Titel: Denkschrift des Vereins deutscher Ingenieure über die Einführung eines einheitlichen Schraubengewindes auf metrischer Grundlage.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1894, Band 292/Miszelle 1 (S. 262–263)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj292/mi292mi11_1

Denkschrift des Vereins deutscher Ingenieure über die Einführung eines einheitlichen Schraubengewindes auf metrischer Grundlage.

Kein Maschinenelement kommt in der mechanischen Technik so häufig vor wie die Schraube. Ihre Abmessungen müssen nach Erfahrung und praktischem Bedürfniss festgestellt werden und ihre Herstellung ist schwierig. Bald, nachdem das Maschinenwesen in diesem Jahrhundert einen so grossen Aufschwung genommen, im J. 1841, hat der hervorragende Werkzeugfabrikant John Whitworth in einem an das englische Institut der Civilingenieure gerichteten Schreiben über ein einheitliches System von Schraubengewinden sich ausgesprochen. Seine damaligen Ausführungen sind noch heute zutreffend, um zu begründen, wie nützlich und vortheilhaft es ist, ein einheitliches Schraubengewinde in den Werkstätten eines Landes einzuführen.

Whitworth sagte: „Die Schraubengewinde, welche den Gegenstand meines Vortrages bilden, sind diejenigen der Bolzen und Schrauben, die zur Ausstattung von Dampf- und anderen Maschinen dienen.

Aus der Verschiedenheit der Gewinde, die von verschiedenen Maschinenbauern angeordnet werden, entstehen grosse Unbequemlichkeiten. Die allgemeine Fürsorge für Ausbesserungen wird zugleich kostspielig und unzulänglich. Die Schwierigkeit, die genaue Ganghöhe eines gewissen Gewindes zu ermitteln, verursacht namentlich dann, wenn sie nicht in einem einfachen Verhältniss zu dem üblichen Zoll steht, die grösste Verlegenheit. Dieses Uebel würde gänzlich beseitigt durch ein gleichmassiges System, bei welchem das Gewinde für einen gegebenen Durchmesser constant würde. Dieses Princip würde die kostspielige Mannigfaltigkeit der Schneidwerkzeuge vermeiden und die dadurch herbeigeführte Verwirrung und Hemmung beseitigen. Es würde auch die Verschwendung von Bolzen und Muttern, welche jetzt unvermeidlich ist, verhindern. Der Aufschwung und die Richtung des Maschinenbaues in den letzten Jahren haben eine Vermehrung dieser Uebel bewirkt, die schliesslich zu einer Aenderung des Systems führen müssen. Betrachten wir z.B. die Reparaturwerkstätten einer Eisenbahn oder einer Dampfschiffahrtsgesellschaft. Hier wird die Verschiedenheit der durch den Mangel an Uebereinstimmung erforderlich werdenden Schneidzeuge der Anzahl der Fabrikanten, von denen die Maschinen bezogen sind, entsprechen, während, wenn ein gleiches System von Schraubengewinden bei den verschiedenen Maschinen angewendet wäre, ein einziger Schneidzeugsatz ausreichen würde. Die Ersparniss und die mannigfachen Vortheile, welche in diesem Falle aus der Gleichmässigkeit entspringen, müssen genügend einleuchten. Wenn ein gleichmässiges System für die Marine und die Eisenbahnen angenommen würde, so ist nicht daran zu zweifeln, dass es auch auf alle anderen Maschinen jedweder Art ausgedehnt würde. Für besondere Zwecke würden selbstverständlich stets besondere Gewinde erforderlich sein; aber für Schrauben, welche allgemein zur Zusammensetzung der Maschinen gebraucht werden, würde der Vortheil der Gleichmässigkeit jeder anderen Erwägung vorgehen.“

Whitworth's Bemühungen um Einführung eines einheitlichen, im engsten Bezug zu dem englischen Zoll stehenden Gewindesystems waren von Erfolg gekrönt. Trotz mancher ihm anhaftender Mängel fand sein System vermöge der Vortheile, welche der Einheitlichkeit innewohnen, allgemeine Annähme in England und weite Verbreitung auf dem europäischen Continent. England lieferte unzählige, zum Schneiden der Schrauben eingerichtete Drehbänke, welche den Namen „englische“ erhielten, sowie Schraubenschneidzeuge, und hat daraus grosse Vortheile gezogen. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass der hohe Rang, den England so lange Zeit im Maschinenbau eingenommen hat, zu einem grossen Theile dem Vorgehen Whitworth's zu verdanken ist.

Wie Whitworth bereits in den 40er Jahren in England, so war W. Sellers 1864 in Nordamerika bestrebt, der Mannigfaltigkeit der Schrauben ein Ziel zu setzen. Auch diese Bemühungen hatten Erfolg. Von dem Marineminister der Vereinigten Staaten wurde im J. 1868 eine Commission von Marineingenieuren zur Prüfung der Schraubenfrage ernannt, welche die Wichtigkeit einer völligen Uebereinstimmung der gebräuchlichen Schrauben in der Praxis sowohl der privaten Fabriken wie in der Marine anerkannte. Auf Grund ihres Gutachtens wurde das Seller'sche Gewindesystem im J. 1868 zur ausschliesslichen Verwendung in der Marine vorgeschrieben. Dadurch ist diesem Gewinde der Weg zur Annahme in ganz Nordamerika geebnet worden.

Textabbildung Bd. 292, S. 262
Mit den englischen Schraubendrehbänken und den englischen Schneidwerkzeugen gelangte das Whitworth'sche Schraubensystem auch nach Deutschland; allein meist kam es verändert zur Anwendung. Der Einfluss der in Deutschland üblichen Maassysteme konnte nicht völlig überwunden werden; wenn auch meist die Whitworth'schen Ganghöhen zur Geltung gelangten und auch dessen Gangform einzuhalten versucht wurde, so richteten sich doch die Durchmesser der Bolzen und die Schlüsselweiten der Muttern nach den landüblichen Maassen, früher dem rheinischen, dem bayerischen und anderen, jetzt nach dem Metermaass. Verschiedene missglückte Versuche einzelner Werkzeugfabrikanten, ein metrisches Gewinde einzuführen, haben nur die grosse, höchst schädliche Mannigfaltigkeit auf diese Weise allmählich entstandener Gewinde noch vermehrt.

Bolzen-
durch-
messer d1)

Ganghöhe h

Gangtiefe t

Kerndurch-
messer d1)

Schlüssel-
weite w
mm mm mm mm mm
6 1,0 0,75 4,5 12
7 1,1 0,825 5,35 14
8 1,2 0,9 6,2 16
9 1,3 0,975 7,05 18
10 1,4 1,05 7,9 20
12 1,6 1,2 9,6 22
14 1,8 1,35 11,3 25
16 2,0 1,5 13,0 28
18 2,2 1,65 14,7 31
20 2,4 1,8 16,4 34
22 2,8 2,1 17,8 37
24 2,8 2,1 19,8 40
26 3,2 2,4 21,2 43
28 3,2 2,4 23,2 46
30 3,6 2,7 24,6 49
32 3,6 2,7 26,6 52
36 4,0 3,0 30,0 58
40 4,4 3,3 33,4 64

Es ist ein weit verbreiteter Irrthum, dass in Deutschland das Whitworth-Gewinde allgemein eingeführt sei; eine genaue Prüfung würde ergeben, dass die Gewinde unserer Maschinenwerkstätten meist nur noch im äusseren Ansehen dem Whitworth-Gewinde entsprechen, thatsächlich aber fast sämmtlich mehr oder weniger von einander abweichen. Kaum zwei Fabriken in Deutschland dürften wirklich so gleiche Gewinde haben, dass man die Muttern der einen passend auf die Gewindebolzen |263| der anderen schrauben könnte. Durch diesen Mangel in der Einheitlichkeit der Gewinde befindet sich Deutschland schon lange im grossen Nachtheile gegenüber England und neuerdings auch gegenüber Nordamerika.

Der Verein deutscher Ingenieure hat sich seit 1875 eingehend mit der Frage eines einheitlichen metrischen Gewindesystems befasst und endlich in seiner Breslauer Hauptversammlung vom Jahre 1888 ein bestimmtes System aufgestellt, welches er zur allgemeinen Annahme empfiehlt. Die Scala dieses Systems ist folgende: Kantenwinkel = 53° 8' (Winkel an der Spitze des in das Quadrat eingezeichneten gleichschenkligen Dreiecks).

Gegenüber dem weitest verbreiteten, dem Whitworth'schen Gewinde, sei nur bemerkt, dass dessen Scala erhebliche Sprünge und Unregelmässigkeiten aufweist, dass seine Abstufungen zu grob sind und dass die Abrundungen in der Gangform auf die Dauer die Genauigkeit der Anfertigung hindern, ja unmöglich machen.

Um das von ihm aufgestellte Gewinde in die Praxis einzuführen, muss der Verein deutscher Ingenieure sich zunächst an die deutschen Reichs- und Staatsbehörden wenden, da sie die grössten Abnehmer der Privatfabriken sind und selbst grosse Werkstätten betreiben. Bei der kaiserl. deutschen Marine werden die Gewinde nach dem System Whitworth geschnitten, die Bolzendurchmesser und die Schlüsselweiten werden auf ganze Millimeter abgerundet. Bei den königl. preussischen Staatsbahnen wird ebenfalls das Whitworth'sche System zu Grunde gelegt, aber mit Abweichungen in den Durchmessern. Bei der königl. preussischen Kriegsverwaltung sind zumeist, aber nicht ausschliesslich, die Ganghöhen nach Whitworth in Gebrauch, aber die Gangform ist eine andere und die Durchmesser sind auf Millimeter abgerundet.

Also auch diese drei grossen Behörden desselben Reiches bezieh. Staates haben verschiedene Gewinde.

Wie im eigentlichen Maschinenbau, so finden die Schrauben auch vielfach Anwendung in der Feinmechanik, welche durch die mannigfaltige Ausbildung der Elektrotechnik neuerdings einen ungewöhnlichen Zuwachs erhalten hat. Die Frage einer einheitlichen Herstellung der Schrauben ist daher für die Feinmechanik ganz besonders brennend geworden. Deren Lösung erfolgte unter thatkräftigster Förderung von Seiten der Physikalisch-technischen Reichsanstalt auf einer im November 1892 stattgehabten Conferenz in München durch Aufstellung eines Systems kleinerer Schrauben, im engsten Anschluss an das vom Verein deutscher Ingenieure für Schrauben grösseren Durchmessers aufgestellte System. Das neue System der Feinmechaniker wird voraussichtlich in kürzester Zeit in Deutschland allgemein zur Ausführung kommen, namentlich da auch die betheiligten Staatsanstalten, insbesondere die Reichs-Post- und Telegraphenverwaltung, es zu fördern in Aussicht gestellt haben.

Der Verein hat mehrere vollständige Gewindeschneidzeuge, wie sie für den praktischen Gebrauch der Maschinenfabriken erforderlich sind, anfertigen lassen, um sie denen, die das neue Gewinde erproben wollen, zur Verfügung zu stellen.

Aus den dargelegten Gründen muss der Verein deutscher Ingenieure den grössten Werth darauf legen, von den Reichsund Staatsbehörden, denen grosse technische Betriebe unterstehen, solche Proben des neuen Gewindes vorgenommen zu sehen.

Folgende Erwägungen dürften insbesondere diesen Behörden dazu Veranlassung bieten:

1) Es ist ein auf die Dauer unhaltbarer Zustand, dass im Deutschen Reiche für eines der wichtigsten Maschinenelemente ein auf ausländischem Maass beruhendes und überdies von den meisten willkürlich abgeändertes System angewendet wird.

2) Das Metermaass findet immer weitere Verbreitung. Mit der Einführung des Metermaasses würden aber auch andere Nationen, die jetzt Gewinde nach Whitworth und Sellers haben, veranlasst werden, sich unserem metrischen System anzuschliessen.

3) Indem wir uns bezüglich des Gewindes auf eigene Füsse stellen, machen wir uns auch bezüglich der Werkzeuge dazu von England unabhängig und erhalten dem eigenen Lande die bedeutenden Summen, die immer noch für solche Werkzeuge nach England fliessen. Wenn die Einführung des Metermaasses und damit des metrischen Gewindes auch in fremden Ländern zunimmt, werden wir des Vortheiles theilhaftig werden, den lange Jahre hindurch bis jetzt England durch die Lieferung von Gewindeschneidwerkzeugen und Drehbänken genossen hat.

4) Die Sicherheit, überall – zunächst wenigstens im eigenen Lande – die gleichen Gewinde und die gleichen Werkzeuge zu ihrer Herstellung zu haben, würde ganz ausserordentlich grosse Vortheile mit sich bringen.

5) Dieselbe Sicherheit würde aber auch bedeutende Ersparnisse mit sich bringen.

6) Dadurch, dass das neue Gewinde durchweg von geraden Linien begrenzte Querschnitte und einen jeder Zeit leicht herstellbaren Winkel hat, ist nicht nur die Genauigkeit der Herstellung besser gesichert als bei dem Whitworth'schen, sondern es wird auch aus demselben Grunde billiger herstellbar und leichter auf seine Genauigkeit prüfbar sein.

7) Es muss zugegeben werden, dass die Einführung des metrischen Gewindesystems Kosten und während der Uebergangszeit auch Schwierigkeiten veranlassen wird; aber beide dürften nicht erheblich sein. Es ist nicht nothwendig, dass eine Fabrik, eine Werkstatt von heute auf morgen einen vollständigen Wechsel vornimmt. Auf derselben Drehbank, auf der man mit einer Leitspindel von ½ Zoll engl. das Whitworth-Gewinde schneidet, kann man – nach Anschaffen eines einzigen Wechselrades – die sämmtlichen Steigungen unseres metrischen Gewindes schneiden. Ebenso wenig bedürfen die Schraubenschneidbänke und die Kluppen einer Aenderung. Neu gemacht und geändert werden müssen die Backen und Bohrer, also die eigentlichen Schneidzeuge. Aber das müssen diese Theile so wie so von Zeit zu Zeit.

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Die Bolzen bis zu 5 mm einschliesslich umfasst die von den Feinmechanikern und Elektrotechnikern aufgestellte Scala, die auf vollständig gleichen Grundlagen wie diejenige des Vereins deutscher Ingenieure beruht und als dessen Fortsetzung zu betrachten ist.

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Die Bolzen bis zu 5 mm einschliesslich umfasst die von den Feinmechanikern und Elektrotechnikern aufgestellte Scala, die auf vollständig gleichen Grundlagen wie diejenige des Vereins deutscher Ingenieure beruht und als dessen Fortsetzung zu betrachten ist.

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