Selbsthemmende Schraube

Stellen Sie sich einen Spindelhubgetriebe mit Vierkantgewinde vor, das eine Last trägt. Behält die Schraube auch nach dem Entfernen des Moments ihre Position, spricht man von selbsthemmend.

Dies geschieht, wenn sich die Richtung der Reibungskraft umkehrt und die Reaktionskraft auf der anderen Seite der Normalen des Fadens wirkt.

Dabei kann der Haftreibungswinkel größer oder gleich dem Steigungswinkel sein.

Um eine selbstsichernde Schraube nach unten zu wickeln, muss ein Moment in die entgegengesetzte Richtung auf die Schraube aufgebracht werden. Durch Anwendung der Gleichgewichtsgleichungen für die Kräfte kann die Größe des Moments bestimmt werden.

Wenn beide Winkel gleich sind, wirkt die Reaktion vertikal und gleicht die Last so aus, dass die Schraube kurz davor steht, sich nach unten zu wickeln.

Wenn der Reibungswinkel kleiner als der Steigungswinkel ist, ist die Schraube nicht selbsthemmend und es wird ein Moment in die entgegengesetzte Richtung angelegt, um das Aufwickeln der Schraube nach unten zu stoppen.

Dieser Moment erzeugt eine horizontale Kraft, die das Gleiten des Fadens auf der schiefen Ebene verhindert. Aus dem Freikörperdiagramm kann die Größe dieses Moments bestimmt werden.