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Holzgewinde

Holzgewinde = Gewinde aus Holz

Holzgewinde ist unter Freizeittischlern nicht sehr verbreitet und wird auch von Holzprofis nur noch selten verwendet. Dementsprechend gibt es auch sehr wenige Informationen im (deutschsprachigen) Internet. Aus diesem Grund möchte ich versuchen hier ein paar in grundlegende Dinge zusammenzutragen. Alle Informationen entsprechen dabei meinen begrenzten Erfahrungen als Laie - für weitere Hinweise bin ich dankbar.

Zum Vergrößern der Bilder bitte auf die Fotos klicken

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei Arten von Holzgewinden: Feine Gewinde für Dosendeckel, die mit Gewindestrählern auf der Drechselbank hergestellt werden und gröbere Gewinde, die mit einem Schneidzeug gefertigt werden und vielfältigen Einsatz finden. Hier werden nur die Gewinde behandelt, die mit dem Schneidzeug hergestellt werden. (Vielleicht habe ich später auch einmal Zeit, mich den Gewindestrählern zu widmen.)

Das Werkzeug

Eine Schneidgarnitur besteht aus mehreren Teilen: die Schneidkluppe und der Gewindebohrer. Man benötigt auch noch ein Windeisen und einen Kernlochbohrer, dieses werden manchmal zusammen in einem Satz angeboten.

Die Schneidkluppe

Für das Außengewinde - die Schraube - gibt es die Schneidkluppe. Diese kann aus Holz oder Metall bestehen. In der Schneidkluppe befindet sich ein Geißfuß, der die Gewindegänge schneidet. Der Geißfuß ist mit zwei Schrauben befestigt. Über dem Geißfuß ist ein Deckel befestigt, der dem Stab eine rechtwinklige Führung gibt. Wenn das Gewinde allerdings bis zum Gewindezapfenansatz geschnitten werden soll, muss der Deckel abgenommen werden. Der Deckel dient außerdem auch als Schablone, um den Holzstab im entsprechendem Durchmesser anzufertigen. Auf der anderen Seite des Geißfußes ist ein Innengewinde aus Metall, in das der gerade geschnittene Gewindestab hineinläuft. Dadurch ist ein gleichmäßiger "Vorschub" gewährleistet, der eine definierte Gewindesteigung sicher stellt. Die Qualität des geschnittenen Gewindes hängt vor allem von der Schärfe des Geißfußes ab.

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Geißfuß in einer Schneidkluppe aus Holz

Geißfuß in einer Schneidkluppe aus Metall

Gewindebohrer

Die Werkzeuge für Innengewinde - die Mutter - werden in alter Literatur auch als "Bolzen" bezeichnet.

Grundsätzlich gibt es drei verschiedene Gewindeschneider: Der deutsche Gewindeschneider - wird auch Würger genannt - der französische Gewindeschneider und der Langholzgewindeschneider. Der Langholzgewindeschneider ist meines Wissens nach heute nicht mehr neu zu kaufen und bleibt deshalb hier unberücksichtigt.

Selbstverständlich muss für alle Gewinde zunächst ein passendes Kernloch mit einem Holzbohrer vorgebohrt werden.

Der deutsche Gewindescheider ähnelt einem Gewindebohrer für Metall, hat allerdings eine stärker ausgeprägte konische Form. Vier Schneiden pro Gewindegang "raspeln" sich durch das Holz, bis erst nach etlichen Umdrehungen der volle Gewindedurchmesser erreicht ist. Da der Gewindebohrer keine Führung im vorgebohrtem Loch hat, ist es sehr wichtig, den Gewindeschneider rechtwinklig anzusetzen, weil sonst das Gewinde stark verlaufen kann. Da jede Schneide nur eine kleine Menge Holz abzutragen hat, halten sich die Ausrisse im Bereich, in dem gegen die Holzfaser gearbeitet wird, in Grenzen. Dafür ist die Schnittqualität im allgemeinen nicht so sehr gut. Weil mit einem sehr steilen Winkel geschnitten wird, wird eigentlich mehr geschabt als geschnitten.

Der französische Gewindeschneider hat vor der Schneide einen Führungsbolzen in der Stärke des Kernlochs. Dadurch ist einen gute winklige Führung im Bohrloch gewährleistet. Die Schneide wird durch ein Loch gebildet, welches genau auf dem Gewindegang sitzt und scharf angeschliffen wird. Das Loch hat auch die Funktion die Späne aufzunehmen und nach untern abzuführen. Im weiteren Verlauf verjüngt sich das Führungsgewinde leicht, damit der Gewindebohrer sich im Holz leichter drehen lässt.

Der (französische) Bohrer besitzt heute nur noch eine Schneide. In älterer Literatur wird der Gewindeschneider mit zwei oder mehr Schneiden beschrieben. Das erscheint auch durchaus sinnvoll. Während einer vollständigen Umdrehung im Holz kommt die Schneide zwei mal an einen Punkt, an dem gegen die Faser geschnitten werden muss und die Holzfasern nicht mehr von benachbarten Fasern unterstützt werden. An dieser Stelle kommt es zu Ausrissen. Die Ausrisse sind um so größer, je mehr Material auf einmal abgetragen werden muss. Ein Gewindeschneider mit nur einer Schneide muss das Material für einen Gewindegang auf einmal herausarbeiten, und dadurch sind in diesem Bereich des Gewindes Ausrisse möglich oder sogar unvermeidbar. Ein Gewindeschneider mit mehreren Schneiden würde hier sicher bessere Ergebnisse erzielen. Da mehrere Schneiden für die Hersteller einen erheblichen Mehraufwand bedeuten, ist es wahrscheinlich, dass aus ökonomischen Gründen nun noch Gewindeschneider mit einer Schneide gefertigt werden. - Sie sind ja ohnehin teuer genug.

Am oberen Ende des Gewindebohrers befindet sich eine Vierkantaufnahme, die in ein Windeisen gesetzt wird. Damit wird der Bohrer von Hand geführt und bewegt. Manche Bohrer habe auch anstelle des Vierkants ein Querloch, in das ein Stab eingeführt wird, um den Bohrer zu bewegen.

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Französischer Gewindebohrer

Vergleich Deutscher und Französischer Gewindeschneider

Der praktische Einsatz

Es wird häufig empfohlen, vor dem Gewindeschneiden das Holz über Nacht in ungekochtes Leinöl einzulegen, damit es nicht zu großen Ausrissen kommt. Tatsächlich vermindert es (bei manchen Holzarten) die Gefahr von Ausrissen - vor allem beim Außengewinde - der Schraube. Der Nachteil ist aber, dass das Holz die Farbe verändert und später nicht alle Oberflächenbehandlungen angewandt werden können. Es dauert auch sehr lange bis der schmierige Film, den das Leinöl erzeugt, verschwunden ist. Es kann natürlich auch ein schneller aushärtendes Holzöl verwandt werden. Im Einzelfall zeigen sicher Versuche, ob Ausrisse zu erwarten sind oder ob zugunsten einer später geplanten Oberflächenbehandlung auf ein vorheriges Ölen verzichtet werden soll.

Grundsätzlich kommen für Holzgewinde nur feinporige Laubhölzer in Frage - je feiner und fester um so besser. Nadelhölzer sind (fast durchweg) ungeeignet, und auch so grobporige Hölzer wie Eiche kommen kaum in Frage. Buche und Ahorn gehen schon, noch besser sind Weißbuche oder Obsthölzer.
 

Das Innengewinde - Die Mutter

Um ein Innengewinde anzubringen, muss zunächst ein Kernloch gebohrt werden. Die Größe es Kernlochs ist natürlich von der Größe es Gewindes abhängig. Wenn komplette Gewindeschneidsätze erworben werden, wird auch oft ein passender Bohrer mitgeliefert. Es ist sinnvoll, das Kernloch mit Hilfe eines Bohrständers zu bohren, damit die Bohrung nicht verläuft und auch wirklich rechtwinklig wird. Der Bohrer sollte natürlich scharf sein und ein einwandfreies Loch schneiden. Sehr gut haben sich die Bormax von Famag bewährt.

Im zweiten Arbeitsschritt wird dann das Gewinde geschnitten. Dazu wird der Gewindebohrer rechtwinklig in das Kernloch eingesetzt und gleichmäßig vorsichtig gedreht. Gerade am Anfang des Gewindes muss ein gewisser Druck ausgeübt werden, damit der Bohrer auch in das Holz eindringt und die notwendige Gewindesteigung erreicht wird. Nach einigen Umdrehungen zieht sich der Bohrer dann von selbst in das Holz. Wenn ein deutscher Gewindeschneider verwendet wird, ist es sinnvoll den Bohrer nach ein paar Umdrehungen wieder zurückzudrehen, um die Späne zu entfernen. Diese könnten sonst das gerade geschnittenen Gewinde zerquetschen. Beim erneuten Einsetzen des Bohrers muss natürlich darauf geachtet werden, die bereits geschnittenen Gewindegänge wieder genau zu treffen.

Es ist durchaus sinnvoll, den Bohrer noch ein zweites Mal in das Gewinde einzusetzen, um überstehende Holzfasern zu glätten und so ein sauberes Innengewinde zu erhalten. Wenn die Form des Werkstücks es zulässt, ist es auch zweckmäßig, den Bohrer von der anderen Seite des Gewindes noch einmal einzuführen. Dann wird in der Gegenrichtung gearbeitet und ausgerissene Holzfasern noch einmal glatt abgeschnitten. Achtung: Aufpassen, dass man keinen zweiten Gewindegang einschneidet!

Das Außengewinde - die Schraube

Für das Außengewinde ist es unerlässlich, einen Stab mit dem exakten Nenndurchmesser des Gewindes anzufertigen. Dieser wird meistens gedrechselt, kann aber auch mit einem Zapfenschneider oder Dübelstabfräser angefertigt werden. Zu Kontrolle des Durchmessers kann der Deckel der Schneidkluppe abgenommen werden - der Stab muss leicht durch das Loch gleiten und darf auf keinen Fall klemmen. Um nicht immer den Deckel von der Schneidkluppe abzunehmen, kann man sich auch eine entsprechende Schablone mit einem Ausschnitt und einem Loch machen - siehe Foto.
Der Stab wird dann in die Schneidkluppe eingeführt und vorsichtig gedreht. Auch hier wieder am Anfang auf einen gewissen Druck achten, damit auch wirklich ein Gewinde entsteht und nicht bloß ein dünnerer Stab. Sobald das geschnittene Gewinde das metallene Führungsgewinde der Kluppe erreicht hat, kann der Druck nachlassen, da sich nun der "Vorschub" automatisch einstellt. Im Bereich des Geißfußes hat die Schneidkluppe eine Öffnung, damit die Späne herausfallen. Durch diese Öffnung kann man sehr gut den Schneidevorgang beobachten und sieht sofort, ob das Gewinde vielleicht ausbricht.
Gewinde mit kleinerem Durchmesser können in der Hand geschnitten werden, bei größeren Gewinden ist es praktisch, den Stab in der Hobelbank einzuspannen, da er von Hand kaum noch zu halten ist.
Wenn das Gewinde bis an einen dickeren Zapfen gehen soll, muss der Deckel der Schneidkluppe abgenommen werden. Die sollte aber erst geschehen, wenn bereits einige Gewindegänge geschnitten sind. Ohne Deckel ist es sonst sehr schwierig, einen sauberen Gewindeanfang zu bekommen.

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Durchmesser des gedrechselten Stabes kontrollieren

Kontrollschablonen für verschiede Durchmesser

Schärfen der Werkzeuge

Grundsätzlich sind für die Holzbearbeitung scharfe Werkzeuge notwendig. Dies trifft natürlich auch auf Gewindeschneidsätze zu!
Der Geißfuß in der Schneidkluppe hat im Gegensatz zum Geißfuß der Schnitzer die Fase an der Innenseite. Er wird also mit der Feile oder einem kleinen Formstein geschärft. Beim Einsetzen in die Schneidkluppe muss darauf geachtet werden, dass die Schneide einen exakte Tangente zum metallenen Innengewinde bildet.

Der deutsche Gewindebohrer (Würger) kann mit einer kleinen Vierkantfeile nachgeschärft werden. Dazu werden die "Schneiden" so angefeilt, dass eine scharfe Kante entsteht. Da der deutsche Gewindebohrer aber mehr schabt als schneidet, ist die Schärfe nicht so kritisch.

Die Schneide des französischen Gewindeschneiders zu schärfen, ist schon etwas anspruchsvoller. Der Schneide wird einiges an Schneidleistung abverlangt, deshalb muss ihr große Aufmerksamkeit geschenkt werden. Traditionell nimmt man eine Rundfeile, die bequem in das Loch passt und feilt den Schneidezahn so, dass eine wirklich scharfe Schneide entseht. Am besten kontrolliert man die Güte der Schneide mit einer Lupe. Nur eine wirklich scharfe Schneide bringt gute Gewinde.
Eine andere Methode es Schärfens habe ich erfolgreich ausprobiert: Einen kleinen Schleifstift spanne ich in den Motor meiner Oberfräse. Den Motor befestige ich dann mit einem Bohrmaschinenhalter auf der Hobelbank. Nun kann man durch vorsichtiges Führen des Bohrers die Schneide bequem schärfen. Siehe Foto:

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Literatur / Links / Hersteller / Händler

Literatur: Leider kenne ich nur wenige Literaturhinweise bezüglich Holzgewinde.
C.A. Martin - Der Drechlser 1905 - 7 Seiten mit Zeichnungen!
Fritz Spannangel - Das Drechlserwerk 1940 - 2 Seiten
Rolf Steinert - Drechseln in Holz 1990 - 1 Seite

Hersteller: Soweit ich recherchieren konnte, werden Holzgewindeschneider in Deutschland von zwei Herstellern angeboten: Firma Famag und Firma Kirschen.

Folgende Gewindedurchmesser sind erhältlich. 10, 13, 16, 19, 22 25, 28, 32, 38, 44, 50, 62 mm

Händler: Verschiedene Händler, die sich auf Holzbearbeitung und / oder Drechseln spezialisiert haben, bieten diese Schneidegarnituren dann in Sätzen an.
Schneidsätze mit französischem Gewindeschneider und metallenen Schneidkluppen sind zum Beispiel bei
www.feinewerkzeuge.de zu bekommen.  10 - 62mm!! Preise von 130 bis 1000 Euro.

Schneidsätze mit deutschem Gewindeschneider und hölzernen Schneidkluppen kann man bei
www.dick.biz bekommen. 12,5 mm - 38 mm. Preise von 50 bis 60 Euro bekommen.

Links: Deutschsprachige Links zum Thema Holzgewinde sind mir leider nicht bekannt. Bitte darum, dass mir solche Links genannt werden.
Holzgewinde fräse - leider nur eine englische Seite

Abschließende Bemerkungen

Das Gewindeschneiden in Holz ist sicherlich nicht einfach und erfordert einiges an Übung und Erfahrung. Man wird auch gewiss Rückschläge in Form von zu strammen Gewinden oder ausgerissenen Gewindegängen erleben, aber wenn man ein gut passendes Gewinde gefertigt hat, ist das wirklich ein gutes Gefühl.

Gewinde aus Holz kann außerordentlich belastbar sein im Verhältnis zum Gewicht. Es gibt viele Einsatzmöglichkeiten für Gewinde aus Holz, sie werden nur durch die eigenen Kreativität begrenzt.

Ein Beispiel für eine Anwendung von Gewinde in Holz kann man hier sehen:
Höhenverstellung von Notenpulten
Hornständer

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So kann Holzgewinde aussehen - es kann noch besser werden, doch: Nobody is perfect


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verschiedene Schneidkluppen mit Blick auf den “Deckel”. Von dieser Seite wird der Stab eingeführt

Blick auf das Führungsgewinde

verschiedene Gewindebohrer

Deutscher Gewindebohrer - “Würger”

Ausrisse der Faser im kritischen Bereich

Arbeiten mit dem Windeisen

Qualitätsvergleich:
Links: Französischer Gewindeschneider
Rechts: Deutscher Würger

Deutscher Würger im Einsatz

Das Gewinde entsteht

Meine Methode des Schärfens

Satz mit Holzkluppe und Würger. Preise je nach Größe 50 - 70 Euro

Satz mit Metallkluppe und Französischem Gewindeschneider. Preise je nach Größe 130 - 1000 Euro