Gewinde, Schrauben und Spannelemente

Bolzen, Schrauben und Muttern gehören zu den verbreitetsten Verbindungsmethoden im Metallbauerhandwerk, gerade weil eine Gewindeverbindung wieder gelöst werden kann — im Gegensatz zu einer geschweißten oder gelöteten Verbindung. Das Gewindesystem zu verstehen und das richtige Verbindungselement zu wählen, gehört deshalb genauso zum Fach wie eine Naht schweißen zu können.

In Dänemark und dem größten Teil der Welt wird das metrische Gewindesystem verwendet, oft mit dem Buchstaben M bezeichnet, das in der internationalen Norm ISO 68-1 definiert ist. Das System beschreibt die Geometrie des Gewindes anhand zweier Hauptgrößen: dem Außendurchmesser und der Steigung, also dem Abstand zwischen zwei benachbarten Gewindegängen, gemessen entlang der Gewindeachse.

Eine Gewindebezeichnung wie M10 sagt aus, dass es sich um ein metrisches Gewinde mit einem Außendurchmesser von 10 Millimetern handelt. Die Norm ISO 965 legt die Toleranzen für die verschiedenen Gewindesteigungen fest und gibt an, welches Spiel zwischen Schraube und Mutter gewählt werden sollte. Gibt eine Zeichnung keine bestimmte Toleranzklasse an, werden normalerweise 6g für das Bolzengewinde und 6H für das Muttergewinde als Standardwahl verwendet.

• 01Sechskantschrauben und Sechskantmuttern für gewöhnliche Konstruktionen
• 02Innensechskantschrauben, wo der Platz eng ist oder das Aussehen schön sein soll
• 03Sicherungsmuttern und Federscheiben dort, wo bei Vibration Gefahr des Lösens besteht
• 04Gewindestangen und Madenschrauben für besondere Montageaufgaben

Die Festigkeit einer Schraubverbindung hängt nicht nur von der Gewindegröße ab, sondern auch davon, wie stark sie angezogen ist — von der Vorspannung. Zu wenig Vorspannung kann die Verbindung unter Last lose werden lassen, während zu viel den Schraubenwerkstoff oder die gesamte Konstruktion überlasten kann. Deshalb geben viele Konstruktionen ein bestimmtes Anzugsmoment an, das mit einem Drehmomentschlüssel eingehalten werden muss, statt 'nach Gefühl' anzuziehen.

Vibrationen, Temperaturschwankungen und wiederholte Belastung können eine Gewindeverbindung mit der Zeit lösen. Für gefährdete Verbindungen gibt es deshalb eine Reihe von Sicherungsmethoden — Sicherungsmuttern mit eingebauter Reibsicherung, Federscheiben, Gewindeklebstoff und in manchen Fällen Splinte oder Sicherungsbleche. Die Wahl hängt davon ab, wie kritisch die Verbindung ist und welcher Belastung sie im Betrieb ausgesetzt wird.