Historischer Hintergrund zu Schraubengewinden

Informationen zu Schraubengewinden

Historischer Hintergrund

Einige gehen davon aus, dass das Schraubengewinde um 400 v. Chr. von Archytas von Tarent (428 v. Chr. – 350 v. Chr.) erfunden wurde. Archytas wird manchmal als Begründer der Mechanik bezeichnet und war ein Zeitgenosse von Platon. Eine der ersten Anwendungen des Schraubenprinzips waren Pressen zur Gewinnung von Ölen aus Oliven und Saft aus Trauben. Die Ölpressen in Pomeji wurden nach dem Schraubenprinzip betrieben. Archimedes (287 v. Chr. – 212 v. Chr.) entwickelte das Schraubenprinzip und verwendete es, um Vorrichtungen zu konstruieren, um Wasser anzuheben. Die Wasserschraube kann in Ägypten vor der Zeit von Archimedes entstanden sein. Es wurde aus Holz gebaut und diente zur Landbewässerung und zur Entfernung von Bilgenwasser von Schiffen. Die Römer wendeten die archimedische Schraube an, um Entwässerung abzubauen. Die Schraube wurde im ersten Jahrhundert nach Christus in Mechanica von Heron von Alexandria beschrieben.

Die Konstruktion des Schraubgewindes hing vom Auge und Können des Handwerkers ab. Fortschritte in diesem Bereich ereigneten sich im achtzehnten Jahrhundert. Antoine Thiout führte um 1750 die Innovation ein, eine Drehmaschine mit einem Schneckenantrieb auszustatten, mit dem der Werkzeugwagen halbautomatisch in Längsrichtung bewegt werden kann. Schrauben mit feinen Steigungen sind in einer großen Vielfalt von Instrumenten – wie Mikrometern wesentlich. Um ein solches Gewinde zu konstruieren, war eine Drehmaschine unerlässlich. Jesse Ramsden stellte 1770 die erste zufriedenstellende Drehmaschine her. Mit seinen Drehmaschinen kann aus einem sorgfältig geschnittenen kleinen Original eine lange Schraube geschnitten werden. Präzisionsschrauben ermöglichten die Herstellung von Präzisionsinstrumenten für den Bau von Dampfmaschinen und Werkzeugmaschinen. Durch ihre Verwendung in Vermessungsinstrumenten halfen sie beim Bau und der Entwicklung von Kanälen, Straßen und Brücken.

Schraubengewinde für Befestigungselemente wurden von Hand geschnitten, aber die steigenden Anforderungen hielten es für notwendig, dass sie werkseitig hergestellt wurden. J und W Wyatt patentierten ein solches System 1760. Die fehlende Standardisierung der Gewinde machte die Austauschbarkeit der Verbindungselemente problematisch.

Um diese Probleme zu überwinden, sammelte Joseph Whitworth Musterschrauben aus einer großen Anzahl britischer Werkstätten und unterbreitete 1841 zwei Vorschläge:
1. Der Winkel der Gewindeflanken sollte auf 55 Grad genormt sein.
2. Die Anzahl der Gewinde pro Zoll sollte für verschiedene Durchmesser standardisiert werden.
Seine Vorschläge wurden in Großbritannien in den 1860er Jahren zur Standardpraxis.

1864 schlug William Sellers in Amerika unabhängig einen anderen Standard vor, der auf einer 60-Grad-Gewindeform und verschiedenen Gewindesteigungen für verschiedene Durchmesser basierte. Dies wurde als US-Standard übernommen und entwickelte sich anschließend zur American Standard Coarse Series (NC) und zur Fine Series (NF). Die Gewindeform hatte flache Wurzeln und Kämme, die die Herstellung der Schraube erleichterten als der Whitworth-Standard mit abgerundeten Wurzeln und Kämmen.

Etwa zur gleichen Zeit wurden in Kontinentaleuropa metrische Gewindestandards mit einer Reihe unterschiedlicher Gewindeflankenwinkel eingeführt. Zum Beispiel hatte der deutsche Loewenherz einen Gewindeflankenwinkel von 53 Grad 8 Minuten und der Schweizer Thury-Faden einen Winkel von 47,5 Grad. Das internationale metrische Standardgewinde entwickelte sich schließlich aus deutschen und französischen metrischen Standards, die auf einem 60-Grad-Flankenwinkel mit flachen Kämmen und abgerundeten Wurzeln basieren.
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