Projektdokumentation Fertigung unterschiedlicher Gewindearten · PDF file...

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  • Technische Universität Berlin

    Fakultät I - Geisteswissenschaften

    Institut für Berufliche Bildung und Arbeitslehre

    Modul AL-P4: Projekte im Modul Produkte und Produktion SS2016

    Verantwortlicher: Prof. Hans-Liudger Dienel

    Projektdokumentation

    Fertigung unterschiedlicher Gewindearten

    Verfasserinnen:

    Berlin, 17. Juli 2016


    Mareike Rüße Anna Schumacher Lisa Leonhardt

  • Inhaltsverzeichnis

    1. Einleitung 3 .................................................................................................

    2. Theoretischer Abriss 4 ................................................................................

    2.1. Gewinde allgemein 4 ............................................................................

    2.1.1.Innen- und Außengewinde 5 .........................................................

    2.1.2.Steigung 5 .....................................................................................

    2.2. Einteilung nach dem Gewindeprofil 6 ..................................................

    2.2.1.Trapezgewinde 6 ...........................................................................

    2.2.2.Metrisches Iso-Gewinde 7 ............................................................

    2.2.3.Whitworth- Rohrgewinde 7 ..........................................................

    2.2.4.Rundgewinde 8 .............................................................................

    2.3. Einteilung nach dem Verwendungszweck 9 ..........................................

    2.3.1.Befestigungsgewinde 9 .................................................................

    2.3.2.Bewegungsgewinde 10 .................................................................

    2.4. Einteilung nach Gangrichtung und Gangzahl 10 ..................................

    3. Gewindeherstellung 12 ...............................................................................

    3.1. Herstellung eines Meißels an der Stichelschleifmaschine 14 ..............

    3.2. Herstellung eines Innengewindes mit dem Windeisen 15 ...................

    3.3. Herstellung eines Bewegungsgewindes an der Drehmaschine 16 .......

    4. Filmskript 18 .............................................................................................

    5. Integration und Herstellung im WAT-Unterricht 26 ...................................

    6. Fazit des P4 Projektes 27 ............................................................................

    Quellenverzeichnis 28.......................................................................................

    Seite 2

  • 1. Einleitung

    Wie oft am Tag drehen wir Dosen auf und wieder zu, lassen uns durch Rolltreppen in

    eine andere Etage bringen, erleichtern Förderschnecken den Personen auf dem Bau die

    Arbeit und hoffen, dass das zu voll gepackte Regal an der Wand hängen bleibt.

    Über 2300 Jahre Technikgeschichte tragen Schrauben und Muttern mit sich und find-

    en wahrscheinlich hier und da zu wenig Anerkennung in unserer Gesellschaft. Erste An-

    sätze in der Antike sind für diesen Meilenstein zu finden und werden im Laufe der Zeit

    verfeinert und verbessert (vgl. http://www.hp-gramatke.de/history/german/

    page0300.htm).

    Zur Würdigung dieser Bauteile hat sich unsere Projektgruppe entschlossen, sich im

    Rahmen des Moduls Produkte und Produktion tiefer in die Windungen und Passungen

    einzuarbeiten. Wir sind der sich stellenden Frage nachgegangen, worin der Unterschied

    in der Herstellung eines Bewegungs- und Befestigungsgewinde besteht. Welche Para-

    meter müssen verändert werden, damit unterschiedlich zu verwendende Gewinde pro-

    duziert werden können?

    Diese Dokumentation spiegelt Überlegungen wider, zeigt im theoretischen Diskurs

    unterschiedliche Formen und Verwendungszwecke und formuliert die unterschiedlichen

    Fertigungstechniken in der Gewindeherstellung.

    Ein weiteres Ziel dieses Projekts war die Erstellung eines Schülerinnen-Films. Es

    sollte ein Film entstehen, indem eben genau diese Unterscheidungen und die zwei am

    häufigsten verwendeten Verfahren gezeigt werden, welche in der Schule nachvollzogen

    werden können. Als Grundlage erstellten wir ein Filmskript mit allen notwendigen In-

    formationen zu Bildaufbau, Ton und Kameraperspektive. Dieses Skript bildet eine

    Grundlage für eventuelle Filme der Schülerschaft. Somit ist ein optimaler Einstieg des

    Themas in den WAT- Unterricht gegeben, welcher kreativ und individuell gestaltet wer-

    den kann.

    Seite 3

  • 2. Theoretischer Abriss

    Bei näherer Betrachtung sind Gewinde nicht gleich Gewinde. Man findet sie an

    Schrauben, Gewindemuttern, Förderschnecken und anderen technischen Bauteilen. Um

    einen Überblick und eine Ordnung zu erhalten, ist es notwendig, diese in bestimmte

    Kategorien einzuteilen. In der Technik werden Gewinde in Gewindeprofil, Verwen-

    dungszweck, Drehsinn und Gangzahl eingeteilt (vgl. Fachkunde Metall, 2003:345). Für

    das durchgeführte Projekt der Gewindeherstellung sind zwei Einteilungen von beson-

    derer Bedeutung und werden im Folgenden näher erläutert: Gewindeprofil, Verwen-

    dungszweck. Ergänzend werden die Unterschiede eines Innen- und Außengewindes

    beschrieben.

    2.1. Gewinde allgemein

    Ein Gewinde zeichnet sich durch eine Nut aus, die gleichmäßig um einen Zylinder

    gewunden ist. Ein besonderes Merkmal zu anderen Verbindungen ist, dass es eine

    wieder lösbare Verbindung ist, es ist also ein Auf- und Abschrauben möglich. Durch die

    geometrisch herzuleitende Form und durch ein festes Maß- und Toleranzsystem, ist die

    Passgenauigkeit gewährleistet. Dies ist unabhängig von Faktoren wie z.B. den

    Schraubenköpfen einer Schraube, solange die gleiche Gewindegröße genutzt wird (vgl.

    http://www.schrauben-lexikon.de/td7-gewinde.asp).

    Ein Gewinde wird mit folgenden Bezeichnungen beschrieben:

    Seite 4

    Quelle: http://www.schrauben-lexikon.de/

  • 2.1.1.Innen- und Außengewinde

    Gewinde werden unter anderem in die Kategorien Innengewinde und Außengewinde

    unterschieden.

    Ein Innengewinde liegt im Inneren eines Werkstücks, wie

    z.B. einer Mutter. Wenn ein Meißel für die Herstellung be-

    nutzt wird, wird er in das Bohrloch eingeführt und trägt das

    Material von der Innenseite des Werkstücks ab. Damit dies

    möglich ist, ist der Meißel entsprechend geformt. Das In-

    nengewinde bildet das Gegenstück zum Außengewinde.

    Das Außengewinde befindet sich außerhalb des Werk-

    stücks, wie z.B. am Bolzen einer Schraube. Hier trägt der

    Meißel das Material von außen ab. Innengewinde und

    Außengewinde können bei gleicher Gewindegröße miteinan-

    der verschraubt werden. Damit die Gewinde nicht miteinander verkeilen sind die

    Flanken an den Enden jeweils abgeflacht.

    2.1.2.Steigung

    Die Schraubenlinie ist eine Linie, welche die

    Führung der Flanken darstellt. Wird diese abgewickelt,

    kann ein rechtwinkliges Dreieck gezeichnet werden.

    Dies stellt den Umfang des Zylinders bzw. der

    Schraube dar, die abgewickelte Schraubenlinie und

    den daraus resultierenden Steigungswinkel und letz- Seite 5

    Beispiel eines Meißels für ein Innengewinde

    Quelle: http://img.di- rectindustry.de/

    images_di/photo-g/ 161115-9062435.jpg

    Quelle: https://metallwarriors.- files.wordpress.com/2015/03/345-1- schraubenlinie.png

    Quelle: http://www.schrauben-lexikon.de/norm/ _pages-techdat/img/Techdat_html_me9c1e02.png

    https://metallwarriors.files.wordpress.com/2015/03/345-1-schraubenlinie.png https://metallwarriors.files.wordpress.com/2015/03/345-1-schraubenlinie.png

  • tendlich auch die Steigung der Flanken.

    Die Steigung der Flanken ist somit die horizontale Strecke, welche die Schraubenlin-

    ie bei einer Umdrehung zurücklegt. Die Steigung wird mit P bezeichnet (vgl. Fachkunde

    Metall, 2003:345).

    2.2. Einteilung nach dem Gewindeprofil

    Zur weiteren Unterscheidung der Gewindearten, werden die Unterschiede der

    Flankenwinkel und -formen betrachtet. Anhand dessen lassen sich verschieden

    Gewindeprofile erkennen.

    2.2.1.Trapezgewinde

    Ein metrisches Trapezgewinde hat einen Flankenwinkel von 30°. Das Gewindeprofil

    und somit die Form der Flanken ist trapezförmig. Trapezgewinde werden Beispiel-

    sweise in Spindelpressen, Leitspindeln von Drehmaschinen oder Schraubzwingen ver-

    wendet. Hierbei müssen drehende Bewegungen ausgeführt werden. Somit liegen sie in

    der Regel als Bewegungsgewinde (s.u.) vor (vgl. Fachkunde Metall, 2003:346). Die

    Kenngrößen sind in der DIN 103-1 geregelt.

    Das hergestellte Trapezgewinde hat die Kenngröße Tr 40x8. Dabei beschreibt Tr das

    Gewindeprofil, 40mm ist der Nenndurchmesser und 8mm die Steigung der Flanken.

    Seite 6

    Quelle:http://www.lehrerfreund.de

    http://www.lehrerfreund.de http://www.lehrerfreund.de

  • 2.2.2.Metrisches Iso-Gewinde

    Dieses Gewindeprofil ist weltweit genormt und wird in Regel- und Feingewinde un-

    terteilt.

    Das Gewindeprofil und somit die Form der Flanken ist außen abgeflacht und innen