Gewinde: Normen, Berechnung, Fertigung Toleranzen, Messen

302 Pages·1951·12.184 MB·German

by  Dr.-Ing. Paul Leinweber (auth.)

Gewinde
GEWINDE
Normen, Berechnung, Fertigung
Toleranzen, Messen
LeichtfaBliche Darstellung
fiir Studium, Biiro und Werkstatt
von
Dr .-Ing. Paul Leinweber
Mit 203 Ahhildungen
und zahlreichen Gewindetahellen
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
1951
ISBN 978-3-662-11878-8 ISBN 978-3-662-11877-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-11877-1
Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung
in fremde Sprachen, vorbehalten.
Copyright Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1951
Urspriinglich erschienen bei Springer-Verlag OHG., Berlin/
Göttingen/Heidelberg 1951.
Inhaltsverz eichnis.
Seite
1 Geschich tliches 1
11 Normungo 1
12 Toleranzen ° ° 6
13 Messen ° ° 9
0 0
2 Bestimmungsstiicke und MeBgroBen 13
21 Bestimmungsstiicke ° ° 14
0 0 0 0
211 Profil ° ° 14
0 0 0 0 0 0 0 0
212 AuBendurchmesser d und D 14
213 Steigung h ° ° 15
214 Gangrichtung ° 16
215 Gangzahl Zoo 16
22 MeBgroBen ° ° 17
0 0
221 Flankenwinkel IX und Teilflankenwinkel 1X1 und 1X2 17
222 Flankendurchmesser d2 und D2 ° 0 0 0 0 ° 18
223 Kerndurchmesser d und Dl ° ° 20
J 0 0 0 0 0
224 Rundung r, Abflachung a, Spitzenspiel Sp 21
225 ProfiIhohe t, Gewindetiefe tl, °Tragtiefe t2 ° 23
226 Teilung Too 0 ° 24
227 Steigungswinkel rp ° 24
0 0 0 0 0
23 Gewindearten ° ° 25
0 0 0 0 0 0 0 0
24 Bezeichnungen genormter Gewinde 30
3 Berechnung ° ° 32
0 0 0 0
31 Wirkungsweise ° ° 34
0 0
311 Bewegungsgewinde 34
312 Befestigungsgewinde ° 35
313 Funktionsforderungen 36
32 Festigkeit ° ° 38
0 0 0 0 0
321 Bolzen auf Zug, Drehung und Biegung 39
322 Mutter auf Druck und Flachendruck 41
323 Flanken auf Flachendruck ° 41
324 Gange auf Scherung 42
325 Gange auf Biegung 42
326 Zusammenfassung ° ° 43
33 Dauerhaltbarkeit ° ° 50
0 0
34 Erhohung der Dauerhaltbarkeit 56
35 Reibung, Selbsthemmung, Wirkungsgrad 60
36 Hinweis auf Folgerungen 68
4 Fertigung ° ° 68
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
41 Spanende Formung ° ° 68
0 0 0 0 0
42 Drehbank und Revolverdrehbank ° 78
421 Wechselrader ° ° 78
0
422 Revolverdrehbank ° 85
0 0 0 0 0
VI Inhaltsverzeichnis.
Seite
423 Werkzeuge . . . . 85
424 Temperatur, Schmierung. 89
425 Gewindeuhr . 89
426 Genauigkeit . . . . . . 95
427 Muttergewinde . . . . . 99
428 Mehrgangiges und kegeliges Gewinde 99
43 Gewindebohrer . . . . . . . . . 101
431 Konstruktion und Anwendung 101
432 Fertigung und Instandhaltung 106
433 Werkstiicktoleranzen 107
44 Schneideisen und Schneidkopf 108
45 Frasen ..... III
451 Langgewinde Il2
452 Kurzgewinde Il5
453 Wirtschaftlichkeit . Il6
454 Wirbeln . . 117
455 Genauigkeit . . 117
46 Schleifen. . . . . . Il8
47 Driicken und Walzen 121
471 Driicken . . . . 124
472 Walzen mit Backen . 124
473 Walzen mit RoUen 127
5 Toleranzen . . . . . . 131
51 Anforderungen an ein gutes Gewinde . 131
5Il Teilflankenwinkel und Steigung 131
512 Flankendurchmesser. . . . . 131
513 Spitzenspiel und Uberdeckung 132
514 Kerndurchmesser ..... . 134
515 Austauschbarkeit . . . . . . 135
52 MeBtechnische Beziehungen zwischen den MeBgroBen . 137
521 Flankendurchmesser, Steigung, Flankenwinkel 137
522 Zuschlage zur Flankendurchmessertoleranz 144
53 Priifen der Toleranzen. . . . . . . . . . . . . 146
531 Grenzlehren . . . . . . . . . . . . . . . 146
532 Gegenlehren, Einstellehren, Abnutzungspriiflehren 151
533 Zusammenschraubbarkeit, Anlagefehler 153
54 Die deutschen Gewindetoleranzen. 154
541 DIN-Toleranzen. . ... . 154
542 ISA-Toleranzen ...... . 160
542.1 ISA-Rundpassungen. . 162
542.2 S-Reihen (Grundtoleranzen fiir Gewinde) 164
542.3 Gewindepassungen. . . . . . . . . 168
542.4 Toleranzen fiir andere Gewindearten 169
542.5 Bezeichnung ..... . 170
6 Messen der einzelnen MeBgroBen . 171
61 AuBendurchmesser . . . . . . 172
62 Kerndurchmesser . . . . . . . 177
63 Flankendurchmesser des Bolzens 178
631 Spitze und Kimme 178
632 Dreidrahtverfahren . . . . 182
Inhaltsverzeichnis. VII
Selte
633 Werkstattmikroskop. . .... 184
634 UniversalmcBmikroskop (UMM) 194
635 ProfilmeBstand . . . . . . . . 199
64 Steigung. . . . . . . . . . . . . 202
65 Flankenwinkel, Rundung und Abflachung . 204
66 Muttergewinde 205
7 Lehren ..... 209
71 Lehrenarten . 210
711 Bolzenlehren 210
712 Mutterlehren 214
713 Arbeits-, Revisions- und Abnahmelehren 215
72 Gewinderollenlehren . 216
73 Auswahl ..... . 221
74 Wahl des Giitegrades 222
75 Auslesepaarung . . . 223
76 BaumaBe ..... . 226
77 Herstelltoleranz und Abnutzung 229
8 Schrifttum 236
9 Anhang .. 237
Tafeln
1 Verzeichnis der Normen iiber Gewinde und Gewindelehren ...... 237
2 Metrisches Regelgewinde, friihere Dinorm bis 1943. . . . . . . . . . 242
3 Metrisches Gewinde, Regel- und Feingewinde, friihere Dinorm bis 1943 244
4 Metrisches Regelgewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
5 Metrisches Gewinde, Regel- und Feingewinde und Auswahlreihen ... 251
6 Grundtoleranzen fiir metrische Gewinde (Flankendurchmesser und Bolzen-
kerndurchmesser) ......................... 256
7 Toleranzen fiir metrische Gewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
8 Anwendung der S-Reihen in Abhangigkeit von der Einschraublange,
metrische Gewinde (Empfehlung). . . . . . • . . . . . . . . . . . 261
9 Lange der Gewinde-Gutlehren ................... 261
10 Ubergangspassungen. Stramm passende Gewindeverbindungen fiir metri-
sches Regelgewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 262
11 Ubersicht iiber die Lehrenarten, nach der Wichtigkeit gekennzeichnet 263
12 Bolzenlehrung, metrische Gewinde, AbmaBe und Herstelltoleranzen 264
13 Bolzenlehrung, metrische Gewinde, Zahlenwerte . . . . . . . .. 265
14 Mutterlehrung, metrische Gewinde, AbmaBe und Herstelltoleranzen 266
15 Mutterlehrung, metrische Gewinde, Zahlenwerte . . . . . . . .. 267
16 lehren fiir metrische Gewinde, Herstelltoleranzen fiir Teilflankenwinkel
und Steigung, MaBe fiir verkiirzte Flanken und Freiarbeitung. . . . . 26'1
17 Herstelltoleranzen der glatten Gegenlehrdorne zum Gutlehrring - Kern-
durchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . 269
18 Herstelltoleranzen und Einriickungen (z und Zl) . . . . . . . . . . . 269
19 Berechnungsbeispiele fiir Gewindelehren. . . . . . . . . . . . . . . 271
20 Metrisches kegeliges Feingewinde, Kegel 1: 16, nach Entwurf DIN 158 275
21 Whitworth-Gewinde nach DIN 11 . . . . . . . 276
22 Toleranzen fiir Whitworth-Gewinde nach DIN 11 277
23 Whitworth-Rohrgewinde nach DIN 259 . . . . . 279
VIII Inhaltsverzeichnis.
Seile
24 Toleranzen fiir Whitworth-Rohrgewinde. . . 280
25 Fittingsanschliisse mit Whitworth-Rohrgewinde 281
26 Trapezgewinde . . . . . . . 282
27 Sagengewinde. . . . . . . . . . . . . . . . 284
28 Rundgewinde nach DIN 405. . . . . . . . . 286
29 Rundgewinde nach DIN 168 (Entwurf) fiir Teile aus Glas und zugehOrige
Verschraubungen . . . . . . . . . . . . . . 287
30 Wechselradberechnung. . . . . . . . . . . . 288
31 Schnittgeschwindigkeiten, Vorschiibe, Hauptzeit 289
32 Steigungswinkel. 290
Sachverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . 291
Und wo ihr's packt, da ist's interessant.
Fau8t, Vor8piel.
Weil uns 1ngenieuren eine zusammenfassende Schau aller Dinge,
mit denen wir umgehen, not tut, wurde dies Buch aus langjahriger
praktischer Erfahrung in Konstruktion, Fertigung, Priifung und Nor
mung geschrieben. Es soll zugleich dem Lernenden zur EinfUhrung
und dem Konstrukteur, Betriebsingenieur, Arbeitsvorbereiter, Ein
richter und Werkmann zum Nachschlagen dienen. Es soll dabei manche
noch bestehenden irrigen Auffassungen beseitigen helfen.
Es bringt die erste aus/iihrliche Erlauterung der neuen deutschen
Gewindetoleranzen, die den letzten Beschlussen der 1nternationalen
Normenvereinigung 1SA entsprechen. Die bisherigen Dinormen fUr
Gewinde sind ebenfalls behandelt und in den anhangenden Zahlentafeln
wiedergegeben. Da die Normung nicht stehenbleibt, konnen die bei
gegebenen Zahlentafeln mit der Zeit ihre GuItigkeit verlieren. Der Leser
bediene sich deshalb in der Praxis stets der neuesten Ausgabe der
deutschen Normen, die vom Beuth-Vertrieb bezogen werden kann.
1 Geschichtliches.
11 Normung.
1m ZeitaIter der industriellen Fertigung technischer Erzeugnisse in
groBen Stuckzahlen und des Giiteraustausches von einem Kontinent
zum andern gibt es kein einheitliches Gewinde fUr die ganze Welt!
1nnerhalb eines so groBen Wirtschaftsbereiches wie Europa sind eine
Reihe ven;chiedener Gewindeformen und Abmessungen im Gebrauch.
Ja, sogar in Deutschland gibt es zwei verschiedene Gewindearten: das
metrische und das Whitworth-Gewinde.
Der Hersteller von Gewindeteilen - vor allem von Schrauben, die
Hingst Gegenstand einer eigenen 1ndustrie sind - braucht ein Mehr
faches an Lagerraum, Halbzeugen, Werkzeugen, Maschinen, Lehren,
als wenn es nur eine Gewindeart gabe. Infolge der geringeren Stuck
zahlen fUr jede einzelne Sorte mussen die Fertigungseinrichtungen ofter
umgestellt werden, die Einrichtekosten je Stuck werden hoher, die
Maschinen weniger ausgenutzt, groBere Lager an Rohstoffen und Fertig
erzeugnissen sind notig. Es mag kaum ubertrieben sein zu behaupten,
daB Schrauben vielleicht nur halb so teuer zu sein brauchten, wenn
es in der ganzen Welt eine einheitliche Gewindeart gabe. Diese zu hohen
Kosten sind gleichbedeutend mit einer groBen Vergeudung von Arbeits-
Leinweber, Gewinde. 1
2 1 Geschichtlichcs.
zeit und Rohstoffen. Fur den Verbraucher ergeben sich als Kachteile
der hOhere Preis fUr Schrauben und entt3prechend hohere Kosten fiir
die eigene Erzeugung von Teilen mit Gewinde, sowie die Unannehm
lichkeit und Verwechselungsgefahr bei vielen Sorten, groBere Lage7-
haltung und entsprechende Organisation.
DaB diesem Ubelstand nicht schon Hingst durch Schaffung und Ein
fUhrung eines "Weltgewindes" abgeholfen worden ist, liegt daran, daB
dieser Zustand geschichtlich allmahlich so gewachsen ist und heute
eine Umstellung in einem einzigen Lande schon Kosten von vielen
Milliarden und auf Jahre hinaus unabsehbare Schwierigkeiten zur Folge
hatte. Deshalb wird die Industrie keines Landes gem nachgeben und
umstellen, zumal das. BewuBtsein fUr die Notwendigkeit eines {rcien
Welthandels noch sehr wenig· entwickelt ist. Es kommt hinzu, d,LB in
Nordamerika und dem Britischen Reich der Zoll als MaBeinheit gilt,
wiihrend im iibrigen Europa und in Asien vorwiegend das Meter ein
gefUhrt ist.
Die Intemationale Normenvereinigung ISO, die an die Stelle der
vor dem Kriege bestehenden ISA-Vereinigungen getreten ist, hat zwar
die Schaffung und EinfUhrung eines "Weltgewindes" beschlossen; bis
zum Eintreten des hier als wiinschenswert hingestellten Idealzustandes
werden aber wohl noch Jahrzehnte vergehen iniissen, und er wird ganz
nie erreicht werden, solange auf der Welt verschiedene MaBsysteme
benutzt werden. Denn das Gewindeprofil ist zwar nun fUr die ganze
Welt einheitlich festgelegt, namlich mit einem Flankenwinkel von 60°
und einer Form, die der metrischen sehr ahnlich ist, aber die Abmes
sungen, also Durchmesser und Steigung, werden zur Zeit sowohl in Zoll
als auch in MillimetermaBen festgelegt und unterscheiden sich somit.
Da demnach noch lange Zeit mit dem Bestehen verschiedener Ge
windearten nebeneinander gerechnet werden muB, erscheint es an
gebracht, die geschichtlicheEntwicklung der Gewindeformen und -groBen
ganz kurz zu betrachten. Denn auch der Ingenieur bedarf eines wac hen
GeschichtsbewuBtseins, um En,cheinungen richtig beurteilen zu konneu,
und aus der Kenntnis ihrer Entwicklung ergibt sich eine andere,
richtigere Haltung den Dingen gegenuber, mit denen er taglich in Be
ruhrung kommt.
Es ist verstandlich, daB vor 150 Jahren sich jeder sein eigenes Ge
winde nach Bedarf und Gutdiinken herstellte, also selbst von Fall zu
Fall ein solches konstruierte, wie es ihm gut schien. Damals gab es nur
an wenigen Stellen eine Fertigung, die mit unserer jetzigen iildustriellen
zu vergleichen ist. Die Leitspindeldrehbank und die Satzgewindebohrer
waren zwar schon von LEONARDO DA VINCI (1452 bis 1519), Schneid
eisen nach Art unserer heutigen 1706 in ]'rankreich und 1724 in Deutsch
land erstmalig beschrieben worden, aber bis zur EinfUhrung dieser M,1-