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Schraube

[29] Schraube, Maschinenelement aus Metall, Holz, Horn etc., das zur Herstellung l�sbarer Verbindungen (Befestigungsschraube), zum Einstellen von Maschinenteilen und Apparaten (Stellschraube), zur Aus�bung eines Druckes (Druck- und Pre�schraube), zur �bertragung einer Bewegung (Bewegungsschraube: Mikrometer-, Transportschraube, Leitspindel, endlose S., Schiffsschraube) dient. Zur Bet�tigung dieser Aufgaben geh�ren stets zwei Teile, die Schraubenspindel (Schraubenbolzen, Massivschraube, gew�hnlich kurzweg S. genannt) und die Schraubenmutter (Hohlschraube, Mutter), welche die erste umschlie�t und sich mitunter erst infolge der Drehbewegung der S. bildet (z. B. in Holz, in Wasser etc.).

Fig. 1 u. 2. Schraubenlinie.

Die wesentlichen Merkmale einer S. lassen sich am einfachsten aus folgendem erkennen. Wenn auf der Oberfl�che eines massiven oder im Innern eines hohlen Zylinders ein Punkt (Fig. 1) unter einem gleichbleibenden Winkel ansteigt, so beschreibt er eine Schraubenlinie, die in der abgewickelten Zylinderfl�che (Fig. 2) als gerade Linien ab, cd erscheint, die unter dem Winkel α gegen die Linie ae geneigt liegen. Man nennt den Winkel α den Steigungswinkel, einen Umgang ab den Schraubengang (Gang), die Entfernung ac zweier G�nge die Gangh�he.

3. Scharfg�ngige, 4. flachg�ngige Schraube. 5. Holzschraube.

Legt man (Fig. 3 u. 4) l�ngs der Schraubenlinie um den Massivzylinder (Kern) vom Durchmesser d oder an der innern Wand eines Hohlzylinders einen prismatischen Stab, so entstehen daraus die eigentliche S. und die Mutter (Fig. 4 M) mit den Gewinden. Spindel und Mutter geh�ren derart zusammen, da� das Gewinde der Spindel in die Zwischenr�ume (vertiefte G�nge) zwischen dem Gewinde der Mutter pa�t. Hieraus ergibt sich ohne weiteres die Eigenschaft der S., auf der der ganze Wirkungskreis beruht, und die darin besteht, da� sich eine drehende Spindel in der festen Mutter in der L�ngsrichtung ebenso verschieben mu� wie eine drehende Mutter l�ngs der festen Spindel, und zwar bei jeder ganzen Umdrehung um die Gr��e der Gangh�he. Schrauben mit zwei verschiedenen Gangh�hen verschieben die Mutter deshalb auch nur um die Differenz der Gangh�hen: Differentialschrauben. Die H�he des Prismas �ber dem Kern bildet die Gangtiefe, seine Dicke am Kern die Gangbreite. Man unterscheidet scharf-, flach- und rundg�ngige Schrauben, je nachdem das Prisma dreieckig (Fig. 3), viereckig (Fig. 4) oder an der �u�ern Kante abgerundet ist, und, wenn 2,3 und mehr G�nge parallel nebeneinander verlaufen, zwei-, drei- etc. g�ngige Schrauben. Besonders scharf sind die Gewinde von Holzschrauben (Fig. 5), damit sie sich in das Holz einschneiden k�nnen; diese Schrauben erhalten mitunter ein sehr steiles Gewinde, damit sie sich in das Holz einschlagen lassen. L�uft der Gang einer S. von links nach rechts aufw�rts, so ist die S. rechtsg�ngig, umgekehrt ist sie linksg�ngig (rechte und linke Schrauben); die rechten Schrauben bilden die Regel, die linken die Ausnahmen. Die Gewinde der gr��ern Befestigungsschrauben (f�r Maschinenbau, Eisenkonstruktionen etc.) sind seit langer Zeit in bestimmte Systeme gebracht, nach denen jeder S. von bestimmtem Durchmesser ein Gewinde von bestimmter Gangh�he zukommt. Es hat das den Vorteil, da� man innerhalb des Geltungsbereiches eines solchen Gewindesystems �berall dieselben Schraubensorten antrifft, also z. B. zerbrochene Schrauben leicht durch passende ersetzen kann. Ein internationales System gibt es noch nicht, doch haben das Whitworthsche und das Sellerssche System weite Verbreitung gefunden. Daneben hat der Verein Deutscher Ingenieure ein metrisches System (von Delisle) aufgestellt. Wichtig sind die Schraubensicherungen, d. h. Vorrichtungen, die unerw�nschtes Losdrehen der S., z. B. infolge Ersch�tterungen, vermeiden sollen und zahlreich erfunden sind. Am h�ufigsten begn�gt man sich jedoch mit einem Vorsteckstift (Splint, Splie�stift), der dicht �ber der fest angezogenen Mutter durch ein Loch des Schraubenbolzens gesteckt wird, oder mit einer zweiten Mutter (Gegenmutter, Kontermutter), die an die eigentliche Mutter angeschraubt wird.

Metallschrauben werden hergestellt durch Gie�en (z. B. grobe Schrauben an Zinn- und Messinggegenst�nden), durch Dr�cken auf der Drehbank (besonders in der Blechverarbeitung, Lampenfabrikation �blich) durch Walzen, in der Regel aber durch Einschneiden der vertieften G�nge mittels besonderer Werkzeuge: 1) Das Schneideisen (Schneidklinge, Schraubenblech, Fig. 6), ein Stahlblech mit einer Anzahl L�cher von verschiedenem Durchmesser und mit Muttergewinden versehen.

Fig. 6. Schneideisen.

Man erzeugt damit kleine Schrauben, indem man Drahtabschnitte etc. in diese Muttern hineindreht. 2) Die Kluppe (Schraubenkluppe, Fig. 7, S. 30), die aus einem Rahmen r mit viereckiger �ffnung zur Aufnahme st�hlerner Muttern (Schraubenbacken, Schneidbacken) b besteht, deren Kanten schneidend wirken, wenn man sie mit geh�rigem Druck drehend l�ngs der Schraubenspindel[29] bewegt. Den Druck erzeugt man durch die S. s, die Bewegung durch die Arme a, a. Da in den Backen stets mehrere G�nge sitzen, so erfolgt die L�ngsverschiebung durch Fortschrauben in den angeschnittenen G�ngen der Backen.

Fig. 7. Schraubenkluppe.

Unter den zahlreichen Kluppenkonstruktionen verdienen die amerikanischen Kluppen (Fig. 8) mit feststehenden Backen den Vorzug wegen der Gleichm��igkeit der Gewinde.

Fig. 8. Amerikanische Kluppe.

Die Backen b bilden eine Scheibe, die durch die S. t in dem Ring s so festgehalten wird, da� sie durch Drehung der Kluppe vermittelst der Arme g, g nicht ausweicht. Die sehr viel gebrauchte Scharnierkluppe (Scherenkluppe, Fig. 9) besteht aus zwei durch ein Scharnier vereinigten Teilen ab, welche die Schneidbacken c aufnehmen und durch Stellschrauben d, e auf das genaueste eingestellt werden, so da� diese Kluppe sich besonders dazu eignet, vollkommen gleiche Schrauben zu schneiden.

Fig. 9. Scharnierkluppe.

Zum Anschneiden von Gewinden an dickern R�hren und Stangen bedient man sich des Gewindeschneidger�tes (Fig. 10). Das Rohr a wird von zwei Backen mittels der Schrauben b c festgehalten. In einer mit dem Schneckenrad d versehenen drehbaren B�chse sitzt der Schneidbacken, von dem Hebel h und einer Schnecke auf der Welle e in Umdrehung versetzt und zum Schneiden gebracht, w�hrend sich das St�ck g mit dem Rohr a l�ngs der F�hrung f verschiebt.

Fig. 10. Gewindeschneidger�t.

Fig. 11. Schraubst�hle.

3) Der Schraubstahl mit der Drehbank. Der Schraubstahl (Str�hler, Fig. 11) besteht aus einem breiten, nach dem Gewinde gezahnten Mei�el, der gegen die auf der Drehbank rotierende Spindel gehalten und l�ngs derselben fortgeschoben wird. Lange Schrauben, z. B. f�r Pressen u. dgl., erzeugt man auf der Leitspindeldrehbank (s. Drehbank, S. 180).

Schraubenmuttern schneidet man 1) mit Schraubenbohrern (Gewindbohrern, Mutterbohrern). Dieses Werkzeug ist eine st�hlerne S. (Fig. 12), deren Gewinde nach dem Ende a zu allm�hlich abnehmen, nur bei b vollst�ndig erhalten und der ganzen L�nge nach mit Furchen ab versehen sind, welche die Schneiden hervorbringen.

Fig. 12. Schraubenbohrer.

Querschnitt.

Indem man den Bohrer mit einem auf den viereckigen Zapfen c gesteckten Griff oder Hebel (Wendeisen) in dem Loche der Mutter herumdreht, greifen die Z�hne, welche die einzelnen G�nge bilden, allm�hlich an, so da� bei einem Durchgang des Bohrers die Mutter geschnitten ist. 2) Mit Schraubst�hlen, an denen die Schneiden (Fig. 11) seitw�rts sitzen, damit sie in das Loch der auf der Drehbank bewegten Mutter eingef�hrt werden k�nnen (inwendiger Schraubstahl).

Fig. 13. Schneidzeug f�r h�lzerne Schrauben.

Zum Schneiden h�lzerner Schrauben erh�lt die Kluppe (Schneidzeug) zwei Gei�f��e i i (Fig. 13) und einige Schraubeng�nge zur F�hrung.

Fig. 14.

Fig. 14 u. 15. Gewindebohrer f�r h�lzerne Schrauben. a Querschnitte.

Das Muttergewinde erzeugt man mittels rohrartiger Gewindebohrer (Fig. 14) mit einem Zahn m oder mittels massiver Bohrer (Fig. 15). Zur Fabrikation der Holzschrauben zerschneidet man Draht mit einer Schere in St�cke von bestimmter L�nge.

Fig. 16. Schraubenschneidmaschine.

Diese werden sodann wie die Drahtstifte angek�pft, mit dem f�r den Schraubenzieher bestimmten Einschnitt durch Einpressen oder Einschneiden (Einstreichen) mittels Kreiss�gen versehen und auf einer einfachen Drehbank, unter Verschiebung der Drehbankspindel mit Hilfe eines auf derselben sitzenden S., sowie einer sogen. Patrone unter Anwendung eines schmalen Mei�els mit dem Gewinde ausgestattet.[30] Zur Massenfabrikation der Schrauben dient vielfach die Drehbank, namentlich unter Anwendung der Revolver, sodann auch ein Walzwerk (s. Tafel »Fahrradbaumaschinen«, S. II), ganz besonders aber die Gewindeschneidemaschine, die in zahlreichen Ausf�hrungen in Verwendung steht. Eine neuere Ausf�hrung zeigt Fig. 16. Eine durch die Riemenscheiben a und b mit offenem und gekreuztem Riemen in Drehung versetzte Spindel nimmt bei d einen Schraubenbohrer oder die Schneidbacken auf, w�hrend das Arbeitsst�ck in dem Schieber i sitzt und durch den Handgriff h vorgeschoben wird. Das Werkzeug in d mu� vor- und zur�ckgedreht werden. Zu dem Zwecke dient der Doppelreibkegel c, der durch den Stift e die Spindel rechts mitnimmt, wenn er durch den Fu�tritt f, Hebel l und Schieber s an a mit dem offenen Riemen und links, wenn er von der in der Spindel liegenden Feder gegen die Scheibe b mit gekreuzten Riemen angedr�ckt wird. Vgl. Frey, Die S. (4. Aufl., Halle 1900).