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Gewindeberechnung Alles eine Sache der Auslegung

| Autor / Redakteur: Andre Moch / Stefanie Michel

Ob im Maschinen- oder Werkzeugbau, für den Einsatz in anspruchsvollen Produktionsprozessen oder unter Wasser: Spindeln und Gewinde sind teils extremen Anforderungen ausgesetzt. Die Gewindeauslegung ist deshalb entsprechend komplex. Ein Berechnungsprogramm macht es nun einfacher.

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Mit dem Online-Berechnungsprogramm zur Gewindeauslegung können Anwender individuelle Gewindeprofile für zahlreiche Anwendungen definieren.
Mit dem Online-Berechnungsprogramm zur Gewindeauslegung können Anwender individuelle Gewindeprofile für zahlreiche Anwendungen definieren.
(Bild: Bornemann Gewindetechnik)

Die geringstmögliche Gewindedimension bei optimaler Tragfähigkeit ebnet den Weg zu kompakten Sonderkonstruktionen im Maschinenbau und minimiert zugleich den Materialeinsatz. Aber bei der Auslegung ist viel Rechenarbeit gefragt. Neben kostspieliger Software kommen oft dicke Formelsammlungen oder selbstgebastelte Excel-Tabellen zum Einsatz. Doch je spezieller das Gewinde, desto komplexer wird die Auslegung. Und ist Maßarbeit erforderlich, diskutieren schnell zwei, drei Experten, sie rechnen, simulieren, passen an und rechnen neu. Insbesondere sicherheitsrelevante Lösungen in den Bereichen Hebe-, Medizin- und Fördertechnik rechtfertigen jeden Einsatz. Im Zweifelsfall verlängern Optimierungen im Detail die Projektlaufzeit.

Gewindeauslegung online

Bornemann bietet deshalb jetzt ein kostenfrei nutzbares Online-Berechnungsprogramm zur Gewindeauslegung an, mit dem Anwender in wenigen Schritten individuelle Gewindeprofile für alle nur denkbaren Anwendungen definieren können. Dazu muss man lediglich Axialbelastung, Gesamtlänge, Gewindelänge und Lagerabstand eingeben – optional die Werkstoffe auswählen und Angaben zur Schmierung machen.

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Ganz gleich, ob Standardgewindespindeln oder Leitspindeln, Trapezgewinde oder Trapezgewindespindeln, Sägen-, Rund- oder Steilgewinde: Die automatische Auslegung erfolgt ganz ohne Formelsammlung und Excel-Tabelle. Alle Faktoren können wieder und wieder verändert werden. In der Praxis gelingt die Gewinderealisierung damit schneller, einfacher, sicherer – auch dann, wenn die Gewindeauslegung für Unternehmen nicht zum Tagesgeschäft zählt oder für ein Spezialwerkzeug erstmals zur Anwendung kommen soll.

Basis für Beratungsgespräch

Der Rechner ist als Browseranwendung für jedermann erreichbar, liefert belastbare Ergebnisse und schafft die Basis für ein intensives Beratungsgespräch rund um Sonderlösungen nach Maß. Er wurde von Bornemann-Gewindeexperten programmiert, basiert auf allgemein zugänglichem Formelmaterial und integriert zudem die jahrzehntelange Erfahrung im Bereich hochspezialisierter Gewindetechnik. Bereits in der Test- und Entwicklungsphase gab Bornemann langjährigen Kunden Gelegenheit zum Schulterblick.

Erik Säfsten, Experte für Hebebühnen und CEO des skandinavischen Unternehmens Dendro Lift, hat mit seinen Ingenieuren den neuen Rechner intensiv getestet: „Wir produzieren sehr individuelle Hebeanlagen für schwere Lasten. Das Auslegungstool von Bornemann erleichtert meinen Ingenieuren die Arbeit enorm. Sie können damit unkompliziert die richtigen Gewindegrößen ermitteln. Wenn sich eine der Variablen verändert, berechnet das Tool automatisch die Auswirkung auf alle anderen Parameter. In der Konstruktion kundenspezifischer Anlagen gibt uns das noch mehr Sicherheit und wir kommen schneller voran.“

Wenige Pflichtfelder für schnelle Ergebnisse

Ob Student, Techniker oder erfahrener Spezialmaschinen-Ingenieur: Der Gewinderechner erschließt sich dank klarer Gliederung und Drop-Down-Menüs intuitiv Schritt für Schritt, schafft ein Verständnis für komplexe Zusammenhänge diverser Parameter und öffnet die Augen für neue Lösungswege. Nutzer können die kleinste passende Gewindegröße berechnen oder die optimale Größe aus einem Spektrum selbst frei wählen. Für schnelle Ergebnisse sind lediglich wenige Pflichtfelder vorgegeben: Axialbelastung in Kilonewton, Lagerabstand in Millimeter und Gesamtlänge und Gewindelänge der Spindel in Millimetern. Belastungsarten wie Wechselbelastung, schwellende oder ruhende Druckbelastung beziehungsweise schwellende oder ruhende Zugbelastung können darüber hinaus definiert werden, wie auch die Lagerungsart der Spindel in den Kombinationen: Festlager/Frei, Loslager/Loslager, Festlager/Loslager und Festlager/Festlager.

Je nach Anwendung und Einsatzgebiet ist insbesondere bei Rund-, Steil- und Trapezgewinden sowie Leit- und Trapezgewindespindeln die Werkstoffauswahl von entscheidender Bedeutung. Bornemann setzt für Gewindespindeln ausschließlich hochwertigen Stahl und praxisbewährte Stahllegierungen ein. Acht unterschiedliche Stahlqualitäten sind in der Auslegungssoftware hinterlegt. Für Gewindemuttern stehen je nach Einsatzgebiet und Belastungsfaktor 17 unterschiedlichste Werkstoffe zur Wahl: Von Rotguss, Grauguss, Bronze, Mehrstoffbronze oder Sonderbronze wie Ampco bis hin zu Kunststoffen mit starker Gleitfähigkeit.

Errechnete Werte in CAD-Software übernehmen

Wer mag, definiert mit Blick auf die Zugspannung einen individuellen Sicherheitsfaktor. Voreingestellt ist stets ein Wert von 1,25. Vor dem Klick auf den Eingabe-Button kann zudem die Gewindeart gewählt werden. Nutzer entscheiden sich zwischen unterschiedlichsten Ausführungen aus den Bereichen Trapezgewinde, Sägengewinde, Rundgewinde, metrische Gewinde, Einheits-Zollgewinde und Withwort-Gewinde zum Beispiel für Wasserinstallationen und Pneumatikanwendungen.

Errechnete Werte beziehen sich auf eine Rundmutter, Vierkantmutter oder Flanschmutter und eine einfache Gewindespindel ohne Bearbeitung der Zapfen. Das Berechnungsprogramm überprüft die Selbsthemmung des Gewindes sowohl in Bewegung als auch im Anlauf. Nutzer können alle Grundparameter wie zum Beispiel Nennmaß, Teilung oder Gangzahl je nach Bedarf weiter optimieren, verändern und Berechnungen per Klick aktualisieren.

Stets werden wichtige Empfehlungen, Tipps und Besonderheiten eingeblendet. Themen wie Flächenpressung werden aufgriffen, Zusammenhänge zur zulässigen Betriebsdrehzahl erklärt, Faustformeln, Toleranzen und Qualitätsfaktoren erläutert. Werte zu Knickung und Festigkeitsprüfung werden ebenso ausgegeben wie Antriebsmoment, Antriebsleistung und Haltemoment. Alle Werte können mit einem Screenshot gespeichert, ins CAD-Programm übernommen oder ausgedruckt werden.

Der Rechner arbeitet nach aktuellen DIN- und ISO-Ausführungsnormen. Eine rechtlich verbindliche Zusicherung bestimmter Eigenschaften oder der Eignung für einen bestimmten Einsatzzweck kann nicht abgeleitet werden. Nutzer sind eingeladen, für verbindliche Beratungen vor Beauftragung oder Produktionsstart den direkten Kontakt zu suchen und – ebenfalls komfortabel per Klick – eine Beratungsanfrage zu starten.

* Andre Moch ist Fachjournalist in 30163 Hannover; weitere Informationen: Bornemann Gewindetechnik GmbH & Co. KG in 31073 Delligsen

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