Leadschrauben

Leadschrauben sind Gewindeanordnungen, die Drehbewegung in eine lineare Bewegung umsetzen. Sie bestehen aus einer Schraube (Spindel) und einer nut, die axial entlang der Spindel gleitet. Wird die Spindel rotiert, verschiebt sich die Mutter längs der Spindel; der dabei zurückgelegte Weg pro Umdrehung wird Lead genannt.

Wichtige Größen sind Lead, Pitch und Start der Schraube. Der Pitch ist der Abstand zwischen entsprechenden Punkten auf benachbarten Gewinden. Bei einer Einschraubung mit einem Start entspricht der Lead dem Pitch; bei Mehrstart-Gewinden ist der Lead größer und damit die Linearbewegung pro Umdrehung höher. Gewindeformen umfassen trapezförmige Gewinde (Trapezgewinde) und Quadratgewinde; beide werden häufig als Leadschrauben eingesetzt. Die Wahl des Gewindetyps beeinflusst Reibung, Steifigkeit und Selbsthemmung.

Der Wirkungsgrad einer Leadschraube wird vor allem durch Reibung zwischen Schraube und Mutter bestimmt. In der Praxis weisen Leadschrauben oft eine relativ geringe Effizienz auf, was gutes Halten der Last ohne Energiezufuhr begünstigen kann, aber zu Wärmeentwicklung und Verschleiß führt. Hochwirkungsgrad-Varianten nutzen Kugelgewindespindeln (Ball screws), bei denen Rollreibung die Effizienz erhöht, dies ist kostenintensiver.

Verwendungen finden Leadschrauben in Maschinenbauanwendungen wie Achsen von Werkzeugmaschinen, CNC-Fräsen, Linearführungen, Hub- und Positioniermechanismen sowie Montagesystemen. Wichtige Designfaktoren sind Tragfähigkeit, Steifigkeit, Genauigkeit, Geschwindigkeit, Schmierung und Temperatur. Wartung umfasst regelmäßige Schmierung, Ausrichtung und Verschleißprüfung der Nut sowie der Gewinde.