitworth-Gewinde. Es werden auch Schrauben mit großem Spiralwinkel konzipiert. Aber diese sind keine Befestigungs-, sondern Bewegungsschrauben.

 

b)Trapezschrauben

Das Gewinde von Trapezschrauben hat, wie auch in der Abbildung zu sehen ist, die Form eines abgeschnittenen Dreiecks. Daher fassen die Gewinde der Schrauben und die Gewinde der Schraubenmuttern ohne Zwischenräume ineinander. Wegen dieser Eigenschaft werden Trapezschrauben in der Regel als Bewegungsschrauben verwendet.

Dass bei Trapezschrauben die Gewinde die Form eines abgeschnittenen Dreiecks haben, ermöglicht sowohl die Weiterleitung der Bewegung ohne Zwischenräume als auch eine bei Bedarf schnell auflösbare Anziehkraft. Aus diesem Grunde werden bei oft auf- und abmontierten Teilen Trapezschrauben verwendet. (So z. B. bei für die Arbeiten mit Hobelspänen verwendeten Schraubstöcke). Die 30-gradigen Winkel der Spitzen von Trapezschrauben sind nach TS61/23 und DIN 103 unter dem Namen Metrische-ISO-Trapezschraube genormt. Die Maße der nach dieser Norm hergestellten Trapezschrauben ist in Tabelle 1 aufgelistet. Die Trapezschrauben werden mit „Tr24*5“ angezeigt. Bei dieser Bezeichnung zeigt TR, dass es sich um eine Trapezschraube handelt, die Zahl 24 zeigt den Außendurchmesser der Schraube an, und die Zahl 5 zeigt, dass die Schraube 5 Gewindegänge hat.

Zusammengefasst kann gesagt werden, dass bei Trapezschrauben die Spiralwinkel groß und die Spitzenwinkel klein sind. Daher ist auch die zwischen den Windungen entstehende Reibungskraft geringer. Aus diesem Grunde werden Trapezschrauben als Bewegungsschrauben eingesetzt. Als Befestigungsschrauben werden sie nicht verwendet.

 

c.) Vierkantschrauben

Wie auch in der Abbildung zu sehen ist, zeigen Vierkantschrauben in einem parallel zur Achse verlaufenden Querschnitt ein vierkantiges Gewindeprofil auf. Wie die Dreikantschrauben werden auch die Vierkantschrauben nicht als Befestigungs-, sondern als Bewegungsschrauben verwendet. Denn die Seitenwände der vierkantigen Gewinde stehen rechtwinklig zu Schraubenachse und ermöglichen nicht genügend Anziehkraft. Außerdem sind die Flächen von Vierkantschrauben kürzer, was zu einer geringeren Reibungskraft zwischen den Gewindeflächen führt.

Wie auch die Abbildung zeigt, besteht der Gewindegang der Schraube aus einem Gewindezahn und einer ebensogrossen Furche und wird mit p bezeichnet. Der Spiralwinkel ist bei Vierkantschrauben für die Selbstblockade von großer Bedeutung. Wenn der Spiralwinkel groß ist, bleibt die Schraube nicht fest angezogen. Sie löst sich von selbst oder durch kleine Außeneinwirkungen. Wenn der Spiralwinkel klein ist, kann die Schraube fest angezogen bleiben. Trotzdem kann sie sich aber durch äußere Einwirkungen oder durch Erschütterungen lösen.

Da Vierkantschrauben als Bewegungsschrauben verwendet werden, werden sie je nach Bedarf eingängig oder mehrgängig hergestellt. Da ein Gewindegang der Schraube aus einem Gewinde und einer Furche besteht, beträgt die Gewindedicke die Hälfte des Gewindegangs. Bei Vierkantschrauben besteht zwischen der Gewindespitze der Schraubenmutter und dem Gewindeboden der Schraube ein kleiner Hohlraum von 0,1 bis 0,3 mm, was die Drehung der Schraube erleichtert. Vierkantschrauben sind nicht genormt. Daher besteht bei diesen kein Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser des Gewindes und dem Gewindegang. Dennoch sollte der Gewindegang in Übereinstimmung mit dem Außendurchmesser des Gewindes sein.

 

2. Schrauben-Normen

Da Schrauben in der Industrie sehr oft verwendete Maschinenbauteile sind, werden sie in bestimmten Typen und Größen genormt. Daher werden heute in jedem Land Schrauben gemäß bestimmten Normen hergestellt. Die Normierung einer Schraube bedeutet, dass diese Schraube von jedem Hersteller in den gleichen Abmessungen hergestellt wird. Eine Schraube, die einer bestimmten Norm entspricht, wird als genormte Schraube bezeichnet.

Nicht-normierte Schrauben werden als spezielle Schrauben bezeichnet. Trotzdem werden auch die besonderen Schrauben ebenfalls nach normierten Formeln berechnet.

In allen Ländern der Welt werden Schrauben im Allgemeinen nach DIN-Normen hergestellt. Heute haben viele Länder gemeinsam eine internationale Standardisierungsorganisation, die ISO, gegründet, welche zahlreiche technische Standards einführt hat, darunter auch für den Standard für die metrische Schraube. Die Industrie in allen Ländern profitiert unmittelbar sowohl von den DIN- als auch von den ISO-Normen. Da jedoch sprachliche Probleme aufkommen, werden die DIN- und ISO-Normen in jedem Land in die Landessprache übersetzt und so verwendet. In der Türkei hat das Standardisierungsinstitut TSE gemäß den DIN-Normen die TS 61 Schraubennormen aufgestellt.

Die heute in der Weltindustrie verwendeten Schraubennormen lauten wie folgt:

 

1. Metrische Schraube für allgemeine Anwendungen TS61/DIN 13

2. Schraube mit metrischem Feingewinde TS61/8-4 DIN13

3. Whitworth-Schraube TS61/16 DIN11

4. Whitworth-Rohrschraube TS61/20 DIN259

5. Trapezschrauben TS 61/23 DIN103

6. Schrauben mit Sägegewinde TS 61 /30 DIN513

7 . Schrauben mit Rundgewinde TS61/32 DIN 405

 

Die Symbole für Schrauben und deren Bedeutung und Verwendungszwecke sind unten in der Tabelle angegeben.

 

Zeichen, Name, Bedeutung des Symbols, Verwendungszweck

M 16 metrische normale Schraube;  M zeigt an, dass es sich um eine metrische Schraube handelt, 16 zeigt an, dass der Durchmesser 16 mm beträgt.

Als Verbindungsschraube M 22x1,5 metrische Schraube mit Feingewinde. M zeigt an, dass es sich um eine metrische Schraube handelt, 22 zeigt an, dass der Durchmesser 22 mm beträgt, 1,5 zeigt den Gang an.

 

Wenn kleiner Gang und großer Durchmesser des Gewindezahnansatzes erwünscht ist, wird die 1 x 1/4 Whitworth-Schraube verwendet. 1 x 1/4 zeigt den Durchmesser der Schraube in Zoll an.

Die Verbindungsschraube R x 1/2 Whitworth-Rohrschraube, R-Rohrschraube, wird bei Verbindungen verwendet, bei denen der Rohrdurchmesser 1/2 des Schraubendurchmessers beträgt.

Tr 24 x 5 Trapez-Schraube: Tr bedeutet Trapez-Schraube, 24 zeigt den Durchmesser der Schraube in mm an, 5 zeigt den Gang der Schraube an.

Bewegungsschrauben, die in beiden Richtungen fest angezogen werden sollen: Sägegewinde-Schraube S 36 x 6, S zeigt an, dass es sich um ein Sägegewinde handelt, 36 zeigt den Durchmesser der Schraube an, 6 zeigt den Gang der Schraube an.

Wird bei Verbindungen verwendet, wo die Kraft auf eine Seite verlagert wird.

Rd 36 x ¼ Rundschraube, Rd zeigt an, dass es sich um eine Rundschraube handelt, 36 zeigt den Durchmesser der Schraube an, ¼ zeigt den Gang der Schraube in Zoll an. Wird in schnell verschmutzenden Bereichen wie Zügen und ähnlichen Verkehrsfahrzeugen verwendet.

 

2.1 Metrische Dreikantschrauben

Metrische Dreikantschrauben sind als metrische normale Schrauben und als Schrauben mit feinem Gewinde normiert. Bei Untersuchung des Querschnittes der metrischen Schraube wird ersichtlich, dass das die Gewinde hervorbringende Dreieck am Gewindeansatz einen Bogen aufweist, dessen Radius ein sechstel der theoretischen Dreieckshöhe beträgt. Dies wird als der Schaftbogen der Schraube bezeichnet. Der Schaftbogen ist dafür geschaffen, für den Fall einer Überbelastung die Zugfestigkeit der einzelnen Gewinde zu erhöhen. Metrische Schrauben werden aufgrund dieser Eigenschaft bei Verbindungen vorgezogen.

 

Schraubendurchmesser
d = D Gang
P Flankendurchmesser

d2 = D2 Durchmesser des Schaftbogens
d3 D1 Gewindetiefe
h3 H Bohrdurchmesser
3 0,5 2,675 2,387 2,459 0,307 0,271 2,5
4 0,7 3,545 3,141 3,242 0,429 0,271 3,4
5 0,8 4,48 4,019 4,134 0,491 0,433 4,25
6 1 5,35 4,773 4,917 0,613 0,541 5,1
8 1,25 7,188 6,466 6,647 0,767 0,677 6,8
10 1,5 9,026 8,16 8,376 0,92 0,812 8,5
12 1,75 10,863 9,853 10,106 1,074 0,947 10,2
14 2 12,701 11,402 11,688 1,226 1,825 11,9
16 2 14,701 13,546 13,835 1,227 1,083 13,6
20 2,5 18,376 13,933 17,294 1,534 1,353 17
24 3 22,051 20,319 20,752 1,84 1,624 20,4
30 3,5 27,727 25,706 26,211 2,147 1,894 25,5
36 4 33,402 31,93 31,67 2,454 2,165 30,6
42 4,5 39,077 36,479 37,129 2,76 2,436 35,7

2.1.1 Metrische Schrauben mit Feingewinde

Bei metrischen Schrauben mit Feingewinde werden auf einem relativ dicken Durchmesser kleingängige Gewinde geschnitten. Bei Schrauben mit Feingewinde sind die Spiralwinkel im Vergleich zu normalen Schrauben größer. Je kleiner der Spiralwinkel der Schraube wird, desto mehr steigert sich die Fähigkeit zur Selbstblockade, d.h. die Fähigkeit, auch bei Stößen und Erschütterungen fest angezogen zu bleiben. Deshalb lösen sich Schrauben mit Feingewinde bei Stößen nicht so leicht von selbst. Wo derartige Eigenschaften gefragt sind, werden Schrauben mit Feingewinde verwendet. Dass ist auch der Grund dafür, warum in der Automobil- und Flugzeugindustrie Schrauben mit Feingewinde eine so breite Verwendung finden.

2.2 Dreikantige Whitworth-Schrauben

Whitworth-Schrauben werden als normale Whitworth-Schrauben, als Whitworth-Schrauben mit Feingewinde und als Whitworth Rohrschrauben in 3 verschiedenen Normen und Maßen hergestellt. Bei Whitworth-Schrauben beträgt der Spitzenwinkel 55º. Bei Whitworth-Schrauben sind die Spitzen der dreikantigen Gewinde im Verhältnis zu 1/6 zur theoretischen Höhe des Dreiecks abgerundet. Auch die Schraubenmutter ist in der gleichen Form konzipiert. Zwischen den Gewinden der Schraubenmutter und der Schraube besteht theoretisch kein Hohlraum. Daher werden Whitworth-Schrauben als abdichtende Schrauben verwendet. Bei metrischen Schrauben entstehen zwischen den Gewinden der Schraubenmuttern und den Schrauben, wenn sie ineinander greifen, kleine Hohlräume an den Gewindeansätzen. Daher berühren die Gewinde sich nur an den Seitenwänden. Bei Whitworth-Schrauben dagegen berühren sich die Gewinde der Schraubenmuttern und Schrauben flächendeckend. Aufgrund dieser Eigenschaft werden bei Rohrverbindungen, wo Dichtung erforderlich ist, Whitworth-Schrauben verwendet. Metrische Schrauben hingegen finden nur als Verbindungsschrauben Verwendung.

 

Durchmesser in Zoll
d Außendurchmesser des Gewindes
d2 = D2 Durchmesser des Gewindeansatzes ( mm )
d1 = D1 Gang
P Gewindezahl
Z Bogen
r Gewindehöhe
H1 Querschnitt des Gewindeansatzes
MMxMM
1"/4 6,35 5,537 4,724 1,27 20 0,174 0,813 17,5
5"/16 7,938 7,034 6,131 1,411 18 0,194 0,904 29,5
3"/8 9,525 8,509 7,492 1,558 16 0,218 1,917 44,1
7"/16 11,119 9,951 8,769 1,814 14 0,249 1,162 60,7
1"/2 12,7 11,345 9,99 2,117 12 0,291 1,355 78,4
5"/8 15,876 14,397 12,918 2,309 11 0,317 1,497 131
3"/4 19,051 17,424 15,798 2,54 10 0,349 1,627 196
7"/8 22,226 20,419 18,611 2,822 9 0,388 1,807 272
1" 25,401 23,368 21,335 3,175 8 0,496 2,033 350
1" x 1"/8 28,578 26,253 23,929 3,629 7 0,498 2,324 450
1" x 1"/4 31,751 29,428 27,104 3,629 7 0,498 2,324 577
1" x 3"/8 34,926 32,215 29,,505 4,233 6 0,581 2,711 684
1" x 1"/2 38,101 35,391 32,68 4,233 6 0,581 2,711 839
1" x 5"/8 41,277 38,024 34,771 5,08 5 0,698 3,253 960
1" x 3"/4 44,452 41,199 37,946 5,08 5 0,698 3,253 1131
1" x 7"/8 47,627 44,012 40,398 5,645 4 x 1/2 0,775 3,614 1282
2" 50,822 47,187 43,573 5,645 4 x 1/2 0,755 3,614 1491

2.2.1 Rohrschrauben

Weitgehend ist die dreikantige Whitworth-Schraube als Rohrschraube bekannt. Weil sie nur für Rohrverbindungen entwickelt und genormt ist, wird sie als Rohrschraube bezeichnet. Der Gewindequerschnitt der Rohrschraube ist mit dem der normalen Schraube gleich. Bei Rohrschrauben ist aber der Gang der Gewindezähne kleiner als bei Schrauben mit normalem Gang. D.h. auf einem Zoll Schaftlänge befinden sich mehr Gewindezähne als bei der normalen Schraube. Eine weitere wichtige Eigenschaft von Rohrschrauben sind die im Verhältnis 1/16 kegelförmigen Gewindezähne.

 

Außendurchmesser in Zoll  
( mm ) Flankendurchmesser
( mm ) Durchmesser des Gewindeansatzes
( mm )
d1 = D1 Gang
( mm )
P Zahl der Gewindezähne
Z Tiefe der Gewindezähne
H1 Bogen
r
R 1/8 9,728 9,147 8,566 0,907 28 0,581 0,125
R 1/4 13,157 12,301 11,445 1,337 19 0,856 0,184
R 3/8 16,662 15,806 14,95 1,337 19 0,856 0,184
R 1/2 20,955 19,793 18,631 1,814 14 1,162 0,249
R 5/8 22,911 21,479 20,587 1,814 14 1,162 0,249
R 3/4 26,441 25,279 24,117 1,814 14 1,162 0,249
R 7/8 30,201 29,039 27,877 1,814 14 1,162 0,249
R 1 33,249 31,77 30,291 2,309 11 1,479 0,317
R 1x1/8 37,897 39,418 34,939 2,309 11 1,479 0,317
R 1x1/4 41,91 40,431 38,952 2,309 11 1,479 0,317
R 1x3/8 44,323 42,844 41,365 2,309 11 1,479 0,317
R 1x1/2 47,803 46,324 44,845 2,309 11 1,479 0,317
R 1x3/4 53,746 52,267 50,788 2,309 11 1,479 0,317
R 2 59,614 58,135 56,656 2,309 11 1,479 0,317
R 2x1/4 65,71 64,231 62,752 2,309 11 1,479 0,317
R 2x1/2 75,184 73,705 72,226 2,309 11 1,479 0,317
R 2x3/4 81,534 80,055 78,576 2,309 11 1,479 0,317
R 3 87,884 86,405 84,926 2,309 11 1,479 0,317
R 3x1/4 93,98 92,851 91,022 2,309 11 1,479 0,317
R 3x1/2 100,33 98,851 97,372 2,309 11 1,479 0,317
R 3 x1/4 106,68 105,201 103,722 2,309 11 1,479 0,317
R 4 113,03 111,551 110,072 2,309 11 1,479 0,317
R 4x1/2 125,73 124,251 122,772 2,309 11 1,479 0,317
R 5 138,43 136,951 135,472 2,309 11 1,479 0,317
R 5x1/2 151,13 149,651 148,172 2,309 11 1,479 0,317
R 6 163,83 162,351 160,872 2,309 11 1,479 0,317

2.3 Mehrgängige Schrauben

Wie auch schon der Name sagt, werden Schrauben mit mehreren Gängen als mehrgängige Schrauben bezeichnet. Wenn man eine eingängige und eine dreigängige Schraube vergleicht, wird ersichtlich, dass einer Umdrehung die dreigängige Schraube dreimal soviel fortschreitet als die eingängige Schraube.

Mehrgängige Schrauben werden in Bereichen verwendet, in welchen die Umdrehung gering, aber die Fortschreitung desto höher sein soll. Wellen von Schraubenpressen, Ventilschrauben, einige Arten von Schraubstockschrauben, Ziehapparate und die Bewegungsapparate von Kameras sind mehrgängige Schrauben. Die Gewindeprofile von Bewegungsschrauben werden rechteckig oder in trapezform konstruiert, wenn aber auch selten, kommt es vor, dass bei manchen anschlagenden Mechanismen (z.B. bei Greifwellen von Lokomotiven) mehrgängige Schrauben mit abgerundetem Profil verwendet werden. Aber Bewegungsschrauben, die in eine bestimmte Richtung eingetrieben werden, weisen Gewinde mit Sägezähnen auf.

 

2.4 Links-Schrauben

Wenn Schrauben in besonderen Fällen durch Rechtsdrehung gelöst werden oder wenn sie den Block, den sie halten, nach links bewegen müssen, werden sie mit Linksgewinde konstruiert. Die Pedalschrauben von Fahrrädern, die linken Befestigungsschrauben bei Schleifsteinen, eine Gänge bei beidseitig-spannbaren Schraubstöcken, eine von beidseitig spannbaren Schraubenmuttern werden als Linksschrauben konstruiert. Bei Links-Schrauben wird an eine gut sichtbare Stelle das Zeichen LH als Bezeichnung angebracht. Bei Links-Schraubenmuttern befindet sich an den Kanten jeweils eine kreisförmige Hinderung.

 

Linksgewinde-Schrauben werden durch eine Linksdrehung angezogen, Rechts-Schrauben werden dagegen durch eine Rechtsdrehung angezogen. Um festzustellen, ob es sich bei einer Schraube um eine Rechts- oder Links-Schraube handelt, wird die Achse der Schraube rechtwinklig zur Erdachse gehalten. Wenn dann das Gewinde nach rechts aufsteigt, handelt es sich um eine Rechts-Schraube, wenn das Gewinde nach links aufsteigt, ist es eine Schraube mit Linksgewinde.

 

3. BOLZEN UND SCHRAUBENMUTTERN

 

3.1. BOLZEN

 

Schrauben, welche Maschinenteile oder eine Maschine mit einer anderen Maschine bzw. mit einem Fundament verbinden und die mit einem bestimmten Werkzeug angezogen und abgeschraubt werden, werden als Bolzen Bezeichnet; die, die mit einem Schraubenzieher angezogen und abgeschraubt werden, werden als Schraube bezeichnet. Wenn Bolzen mit dem Schraubenmutternwerkzeug angezogen werden, ermöglichen sie eine viel größere Anzugskraft als Schrauben. Auch von den Dimensionen her sind Bolzen größer als Schrauben. Bolzen werden meistens mit Schraubenmuttern angezogen. Schrauben werden dagegen meistens auf einem Rumpf angezogen. Bolzen und Schrauben können auch per Hand gefertigt werden. Aber der Bedarf der Industrie wäre damit nicht zu decken. Außerdem würden die Kosten für handgefertigte Schrauben durch den Arbeits- und Materialaufwand sehr hoch ausfallen. Daher werden Bolzen und Schrauben, ohne dass Späne aus dem Material entfallen, mit speziellen Maschinen automatisch hergestellt. Zu diesem Zwecke sind besondere Maschinen konstruiert worden, welche tausende von Schrauben in der Stunde herstellen können.

Nicht alle Bolzen finden unter den gleichen Bedingungen Verwendung. Manche werden in sehr kalten, manche in sehr warmen Umgebungen verwendet. Daher müssen bei der Herstellung von Bolzen je nach der Verwendungsumgebung technische und wetterbedingte Umstände berücksichtigt werden.

 

3.1.1 Bolzen und Schrauben nach den Kopfformen

3.1.1.1 Bolzen mit Sechskant-Kopf

Bolzen mit Sechskant-Kopf sind die in der Maschinenindustrie am häufigsten verwendeten Verbindungselemente. Je nach den Erfordernissen werden die Bolzen mit normalem Gewinde oder mit Feingewinde hergestellt. Der Schaft des Bolzens wird je nach der Verwendungsumgebung bestimmt. Und je nach dem Verwendungszweck werden die Bolzen mit genügend Gewindeanteil oder zur Gänze mit Gewinde ausgestattet. Auf keinem Fall darf das Bolzengewinde im Nachhinein mit einem Gewindeschneider verlängert werden. Denn da Bolzengewinde mit automatischen Maschinen eingeschnitten sind, wird der Gewindeansatz mit dem Schraubenmuttergewinde nicht genau übereinstimmen. Daher bricht der Gewindeschneider beim einschneiden der Gewinde ab. Und mit einem Bolzen, dessen Gewindezähne abgebrochen sind, kann keine sichere Verbindung hergestellt werden.

 

3.1.1.2 Zylinderkopf-Bolzen mit Innensechskant

Wenn sich der fest angezogene Bolzenkopf an einem zu engen Platz befindet oder wenn der Bolzenkopf nicht herausragen soll, werden Zylinderkopf-Bolzen mit Innensechskant oder je nach dem Innensechkantschrauben, die die kleinere Form der Bolzen sind, verwendet.

3.1.1.3 Senkkopf-Bolzen mit Innensechskant

Senkkopf-Bolzen mit Innensechskant haben im Vergleich zu Zylinderkopf-Bolzen dünnere Köpfe. Wenn bei Verbindungen von dünneren Materialien der Bolzenkopf nicht herausragen soll, werden Senkkopf-Bolzen verwendet. Die Senkung am Bolzenkopf ermöglicht auch einen Anzug in der Senkungsmitte.

3.1.1.4 Zylinderkopf-Schlitzschrauben

Schrauben mit einem Schraubenzieherschlitz am Kopf werden bei Verbindungen verwendet, bei denen die Schraube mit einem Schraubenzieher angezogen und gelöst werden kann. Maschinenteile in Blechdicke werden mit zylindrischen Schrauben, dickere Teile mit Senkkopf- oder Linsenschrauben verbunden.

 

3.1.1.5 Kreuzschlitzschrauben

Kreuzschlitzschrauben lassen sich fester anziehen als vergleichbar große Schrauben mit Schraubenzieherschlitz. Die wichtigste Eigenschaft von Kreuzschlitzschrauben sind die Schlitze, die beim anziehen und lösen nicht beschädigt werden. Da die Anziehkraft durch die kreuzartige Form des Schlitzes in vier geteilt wird, wird einerseits die Anziehkraft größer, andererseits werden die Schlitze nicht beschädigt. Kreuzschraubenzieher werden im Allgemeinen bei kleineren Schrauben eingesetzt.

 

3.1.2 Schrauben nach den Formen ihres Schaftes

3.1.2.1 Stiftschrauben (kopflose Schrauben)

Bei Stiftschrauben handelt es sich um Schrauben, die an beiden Enden ein Gewinde haben. Bei oft an- und abmontierten Verbindungen werden Stiftschrauben verwendet. Die Stiftschraube wird an der einen Seite am Maschinenrumpf sehr fest angezogen. Nachdem das anzubringende Teil montiert ist, wird es mit den an die Stiftschrauben anzubringenden Schraubenmuttern an den Rumpf sehr fest angezogen. Wenn die anmontierten Teile wieder abgenommen werden sollen, werden die Schraubenmuttern gelöst. Die Stiftschrauben bleiben angebracht. Auf diese Weise wird die Beschädigung von Schrauben, die am Maschinenrumpf angebracht sind, verhindert.

 

3.1.2.2 Dehnbolzen

Durch Dehnbolzen werden eventuelle physische Veränderungen zu vermieden, die durch in Achsenrichtung einwirkende Kräfte hervorgerufen werden können. Bei Dehnbolzen kann der Außendurchmesser sich um 10% des Durchmessers am Gewindeansatz verringert werden. Durch die auf den Bolzen einwirkenden Kräfte kann sich der Bolzen am verdünnten Abschnitt etwas dehnen. Wenn die Kraft wieder aufgehoben wird, nimmt der Bolzen die vorherige Form an. Dies geschieht durch die Dehnung des Bolzenmaterials. Es bedarf keiner weiteren Sicherheitsmaßnahme gegen die Selbstlösung von Dehnbolzen. Um dieses Problem zu beheben genügt es, dass sie sehr fest angezogen und dehnbar sind.

 

3.1.2.3 Bolzen mit anpassungsfähigem Schaft

Manche Maschinenteile, die große Momente übertragen, werden mit speziellen, anpassungsfähigen, geschliffenen Bolzen verbunden. Außerdem werden die Löcher, durch die diese Bolzen geführt werden, etwas angeschliffen. Wenn Bauteile, die große Kräfte übertragen, nicht auf sensible Weise balkenförmig verbunden werden, wird während des Betriebes auf die Bolzen eine plötzliche Reiskraft ausgeübt. Bolzen, die jedesmal solchen plötzlichen Reiskräften ausgesetzt werden, sind dann auch kurzlebig. Unerwartet reisen sie ab, und das betriebene System fällt aus.

 

3.1.3 Zugfestigkeit von Bolzen

Um die Sicherheit der Verbindungen mit Bolzen zu gewährleisten muss vor allem das Material des Bolzens widerstandsfähig sein. Um Überdrehungen bei fest angezogenen Bolzen zu verhindern und um das Abbrechen des Gewindes zu vermeiden sollte das Material widerstandsfähig sein. Daneben müssen die Gewinde des Bolzens in das Gewinde der Schraubenmutter gut greifen. Wenn der Bolzen an einen Rumpf geschraubt wird, sollte das Gewinde mindestens soviel wie bei der Schraubenmutter eingeschraubt werden. Deshalb wird bei der Berechnung der Dicke der Schraubenmutter der Außendurchmesser des Bolzengewindes mit 0,8 multipliziert.

 

3.2 Schraubenmuttern

Die Schraubenmutter ist ein Teil des Bolzens. Durch die Schraubenmutter werden Maschinenteile fest angezogen. Schraubenmuttern werden entsprechend dem Bolzen hergestellt, mit dem sie zusammen verwendet werden. Jedoch können sie je nach Verwendungszweck verschiedene Gewindeformen haben. Bei Verbindungen mit Bolzen wird die Anziehkraft durch den Bolzenkopf und die Schraubenmutter auf die zu verbindenden Teile übertragen. Je fester die Schraubenmutter angezogen wird, versucht auch der Bolzen sich am Gewindeansatz zu verlängern. Gleichzeitig wird auf das Gewinde der Schraubenmutter eine Abschürfkraft ausgeübt. Das Gewinde der auf der Maschinenfläche aufsitzenden Schraubenmutter hat einer größeren Kraft standzuhalten. Zum letzten Zahn des Gewindes hin nimmt diese Kraft ab. Dies zeigt, dass die ersten Gewindezähne der Schraubenmutter stärker belastet werden. Dass die ersten Gewindezähne von oft an- und abmontierten Schraubenmuttern abgeschürft werden, deutet auf diesen Umstand.

 

3.2.1 Typen von Schraubenmuttern

3.2.1.1 Sechskant-Schraubenmuttern

Für Schraubenmuttern kann in der Regel ein etwas weniger widerstandsfähiges Material ausgewählt werden, als für den Bolzen. Wie auf den Bolzen, ist auch auf den Schraubenmuttern der Zugfestigkeitswert angegeben.

3.2.1.2 Kuppelförmige Schraubenmuttern

Die eine Seite einer kuppelförmigen Schraubenmutter ist ungeöffnet und hat die Form einer Kuppel. Bei dieser Form wird das ausstehende Ende des Bolzens vor Einschlägen geschützt und gleichzeitig erhält man dadurch auch ein schöneres Aussehen.

 

3.2.1.3 Rändel-Schraubenmuttern

Wenn Schraubenmuttern oft und per Hand an- und abgenommen werden müssen, werden Rändel-Schraubenmuttern eingesetzt, so z.B. bei Pressformen und -geräten.

 

3.2.1.4 Reduzierende (Durchmesser verringernde) Schraubenmuttern

Reduzierende Schraubenmuttern werden dazu konzipiert, Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern aneinander anzupassen. Das Rohr mit dem größeren Durchmesser wird an die verzahnte Seite der Schraubenmutter, und das Rohr mit dem kleineren Durchmesser wird mit der anderen Seite der Schraubenmutter verbunden.

 

3.2.1.5 Gekerbte Schraubenmuttern

Wenn eine Bolzenverbindung mit einem gefederten Sicherungsstift abgesichert werden soll, wird dazu eine gekerbte Schraubenmutter verwendet. Nachdem die Schraubenmutter fest angezogen ist, wird der Sicherungsstift eingesteckt und die herausragenden Enden nach außen umgebogen, womit dann die Verbindung fertiggestellt ist.

 

3.2.1.6 Flügelmuttern

Um Pressformen oder ähnliche Geräte mit der Hand praktisch an- und abzuschrauben werden Flügelmuttern konzipiert. Flügelmuttern sollten nur per Hand an- und abgeschraubt werden, auf keine Weise sollten Zangen oder ähnliche Werkzeuge dazu verwendet werden.

 

4. Bolzengewinde Schneiden

Wie schon bekannt, wird für einen Bolzen ein inneres Gewinde (= Schraubenmutter), und ein äußeres Gewinde (= Bolzen) geschnitten. Die Innengewinde, d.h. die Schraubenmuttern werden mit dem Gewindebohrer, die Außengewinde, d.h. die Bolzen, mit dem Schneideisen geschnitten oder seriell mit der Maschine hergestellt.

 

4.1 Gewindebohrer

Gewindebohrer werden aus Hochleistungs-Schnellschnitt-Stahl (HSS) hergestellt. Die Gewindezähne eines Gewindebohrers werden gemäß dem Nullprofil des bezüglichen Bolzens geschliffen. Um eine gute Scheideleistung zu vollbringen wird genügend Hohlraum für Späne ausgelassen und für die Bohrung der ideale Winkel berechnet. Um die Bohrung und Spanausführung von Gewindebohrern zu gewährleisten sind die Spanhohlräume eben und spiralförmig. Wenn die Hohlräume für Späne spiralförmig sind, spricht man von spiralförmigen Gewindebohrern. Die Spankanäle erleichtern zugleich die Ölung und unterstützen damit den Bohrvorgang. Mit Hand-Gewindebohrern wird per Hand, mit maschinellen Gewindebohrern mit der Maschine gebohrt (so z.B. Bohrmaschine, Drehbänke und automatische Drehbankmaschinen).

 

4.1.1 Hand-Gewindebohrer

Hand-Gewindebohrer werden im Allgemeinen als Satz mit drei Gewindebohrern hergestellt. Hand-Gewindebohrer werden für weichere Materialien mit drei Kanälen, für härtere Materialien wie Stahl mit vier Kanälen konstruiert. Bei einem Gewindebohrer wird das Gewinde durch die Gewindezähne gebohrt, die sich an der kegelförmigen Spitze befinden. Die auf den kegelförmigen Teil folgenden Gewindezähne schmiegen sich in die Schraubenmutter ein und verhelfen zum geradachsigem fortschreiten der Bohrung.

 

4.1.2 Maschinelle-Gewindebohrer

Maschinelle Gewindebohrer sind anders als die Hand-Gewindebohrer konzipiert und bestehen nur aus einem einzigen Teil. Sie unterscheiden sich in spiralförmige und gerade Gewindebohrer. Der Gewindebohrer mit geradem Kanal ist für Bohrungen der ganzen Länge nach, und der spiralförmige Gewindebohrer für Gewinde mit nur einer offenen Seite vorgesehen. Bei spiralförmigen Gewindebohrern verhelfen die Kanäle dazu, dass der Span ohne anzustauen hinausbefördert wird.

 

4.1.3 Gewinde Schneiden

4.1.3.1 Die Vorbereitung des Arbeitsganges

Ein Werkstück, in das ein Gewinde geschnitten werden soll, muss vor allem für solch einen Arbeitsgang geeignet sein. Bei der Vorbereitung des Arbeitsganges hat die richtige Bohrung und die anschließende Öffnung einer Vertiefung von 90 Grad eine große Bedeutung. Die Bohrung wird gemäß dem Durchmesser am Gewindeansatz des Bolzens durchgeführt. Bei einem Bolzen ist der theoretische Durchmesser am Gewindeansatz gleich dem Durchmesser am Gewindeansatz des Nullprofils dieses Bolzens. Bei allen Innengewinden ist der tatsächliche Gewindeansatz-Durchmesser immer größer als der theoretische Gewindeansatz-Durchmesser. Wenn sie gleich wären, würde der Gewindebohrer sich festsetzen und brechen. Daher wird bei der Herstellung von Innengewinden nicht der Gewindeansatz-Durchmesser, sondern der etwas größere Durchmesser (als Bohrdurchmesser bekannt) berücksichtigt. Der Bohrdurchmesser einer Schraube ist in der Praxis durch die Multiplikation des Gewinde-Außendurchmessers mit 0,85 oder durch die Abstrahierung des Ganges vom Gewinde-Außendurchmesser zu berechnen.

Wenn in einen Kanal der ganzen Länge nach ein Gewinde geschnitten werden soll, muss an beide enden des Kanals eine Vertiefung von 90 Grad geöffnet werden. Die Vertiefung erleichtert einerseits das Fassen des Gewindebohrers, andererseits verhindert es den Anstau von Span am Gewindehals. Wenn in ein dickes Material ein Gewinde geschnitten werden soll und das Material ganz durchgebohrt werden muss, ist es nicht erforderlich, das Gewinde die ganze Bohrlänge hindurch zu schneiden. Denn der Gewindebohrer ist ein erheblich teures Werkzeug. Eine Verwendung aufs Geratewohl würde die Abnutzung zur Folge haben. Unnötige Gewinde zu schneiden erhöht zum anderen den Arbeitsaufwand. Daher solle das Gewinde nur so lang wie der zu verwendende Bolzen sein. Das zu schneidende Gewinde sollte ungefähr das 1,5 Fache des Bolzendurchmessers betragen und den gleichen Durchmesser wie der Gewinde-Außendurchmesser des Bolzens haben. Wenn in einen Kanal mit einseitiger Öffnung ein Gewinde geschnitten werden soll, muss dieser Kanal genügend Tief sein.

 

4.1.3.2 Gewindeschneiden per Hand

Wenn per Hand Gewinde geschnitten werden, muss vor allem der Gewindeschneider-Dreharm gut ausgewählt werden. Die Fassung des Dreharms muss dem Gewindebohrer passen und darf nicht defekt sein. Die am meisten verwendeten Dreharme für Gewindeschneider sind in der Abbildung zu sehen. Der Gewindeschneide-Dreharm mit drei Öffnungen ist für kleine Gewindebohrer nicht geeignet. Denn eine Seite des Dreharmes ist länger, die andere kürzer. Wenn nicht vorsichtig genug verfahren wird, kann der Gewindebohrer abbrechen. Die gelochten Stellen der Gewindeschneider-Dreharme müssen verhärtet sein. Sonst breiten sich diese Öffnungen aus und der Dreharm ist dann nicht mehr zu verwenden.

 

4.1.3.3 Die Reihenfolge der Arbeitsschritte beim Gewindeschneiden per Hand

 

1. Der Gewindebohrer wird parallel zur Achse des Lochs angesetzt. Durch langsames Drehen wird eine Mulde erzeugt. Während dieses Arbeitsschrittes sollte darauf geachtet werden, dass der Locheingang nicht ausgeweitet wird. 

2. Nachdem der Gewindebohrer ungefähr drei oder vier Gewindezähne lang eingedrungen ist, wird die Drehung mit beiden Händen durchgeführt und somit der Arbeitsvorgang mit dem ersten Gewindebohrer beendet.

3. Mit den zweiten und dritten Gewindebohrern wird ebenso verfahren.

Während des Gewindeschneidens wird der Gewindebohrer ab und zu etwas zurückgedreht, dadurch werden die Späne zerbrochen. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Späne im Gewindebohrkanal sich anstauen. Mit abgenutzten Gewindebohrern kann kein gutes und sauberes Gewinde herausgeschnitten werden. Des weiteren besteht auch die Gefahr, dass der Gewindebohrer dann abbricht. Aus diesem Grunde sollten abgenutzte Gewindebohrer erst nach dem Schleifen wieder verwendet werden. Anderenfalls wird beim Gewindeschneiden mit abgenutzten Gewindebohrern eine größere Drehkraft erforderlich sein. Der mit zu viel Kraft gedrehte Gewindebohrer kann plötzlich abbrechen. Einen im Bohrloch abgebrochenen Gewindebohrer herauszubringen ist eine sehr schwierige Angelegenheit. Außerdem kann dabei das Werkstück völlig zerstört werden. Um mit solch einem Problem nicht konfrontiert zu werden, sollte man am besten mit einem abgenutzten Gewindebohrer erst gar nicht arbeiten. Wenn nicht die Gefahr besteht, dass die Bohrspäne sich um den Gewindebohrer anstauen, sollte man den die Bohrung durchführen ohne den Gewindebohrer zurückzuziehen. Denn die kantigen Enden der Gewinde könnten beim Zurückziehen abbrechen.

4.1.3.4 Das Entfernen eines abgebrochenen Gewindebohrers

Beim Gewindeschneiden mit dem Gewindebohrer kann eine kleine Unvorsichtigkeit zum Abbrechen des Gewindebohrers führen. In solchen Fällen versucht man das abgebrochene Teil aus dem Bohrloch zu entfernen und das Werkstück zu retten. Denn das bearbeitete Werkstück ist meistens durch einen großen Arbeitsaufwand entstanden und kann deshalb nicht so leicht dem Schrott übergeben werden. Um abgebrochene Teile aus dem Bohrloch zu entfernen werden zu erst kleine Teilchen mit einem spitzen Gegenstand bewegt und herausgerüttelt, danach wird (je nach der Stiftzahl des Gewindebohrers) ein Drei- oder Vierstift-Bohrer gewählt. Ein Lochschraubwerkzeug für den Gewindebohrer wird genommen. Die Stifte des Werkzeugs werden in den Kanal des Gewindebohrers eingeführt. Der Gewindebohrer wird in die entgegengesetzte Richtung gedreht und entfernt.

 

4.1.3.5 Beim Gewindeschneiden zu beachtende Punkte

1. Die Gewindeansatzdurchmesser bei Schraubenmuttern, die bei Dampf und Gase nicht durchlassenden Verbindungen verwendet werden sollen, müssen etwas breiter als ihre wirklichen Werte gebohrt werden. Diese Regel gilt für normale Gewinde, metrische Feingewinde und für Whitworth-Schrauben. 

2. Auf die richtige Wahl des Bohrers, durch den der Gewindeansatzdurchmesser bestimmt werden soll, muss geachtet werden. 

3. Wenn bei grauen Gusswerkstücken der Gewindeansatzdurchmesser zu breit gebohrt wird, reduziert sich die Tragfähigkeit des Bolzens. Denn beim Gewindeschneiden in graues Gussmaterial übt der Gewindebohrer Reibungskraft aus und breitet das Gewinde etwas aus. Dieser Umstand führt zur Schwächung des Gewindes.

4. An beiden Enden des zu schneidenden Kanals werden mit 90gradigem Winkel Mulden eingebohrt. Der Durchmesser der Mulde beträgt 2 mm mehr als der Gewindeansatzdurchmesser.

5. Die kegelförmige Spitze des Gewindebohrers sollte je nach der Härte des Materials in angemessenen Werten ausgewählt werden. Für harte Materialien sollte die Kegellänge grösser sein, d.h. der Kegelwinkel sollte höchstens 5 Grad betragen.

6. Der Spanwinkel des Gewindebohrers sollte dem Material der Schraubenmuttern angemessen sein. Bei Materialien aus Stahl sollten Gewindebohrer für weichere Materialien nicht verwendet werden. Sonst brechen die Spitzen der Schneidezähne allzuleicht.

7. Für grauen Gussmaterialien sollten durch Nitruration verhärtete spezielle Gewindebohrer angefertigt werden. Wenn an einer großen Zahl von grauen Gussmaterialien Gewinde geschnitten werden sollen, ist es von Vorteil, derartige Gewindebohrer zu vorzuziehen. Denn Gussmaterialien führen bei Gewindebohrern allzuschnell zu Abnutzung.

8. Beim Gewindeschneiden sollte darauf geachtet werden, dass der Gewindebohrer aus Hochleistungs-Schnellschnitt-Stahl (HSS) hergestellt ist und die Gewindezähne geschliffen sind.

9. Wenn in ein Bohrloch mit einem offenen Ende ein Gewinde geschnitten werden soll, muss die Tiefe des Bohrlochs Bolzenlänge + 0,7 x d betragen.

10. Der Gewindebohrer sollte genau auf der Achse des Bohrlochs eingemuldet werden. Dazu muss die Rechtwinkligkeit des Bohrlochs am Anfang von einigen Seiten mit dem Winkelmesser kontrolliert werden.    

11. Der auf den Gewindebohrerarm ausgeübte Druck sollte auf beiden Seiten gleich sein. Sonst fräst sich der Gewindebohrer schief ein.

12. Wenn der Gewindebohrer sich eine Bahn einläuft, d.h. wenn er ein paar Gewinde fortschreitet, ist kein axialer Druck mehr nötig. Vorsichtiges Drehen genügt.

13. Wenn die Schneidezähne am Kegelteil des Gewindebohrers stumpf sind, kommt kein guter Schnitt zu Stande. Der Gewindebohrer tut sich schwer. Die Zähne am Schaft des Gewindebohrers klemmen ein. Daher sollten stumpfe Gewindebohrer neu geschliffen werden.

14. Nachdem der zweite und dritte Gewindebohrer mit der Hand etwas eingetrieben werden, sollte der Gewindebohrerarm angeschlossen werden. Sonst kann der Gewindebohrer das Gewinde falsch fassen.

15. Die Gewindebohrer werden der Nummer nach verwendet. D.h. zu erst wird Gewindebohrer eins, dann zwei, zuletzt der Gewindebohrer drei verwendet.

16. Wenn es nicht unbedingt erforderlich ist, sollte nicht zurückgedreht werden um Späne herauszubefördern. Denn die Gewindespitzen des Gewindebohrers werden bei umgekehrter Umdrehung zu stark belastet und brechen ab.

17. Für Werkstücke aus Stahl sind Gewindebohrer mit vier, für nicht so harte Materialien Gewindebohrer mit drei Kanälen und großem Spanwinkel konstruiert. Es sollte darauf geachtet werden, dass nicht aus versehen bei Werkstücken aus Stahl drei-Kanal-Gewindebohrer angewendet werden.

18. Das Loch des Gewindebohrerarms sollte nicht defekt oder ausgeweitet sein. Dieser sollte ein einstellbarer Dreharm oder ein Universalarm sein.

19. Die Späne in Bohrlöchern mit einem offenen Ende sollten etwas gereinigt werden. Sonst wird das geschnittene Gewinde die erforderliche Tiefe nicht haben.

20. Wenn in grobkernige und leicht zerbrechliche Metalle wie Gusseisen, Roheisen, Messing und Magnesium Gewinde geschnitten werden soll, darf kein Schmieröl verwendet werden. Bei den restlichen Materialien sollte beim Gewindeschneiden unbedingt Schmieröl verwendet werden. Das Öl erleichtert das Schneiden des Gewindebohrers. Verhindert die Abstumpfung. Ermöglicht eine glatte Gewindeoberfläche.

4.2 Gewindeschneiden mit dem Schneideeisen

 

4.2.1 Die Schneideeisen

 

Schneideeisensätze unterscheiden sich von Gewindebohrern. Bei der Herstellung einer Schraubenmutter per Hand werden drei Gewindebohrer verwendet, dagegen wird bei der Herstellung eines Bolzens nur ein Schneideisen verwendet. Wie die Gewindebohrer werden auch die Schneideisen aus Hochleistungs-Schnellschnitt-Stahl (HSS) und aus hochwertigem Hochleistungs-Schnellschnitt-Stahl (HSSE) hergestellt. Die aus hochwertigem Stahl (Emo5V3) erzeugten Schneideeisen werden bei legierten und rostfreien und säurebeständigen Stählen eingesetzt.

Die Zahl der Schneidezähne hängt von der Größe des Schneideeisens ab und kann zwischen 3 und 6 variieren. Die Spanwinkel an den Spitzen entstehen durch den Bogen des Spanholraums, d.h. der Bogendurchmesser des Spanhohlraums bildet zugleich auch den Spanwinkel.

Der Einschlag an der Spitze des Schneideeisens ermöglicht das Greifen in das Werkstück. Dieser Schneidewinkel beträgt bei Stahl 60 Grad, bei den weniger härteren Metallen beträgt es 90 Grad. Hieraus wird ersichtlich, dass mit dem für Messing vorgesehenen Schneideeisen keine Gewinde in Stahl geschnitten werden können. Dass solch ein Fehler nicht begangen wird, bringen die Herstellerfirmen von Schneideeisen auf die für Messing vorgesehenen Schneideeisen das Zeichen von Messing (Ms) an.

Schneideeisen werden in drei Typen (geschlossene, schartige und offene) hergestellt. Mit geschlossenen Schneideeisen werden Bolzen mit konstantem Durchmesser geschnitten. Schartige Schneideisen können bei Bedarf an der Scharte abgeschnitten und somit zu einem einstellbaren Schneideisen umgewandelt werden. Bei offenen Schneideisen können die Bolzendurchmesser eingestellt werden. Wenn der an das offene Ende ansetzende Bolzen angezogen wird, breitet sich das Schneideisen aus und erweitert den zu öffnenden Durchmesser etwas. Bei dieser Einstellung entsteht roher Span. Beim zweiten Schneiden nach der Lockerung erhält der Bolzen seine saubere und genaue Form. Daher wird dies als einstellbares Schneideisen bezeichnet.

 

4.2.2 Schneideisenhalter

Wie in der Abbildung zu sehen ist, werden Schneideisen an einen Schneideisenhalter montiert und so verwendet. Die Schneideisenhalter bestehen aus Rumpf und Dreharmen. Der Rumpf und die Dreharme eines idealen Schneideisenhalters sollten aus Stahl gefertigt und sauber bearbeitet sein. Die Dreharme sollten genau in der Achse des Rumpfes sein. Sonst wird die Handhabung beim Gewindeschneiden erschwert. Die Armlänge des Schneideisenhalters sollte je nach der Größe des Schneideisenhalters gewählt werden. Daher sind verschiedenlange Dreharme für Schneideisen vorhanden.

 

4.2.3 Die Vorbereitung des Werkstückes auf das Außengewindeschneiden

Bei der Vorbereitung des Werkstückes auf das Schneiden des Außengewindes müssen zwei Aspekte beachtet werden. Der erste Aspekt ist der Durchmesse, der zweite ist die an das Werkstück anzubringende Fase. Wie bei der Herstellung von Schraubenmuttern der Gewindeansatz-Durchmesser etwas größer schnitten wird, wird auch beim Außengewindeschneiden der Durchmesser etwas kleiner bemessen. So werden die Gewindeansätze des Schneideisens vom Gewinde-Außendurchmesser des Bolzens keine Späne abheben und die Oberfläche des Außendurchmessers fein ausgearbeitet. So wird der Bruchgefahr des Schneideisens vorgebeugt. Im Endeffekt erhält man einen sauber ausgearbeiteten Bolzen.

Der zweite wichtige Aspekt bei der Vorbereitung auf das Gewindeschneiden ist das Anbringen einer 60-gradigen Fase am Werkstück. Wenn an die Spitze des Bolzens eine falsche Fase angebracht wird, wird das Greifen des Schneideisens erschwert.

 

4.2.4 Das Schneiden des Außengewindes

Schneideisen werden wie die Gewindebohrer am Anfang mit axialem Druck langsam gedreht, bis sie einfassen. Nachdem zwei Gewindezähne gefasst haben, wird normal gedreht und das Gewindeschneiden fortgesetzt. Wie bei den Gewindebohrern sollte man nicht zurückdrehen, wenn es nicht unbedingt erforderlich ist. Sonst können die Gewindezähne des Schneideisens abbrechen.

 

4.2.5 Worauf man beim Schneiden von Außengewinde achten sollte

 

1. Wenn der Gang des zu schneidenden Gewindes kleiner als 2 mm ist, wird ein normales Schneideisen bevorzugt. Wenn der Gang größer als 2 mm ist, sollte ein offenes, d.h. ein verstellbares Schneideisen gewählt werden.

2. Das Schneideisen sollte scharfkantig sein. Sonst fällt das Bolzengewinde fehlerhaft aus.

3. Es sollte ein dem Werkstückmaterial angemessenes Schneideisen ausgewählt werden.

4. Bevor das Schneideisen an den Schneideisenhalter angebracht wird, sollte es gründlich gesäubert werden.

5. Beim Gewindeschneiden sollte man besonders darauf achten, dass das Schneideisen nicht mit einer Neigung in das Werkstück eingreift.

6. Auf beide Arme des Schneideisenhalters sollte die gleiche Kraft ausgeübt werden. Sonst biegt sich das Schneideisen und der Rand des Gewindes wird beschädigt.

7. Das Schneideisen sollte dann immer in die gleiche Richtung gedreht und somit der Schneidevorgang beendet werden.

8. Beim Gewindeschneiden sollte unbedingt Schneideöl verwendet werden.
9. Bei grobkernigen Materialien wie grauem Gusseisen, Messing und Magnesium wird beim Gewindeschneiden kein Schneideöl verwendet. Sonst vermengt sich der aus dem Werkstück austretende Staub mit dem Öl und es entsteht eine zähflüssige Masse. Und dies führt zum vorzeitigen Abstumpfen des Schneideisens und Gewindebohrers.

 

5. Gewindeschneiden mit der Drehbank

 

5.1 Gerade Gewinde schneiden mit der Drehbank

 

Die Gewindetabellen für Drehbänke erlauben es, in metrischen Abmessungen oder in Zoll und mit vielfältigen Gängen Gewinde zu schneiden. Die Drehbewegung des Werkstückes wird über das Gewinde der Werkstückwelle  auf das Gewinde auf der Hauptwelle übertragen. Daher wird das Gewinde der Werkzeugwelle als drehendes Gewinde bezeichnet.

5.2 Linksgewinde schneiden mit der Drehbank

 

Wie schon bekannt, handelt es sich um einen Linksbolzen, wenn die Spiralwelle nach links aufsteigt. Zwischen dem Rechts- und Linksgewinde besteht der einzige Unterschied in der Richtung der Spiralwelle. Die anderen Abmessungen sind gleich. Aber das Scheiden eines Rechtsgewindes fällt auf der Drehbank leichter. Denn beim Schneiden eines Rechtsgewindes besteht am Kopfbereich, wo der Stift in das Werkstück eindringt, mehr Freiraum, gleichzeitig geht der Stift in die Gewindekerbe ein. Bei Linksgewinden bewegt sich der Stift aber von der Gewindekerbe nach rechts. Da dieser Bereich bei Bolzen sehr eng ist, dringt der Stift bei jedem Übergehen nicht so leicht in das Werkstück ein.

 

5.3 Schneiden von langen Gewinden mit der Drehbank

 

Wenn auf der Drehbank auf lange Schäfte Gewinde geschnitten werden sollen, dehnt sich der Schaft beim Eingreifen des Schneidestifts. Der Stift hebt an den Enden in normaler Menge Span, aber gegen die Mitte des Werkstücks hin hebt der Stift, bedingt durch die Dehnung, keinen Span mehr. Wenn man dann das Werkstück einige Male so übergeht, ohne dies zu bemerken, bleibt das Werkstück im Stift stecken. Der Stift bricht oder das Werkstück biegt sich. Um mit solch einer Situation nicht konfrontiert zu werden, wird Welle mit einer auf einen Schlitten befestigten Gewindeschneide geschnitten.

 

5.4 Schneiden von Flankengewinden

Beim Schneiden von Flankengewinden bewegt sich der Quersupport des Schlittens je nach dem Gewindegang fort. Der Support erhält diese Bewegung von der Hauptwelle. Beim Schleifen von Stiften für die Flankengewinde sollte auf die Einhaltung der Hohlraumwinkel geachtet werden. Denn da die Gewindezähne eine Spiralform bilden, kann sich die Unterseite des Stiftes an die Gewindeflanken reiben.

Anhang 1

Größe
Ww Gewinde
Form
Type Major
Diameter
mm
d=D Winkel
mm
p Gewinde
je

Zoll

tpi Pitch
Diameter
mm
d2=D2 Minor
Diameter
Male Thd.
d3 Gewinde
Höhe
H1 Tap
Bohrung
Diameter
mm

1/16" BSW 1.587 0.423 60 1.315 1.050 0.270 1.15
3/32" BSW 2.381 0.529 48 2.041 1.703 0.338 1.90
1/8" BSW 3.175 0.635 40 2.768 2.362 0.406 2.50
5/32" BSW 3.969 0.793 32 3.459 2.952 0.507 3.20
3/16" BSW 4.762 1.058 24 4.084 3.407 0.677 3.70
7/32" BSW 5.556 1.058 24 4.878 4.201 0.677 4.50
1/4" BSW 6.350 1.270 20 5.537 4.724 0.813 5.10
5/16" BSW 7.938 1.411 18 7.034 6.131 0.904 6.50
3/8" BSW 9.525 1.588 16 8.509 7.492 1.017 7.90
7/16" BSW 11.113 1.814 14 9.951 8.789 1.162 9.20
1/2" BSW 12.700 2.117 12 11.345 9.990 1.355 10.40
5/8" BSW 15.876 2.309 11 14.397 12.918 1.479 13.40
3/4" BSW 19.051 2.540 10 17.424 15.798 1.627 16.25
7/8" BSW 22.226 2.822 9 20.419 18.611 1.807 19.25
1" BSW 25.400 3.175 8 23.368 21.335 2.033 22.00
1 1/8" BSW 28.576 3.629 7 26.253 23.929 2.324 24.50
1 1/4" BSW 31.751 3.629 7 29.428 27.104 2.324 27.25
1 3/8" BSW 34.926 4.233 6 32.215 29.505 2.711 30.25
1 1/2" BSW 38.100 4.233 6 35.391 32.680 2.711 33.50
1 5/8" BSW 41.277 5.080 5 38.024 34.771 3.253 35.50
1 3/4" BSW 44.452 5.080 5 41.199 37.946 3.253 38.50
1 7/8" BSW 47.627 5.645 4 1/2 44.012 40.398 3.614 41.25
2" BSW 50.802 5.645 4 1/2 47.187 43.573 3.614 44.50
2 1/4" BSW 57.152 6.350 4 53.086 49.020 4.066 50.00
2 1/2" BSW 63.502 6.350 4 59.436 55.370 4.066 56.00
2 3/4" BSW 69.853 7.257 3 1/2 65.205 60.558 4.647 61.50
3" BSW 76.203 7.257 3 1/2 71.556 66.909 4.647 68.00
3 1/4" BSW 82.553 7.816 3 1/4 77.548 72.544 5.005 73.75
3 1/2" BSW 88.903 7.816 3 1/4 83.899 78.894 5.005 80.00
3 3/4" BSW 95.254 8.467 3 89.832 84.410 5.422 85.50
4" BSW 101.604 8.467 3 96.182 90.760 5.422 92.00
4 1/4" BSW 107.954 8.835 2 7/8 102.297 96.639 5.657 98.00
4 1/2" BSW 114.304 8.835 2 7/8 108.647 102.990 5.657 104.20
4 3/4" BSW 120.665 9.237 2 3/4 114.740 108.625 5.915 110.00
5" BSW 127.005 9.237 2 3/4 121.090 115.176 5.915 116.50
5 1/4" BSW 133.355 9.677 2 5/8 127.159 120.963 6.196 122.50
5 1/2" BSW 139.705 9.677 2 5/8 133.509 127.313 6.196 128.50
5 3/4" BSW 146.055 10.160 2 1/2 139.549 133.043 6.506 134.50
6" BSW 152.406 10.160 2 1/2 145.900 139.394 6.506 141.00

Anhang 2

B1.N-R
M .8-16 (5/16" - 5/8")

KAPAZITÄT DER VABS SCHRAUBEN-EINREIBAPPARATE

METRISCHE ISO WHITWORTH VEREINT
NORMAL DÜNN  NORMAL(BSW)  DÜNN(BSF) UNC UNF
Schraubendurchmesser mm Spiralwelle
mm Schraubendurchmesser mm Spiralwelle
mm Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll
M8 1.25 M8 1 5/16 18 5/16 22 5/16 18 5/16 24
M9 1.25 M9 1 3/8 16 3/8 20 3/8 16 3/8 24
M10 1.5 M10 1.25 7/16 14 7/16 18 7/16 14 7/16 20
M11 1.5 M12 1.25 1/2 12 1/2 16 1/2 13 1/2 20
M12 1.75 M12 1.5 9/16 12 9/16 16 9/16 12
M14 1.75 M14 1.5 5/8 11 5/8 14 5/8 11
M16 2

 

Anhang 3

 

KAPAZITÄT DER VABS SCHRAUBEN-EINREIBAPPARATE

METRISCHE ISO WHITWORTH VEREINT
DÜNN DÜNN BSF-UNF BSF-UNF BSF-UNF BSF-UNF BSP

Schraubendurchmesser mm Spiralwelle
mm Schraubendurchmesser mm Spiralwelle
mm Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser
Spiralwelle
M8
M10 0.5 M14
M16 1.25 5/16 40 1/2
9/16 32 3/4* 26 1/2 20 R 1/8 - 28
M8
M10 0.75 M16
M18* 1.5 5/16
3/8 36 9/16
5/8 32 7/16
1/2 24 9/16
5/8 20 R 1/4 - 19
M10
M12 0.75 M18*
M20* 1.5 3/8
7/16 36 7/16
1/2 28 1/2
9/16 24 11/16
3/4* 20 R 3/8 - 19
M10
M12 1 M20*
M22* 1.5 7/16
1/2 36 1/2
9/16 28 9/16
5/8 24 9/16
5/8 18
M12
M14 1 1/2
9/16 36 9/16
5/8 28 3/4* 24 3/4* 16
M14
M16 1 5/16
3/8 32 7/16
1/2 26 1/2
9/16 22 3/4* 14
M16
M18* 1 3/8
7/16 32 1/2
9/16 26 9/16
5/8 22
M18*
M20* 1 7/16
1/2 32 9/16
5/8 26 3/4* 22

Anhang 4
C2
M .16-32 (5/8" - 1 1/4")

 

KAPAZITÄT DER VABS SCHRAUBEN-EINREIBAPPARATE

METRISCHE ISO WHITWORTH VEREINT
NORMAL DÜNN NORMAL (BSW) DÜNN (BSF) UNC UNF BSP

Schraubendurchmesser mm Spiralwelle
mm Schraubendurchmesser mm Spiralwelle
mm Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle

Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser
Spiralwelle

M14
M16 2 M14
M16 1.5 9/16 12 5/8
11/16 14 9/16 12 9/16
5/8 18 R 3/8 - 19
M18
M20 2.5 M16
M18 1.5 5/8
11/16 11 3/4
13/16 12 5/8 11 3/4 16 R 1/2 - 14
M20
M22 2.5 M18
M20 2 3/4
13/16 10 7/8
15/16 11 3/4 10 7/8 14 R 5/8 - 14
M24
M27 3 M22
M24 2 7/8
15/16 9 1 10 7/8 9 1 12
M30 3.5 1 8 1 1/8 9 1 8
1 1/8 7 1 1/8 7

Anhang 5

A1
M .5-8 (3/16" - 5/16")
KAPAZITÄT DER VABS SCHRAUBEN-EINREIBAPPARATE

 

METRISCHE ISO WHITWORTH VEREINT
NORMAL DÜNN NORMAL (BSW) DÜNN (BSF) UNC UNF

Schraubendurchmesser mm Spiralwelle
mm Schraubendurchmesser mm Spiralwelle
mm Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle

Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser Zoll Spiralwelle
Zoll Schraubendurchmesser
Spiralwelle

M5 0.8 M6 0.75 7/32 24 7/32 28 NO.12 24 N0.12 28
M6 1 M7 0.75 1/4 20 1/4 26 1/4 20 1/4 28
M7 1 M8 1 5/16 18 9/32 26 5/16 18 5/16 24
M8 1.25 5/16 22

 

Anhang 6

B1.N-R
M 8-16 (5/16" - 5/8")

B1.N.İ-R
M 8-16 (5/16" - 5/8")