Übersicht der wichtigsten Gewindearten

Wir denken nicht immer bewusst darüber nach, aber es wird in einer Vielzahl von Alltagsgegenständen verwendet. Die Rede ist von Gewinde.
Gewinde finden sich in Fahrzeugen und zum Beispiel in mechanischen Uhren – aber wir sprechen hier natürlich vor allem über das Gewinde, wie man es an Schrauben und Bolzen kennt.
In diesem Blogbeitrag werfen wir einen genaueren Blick auf die verschiedenen Arten von Gewinden.

Beim Wort „Draht“ denkst du vermutlich zuerst an etwas, das wie ein dünner Faden aussieht.
Stell dir nun vor, dass so ein „Faden“ spiralförmig um den Schaft einer Schraube oder eines Bolzens gewickelt ist – und ein fester Bestandteil dieses Schafts ist. Dann hast du eine ungefähre Vorstellung davon, worum es beim Gewinde geht. Ein Gewinde ist nämlich eine spiralförmige Nut, die sich um den Schaft einer Schraube oder eines Bolzens – also um einen zylindrischen Körper – windet. Bei Schrauben und Bolzen wird das Gewinde vor allem dazu verwendet, verschiedene Bauteile miteinander zu verbinden. In anderen Bereichen kann ein Gewinde allerdings auch dazu dienen, eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Das ist für unseren Zweck aber weniger relevant – wir konzentrieren uns auf die unterschiedlichen Arten von Schraubengewinden.

Es gibt verschiedene Arten von Gewinden. Warum? Weil unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Gewindetypen erfordern. Warum solltest du das wissen? Damit du das richtige Gewinde für dein Projekt auswählst – und somit eine möglichst feste und sichere Verbindung erreichst.

In Europa verwenden wir am häufigsten das metrische ISO-Gewinde. ISO steht dabei für die „International Organization for Standardization“, die 1987 zusammen mit internationalen Fachgremien und Organisationen einen weltweit akzeptierten Standard entwickelte. Dieses Gewinde wird auch V-Gewinde genannt – wegen seiner kegelförmigen Form. Die Flanken dieses Profils laufen keilförmig aufeinander zu. Dadurch ist das Gewinde selbsthemmend und kann sich nicht von allein lösen. Bei metrischem ISO-Gewinde beträgt der Flankenwinkel 60° – also der Winkel zwischen zwei benachbarten Gewindegängen. Das metrische ISO-Gewinde wird bei Schrauben, Muttern und Gewindestangen verwendet und ist ideal für kraftschlüssige Verbindungen.

Beim feinen metrischen ISO-Gewinde ist das Profil nahezu identisch mit dem des Standardgewindes. Es ist jedoch etwas weniger tief eingeschnitten, wodurch dieses Gewinde höhere Zugkräfte übertragen kann als das normale Gewinde. Feingewinde wird vor allem dort eingesetzt, wo weniger Platz zur Verfügung steht. Genau wie beim Standardgewinde beträgt der Flankenwinkel 60°.

Trapezgewinde werden hauptsächlich eingesetzt, um rotierende Bewegungen in axiale Bewegungen umzuwandeln. Sie finden Verwendung in Druckern, Montagelinien und Gabelstaplern. Das Gewindeprofil entspricht einem gleichschenkligen Trapez, die Flanken haben einen Winkel von 15°, was zu einem Flankenwinkel von 30° führt. Trapezgewinde sind massiver gebaut und haben daher eine größere Steigung. Aufgrund der hohen Reibung ist dieses Gewinde selbsthemmend und löst sich nicht von selbst.

Eine etwas andere Gewindeart ist das Whitworth-Gewinde, das ursprünglich aus Großbritannien stammt und das erste normierte Gewinde überhaupt war.
Auch heute noch findet es Anwendung, insbesondere bei Rohrverbindungen, z. B. an Duscharmaturen. Der Unterschied liegt im Flankenwinkel, der bei 55° liegt – im Vergleich zu den 60° des metrischen Gewindes. Dadurch ist Whitworth-Gewinde nicht kompatibel mit metrischem Gewinde. Whitworth-Gewinde gibt es als BSW – British Standard Whitworth (grobe Steigung) und BSF – British Standard Fine (feine Steigung).

Weniger bekannt ist das sogenannte Sägengewinde (auch als Stützgewinde oder Steilgewinne bekannt). Dieses ist asymmetrisch und ähnelt im Querschnitt einer Sägezahnform. Durch diese Konstruktion können sehr hohe axiale Kräfte entlang der Gewindestange übertragen werden. Der Flankenwinkel liegt zwischen 30° und 45°. Sägengewinde werden häufig in Industriepressen, Hubsystemen sowie in Fräs- und Drehmaschinen eingesetzt.

Typische Anwendungsbeispiele sind:

• die Kontermutter eines Sägeblatts,
• das linke Pedal eines Fahrrads,
• die Befestigung von Ventilen an Gasflaschen.

Die Gewindearten UNC (Unified National Coarse Thread) und UNF (Unified National Fine Thread) kommen bei uns nur selten vor. Dabei handelt es sich um grobe bzw. feine Gewindearten mit einem Flankenwinkel von 60°. Ähnlich wie beim Whitworth-Gewinde wird der Außendurchmesser in Zoll angegeben – ebenso die Steigung des Gewindes. Diese Gewindearten werden hauptsächlich in Computerbauteilen verwendet.

Darüber hinaus wird bei Gewinden zwischen Innengewinde (auch weibliches Gewinde genannt) und Außengewinde (auch männliches Gewinde) unterschieden. Die Idee dahinter ist, dass jede Gewindeverbindung aus einem Teil mit Außengewinde und einem Teil mit Innengewinde besteht.
Das Teil mit dem Außengewinde (männlich) wird dabei in das Teil mit dem Innengewinde (weiblich) eingeschraubt. Nur ein Innen- und Außengewinde, das die gleichen Eigenschaften und Maße aufweist, kann miteinander verschraubt werden, um eine feste Verbindung zu gewährleisten.

Die Gewindeart ist, mit etwas Übung, relativ leicht zu identifizieren. Für die exakte Bestimmung der Maße benötigst du jedoch eine Gewindelehre. Das ist ein Werkzeug mit mehreren Metallplättchen, die mit verschiedenen Gewindeformen versehen sind. Auf der einen Seite befinden sich alle metrischen Gewinde, auf der anderen Seite die englischen (Whitworth-)Gewinde.
Jedes Plättchen hat eine andere Gewindegröße. Indem du das passende Plättchen auf das Gewinde legst und prüfst, ob es überall exakt anliegt, kannst du feststellen, um welche Gewindegröße es sich handelt. Es kann ein wenig Zeit kosten, die exakte Gewindemaß zu finden – aber für eine stabile Verbindung lohnt sich der Aufwand.

Jetzt weißt du alles, was man über Gewinde wissen muss. Du kannst genau die richtige Gewindeart für dein Projekt auswählen – und bist damit auf der sicheren Seite, was eine dauerhaft feste Verbindung angeht.