Der Paarungsflankendurchmesser - Untersuchung des begrifflichen Umfeldes, der Einflussgrößen und der Bedeutung für die Funktion, Spezifikation, Fertigung und Prüfung von Gewinden

Meß, Torsten GND

Mit der vorliegenden Arbeit wurde eine umfassende Untersuchung der Bestimmungsgröße Paarungsflankendurchmesser durchgeführt. Dabei wurden für den Flankendurchmesser, den Flankendurchmesserzylinder, den Flankendurchmesserkegel, den einfachen Flankendurchmesser, den Paarungsflankendurchmesser und weitere wichtige Bestimmungsgrößen neue Definitionen erarbeitet. Diese Definitionen ermöglichen erstmals die eindeutige geometrische Beschreibung und Erfassung wirklicher Gewinde im Bereich der Gewindeflanken. Alle Einflussgrößen auf den Paarungsflankendurchmesser wurden systematisch und umfassend beschrieben und analysiert. In die Betrachtungen wurden dabei nahezu alle Gewinde eingeschlossen, die auf einem Ausgangsdreieck des Gewindeprofils beruhen. Neben der ausführlichen Vermittlung der komplexen Zusammenhänge ermöglichen die aufgestellten Gleichungen die näherungsweise Berechnung des Paarungsflankendurchmessers. Die grundsätzliche Eignung dieser Betrachtungen zur hinreichend genauen Analyse und Beurteilung wirklicher Gewinde wurde anhand von Versuchen zur Bestimmung von Paarungsausgleichsbeträgen untersucht und bestätigt. Die Bestimmungsgröße Paarungsflankendurchmesser berücksichtigt die Einflüsse aller geometrischen Merkmale im Bereich der Gewindeflanken eines wirklichen Gewindes auf dessen Paarungsfähigkeit. Der Paarungsflankendurchmesser und der Paarungsausgleichsbetrag beeinflussen ein Gewinde jedoch auch hinsichtlich dessen weiterer Funktionen wie Befestigen, Bewegen, Zentrieren oder Dichten. Beide Bestimmungsgrößen sind somit bereits bei der Spezifikation, der anschließenden Fertigung und letztlich auch bei der Prüfung des Gewindes zu berücksichtigen. Die in der vorliegenden Arbeit enthaltenen Betrachtungen bilden eine entscheidende Grundlage für die sinnvolle und funktionsgerechte Tolerierung aller betreffenden Bestimmungsgrößen des Gewindes unter Berücksichtigung des Paarungsausgleichsbetrages und des Paarungsflankendurchmessers. Bei der Fertigung von Gewinden ermöglichen sie außerdem die zielgerichtete messtechnische Überwachung der Einflussgrößen auf den Paarungsflankendurchmesser und damit die entsprechende Gestaltung und Steuerung des Fertigungsprozesses. Ferner bilden die in der vorliegenden Arbeit enthaltenen Betrachtungen eine entscheidende Grundlage für die weitere Entwicklung bestehender oder neuer Verfahren zur Messung von Gewinden. Dies betrifft insbesondere die Verfahren, die eine ganzheitliche Erfassung des Gewindes als dreidimensionales Objekt gewährleisten. Unter der Voraussetzung einer entsprechend vollständigen messtechnischen Erfassung des Gewindes ist dabei auch die direkte Bestimmung des Paarungsflankendurchmessers, also dessen Messung möglich.

This thesis is a comprehensive study of the screw thread element virtual pitch diameter. New definitons were worked out for the pitch diameter, the pitch cylinder, the pitch cone, the simple pitch diameter, the virtual pitch diameter and other important screw thread elements. For the first time these definitions allow a precise geometrical description of real screw threads in the area of the flanks. All elements affecting the virtual pitch diameter were systematicly and extensively described and analyzed. Nearly all screw threads who are based on a fundamental triangle were included in the study. In addition to the detailed description of the complex relationships the established formulas allow the approximate calculation of the virtual pitch diameter. To provide a sufficiently precise analysis and evaluation of real screw threads, the suitability of these considerations was verified and confirmed, based on tests to determine pitch diameter equivalents. The screw thread element virtual pitch diameter considers in the area of the flanks the influences of all geometrical characteristics on the mating ability of the real screw thread. The virtual pitch diameter and the pitch diameter equivalent affect a screw thread but also with regard to other functions such as fastening, moving, centering or sealing. Therefore both screw thread elements are to be considered during specification, production and verification of the screw thread. The study contained in this thesis is an important basis for rational and functional tolerancing of all relevant screw thread elements, taking into consideration the pitch diameter equivalent and the virtual pitch diameter. During the production of screw threads the study allows also the metrological monitoring of the elements affecting the virtual pitch diameter and thus the appropriate structuring and control of the manufacturing process. Furthermore the study contained in this thesis is an important basis for the development of existing or new screw thread measuring methods. This concerns in particular these measuring methods regarding the screw thread as a three-dimensional object. The direct determination of the virtual pitch diameter by sufficiently complete measurement of the screw thread also is possible.

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Meß, Torsten: Der Paarungsflankendurchmesser - Untersuchung des begrifflichen Umfeldes, der Einflussgrößen und der Bedeutung für die Funktion, Spezifikation, Fertigung und Prüfung von Gewinden. Ilmenau 2017.

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