Wire Gauge

Die Angabe Gauge wird häufig verwendet, ist aber selten in gedruckten (deutschsprachigen) Werken zu finden. Dem soll mit einer Gegenüberstellung von Wire Gauges abgeholfen werden. Im Zeitalter des Internets sind mehrere Ausführungen auf diversen Web-Seiten vorhanden. Hiermit werden dann auch diejenigen endlich glücklich, die aus der Anleitung des Speichenspannungsmeßgerätes von Hozan nicht schlau werden, da dort der Speichendurchmesser in Gauges (ja, welche denn? Es scheint die Washburn&Moen zu sein) angegeben ist.

Gauge ist eine alte Angabe, die heute immer noch verwendet wird. Sie wurde früher unterschiedlich definiert; je nachdem, welcher ,,Nagel`` für die Drahtherstellung verwendet wurde, um eine ASTM-Schrift, die sich mit Einheiten und deren Definitionen beschäftigt, zu zitieren. Alleine für Drähte sind mehr als einundzwanzig verschiedene Gauges definiert:

B.&S.:
Brown and Sharpe Wire Gauge. Wird für Drähte aus Kupfer (nicht Telefonkabel) und Bronze, Phosphor Bronze, Silber, Aluminium, Zinc ...verwendet

AWG:
Die American (Standard) Wire Gauge ist mit der B.&S. identisch. Sie wird vorwiegend bei Elektrokabeln verwendet. Nach http://www.unc.edu/~Erowlett/units/dictG.html hat ein Draht von 0 AWG einen Durchmesser von 8,255mm; eine Reduzierung des Drahtdurchmessers um ca. 11% erhöht die Gauge-Nummer um 1. Dickere Drähte als 0 werden mit 00, 000... benannt; häufig wird anstatt 00 auch 0A... geschrieben. Ein Einstieg mag die EN2083 sein.

B.W.G.:
Birmingham or Stubs Wire Gauge

Washburn&Moen:
Mfg. Co, Worchester, Massachutches. Diese Angabe wird von vielen nordamerikanischen Drahtwebern verwendet und wird auch als Steel Wire Gauge bezeichnet. Die Roebling-Gauge ist identisch.

Trenton
Iron Co, Trenton, New Jersey

G.W.Prentiss,
Holyoke, Massachutches

Old English Brass Manufactures'
List

S.W.G.,
Britisch Standard Wire Gauge oder Imperial Wire Gauge. Sie wird noch von europäischen Drahtwebern verwendet.

Stub's
Steel Wire. Diese ist nicht in der Tabelle W.1 aufgeführt. Der Durchmesserbereich geht von 0,227'' (Stubs 1) bis 0,013'' (Stubs 80) siehe [MH42]

Paris
Gauge. Diese ist nicht in der Tabelle W.1 aufgeführt. Der Durchmesserbereich geht von 0,02'' (Paris 0) bis 0,0394 (Paris 30)

U.S.G.
United States Standard Gauge. Diese ist nicht in der Tabelle W.1 aufgeführt. Der Durchmesserbereich geht von 0,312'' (U.S.G. 0) bis 0,0062'' (U.S.G. 38)

Westphalia Gauge
: Dieser ist nicht in der Tabelle W.1 aufgeführt. Der Durchmesserbereich geht von 0,6mm (W.G. 0), 0,68, 0,76..., 8,8, 9,4, 10mm (W.G. 29)

Music Wire Gauges
(M.W.G.) werden u. a. von amerikanischen Drahtherstellern (siehe Washburn) verwendet. Sie sind gegenläufig zu den obigen den obigen definiert! Aufgeführt wird (vorerst) nur die der American Steel&Wire Co.. Weitere acht unterschiedliche (American Screw&Wire Co, Roebling&Trenton Iron Co., Wright Wire Co., Poehlmann Music Wire, Felten&Guilmore, Allhoff&Müller, W. N. Brunton Music Wire und English Music Wire) sind z.B. auf Seite 429 in [MH42] zu finden.

Alles klar? Fast wie in Deutschland zu den Zeiten der Elle! Heute wird vorwiegend die AWG verwendet. Aber um die Verwirrung komplett zu machen: Gauge wurde bzw. wird auch noch für folgende Maßangaben werwendet:

den Innendurchmesser von Gewehrläufen:
Die Gauge-Nummer des Laufes entspricht dem Durchmesser einer Bleikugel von 1/$i$pound. Für kleinere Rohrdurchmesser wird meist der Laufdurchmesser in Inches direkt angegeben.

Bild W.1: Laufdurchmesser
\begin{figure}\centering
\includegraphics[width=6cm]{bilder/SGBGauges}
\end{figure}

die Feinheit von Strickgarnen:
Die Anzahl der Windungen bzw. Stricknadeln, die eine Breite von 38,1mm aufweisen.

die Dicke von Blechplatten:
Ausgehend von einer Blechdicke von 3,416mm mit 10Gauge erhöht sich bei einer Reduzierung der Dicke um 10% die Gauge-Nummer um 1. Aber ganz so einfach läuft das dann doch nicht, wie die Daten von Rowlett angeben:

Bild W.2: Blechdicke über Gauge
\begin{figure}\centering
\includegraphics[width=5.5cm]{bilder/SMTGauges}
\end{figure}

Also doch nichts mit ,,einfach rechnen``.

Obige Angaben stammen u.A. von http://www.unc.edu/~rowlett/units/dictG.html.

Die oben aufgeführten Wire Gauges werden zudem auch noch für Blechplatten verwendet.

Die Tabelle W.1 ist im Wesentlichen [Gr21] entnommen und um metrische Einheiten erweitert.W.1 Die Angaben zu den Litzen (Einzelleiter=1 oder Anzahl/Litze) stammen von Alpha Wire International; einige Drahtstärken, besonders die über 42 Gauge, sind von Screen Technology
(http://www.wovenwire.com. Weitere Angaben (Paris, U.S.G. W.G) enstammen [We61].

Tabelle W.1: Gegenüberstellung der Gauge-Angaben unter Angabe des Drahtdurchmessers
Gauge Litzen- AWG/B.&S. B.W.G. Wash Trenton G.W.P. Old E. S.W.G. M.W.G.
$i$ aufbau [''] [mm] [''] [''] [''] [''] [''] [''] ['']
0000000 7/0 -6 1 - - - 0,49 - - - 0,5
000000 6/0 -5 1 0,58 14,732 - 0,46 - - - 0,464 0,004
00000 5/0 -4 1 0,5165 13,119 0,5 0,43 0,45 - - 0,432 0,005
0000 4/0 -3 1 0,46 11,684 0,454 0,393 0,4 - - 0,4 0,006
0000 4/0 -3 427/23 0,522 13,259
0000 4/0 -3 259/21 0,522 13,259
000 3/0 -2 1 0,40964 10,404 0,425 0,362 0,36 0,3586 - 0,372 0,007
000 3/0 -2 427/24 0,464 11,786
000 3/0 -2 259/22 0,464 11,786
00 2/0 -1 1 0,3648 9,266 0,38 0,331 0,33 0,3282 - 0,348 0,008
00 2/0 -1 259/23 0,414 10,516
00 2/0 -1 133/20 0,414 10,516
0 1/0 0 1 0,32486 8,251 0,34 0,307 0,305 0,2994 - 0,324 0,009
0 1/0 0 259/24 0,368 9,347
0 1/0 0 133/21 0,368 9,347
1 1 1 1 0,2893 7,348 0,3 0,283 0,285 0,2777 - 0,3 0,01
1 1 1 2109/34 0,328 8,331
1 1 1 817/30 0,328 8,331
1 1 1 259/25 0,328 8,331
1 1 1 133/22 0,328 8,331
2 2 2 1 0,25763 6,544 0,284 0,263 0,265 0,2591 - 0,276 0,011
2 2 2 2646/36 0,292 7,417
2 2 2 665/30 0,292 7,417
2 2 2 259/26 0,292 7,417
2 2 2 133/23 0,292 7,417
3 3 3 1 0,22942 5,827 0,259 0,244 0,245 0,2401 - 0,252 0,012
4 4 4 1 0,20431 5,189 0,238 0,225 0,225 0,223 - 0,232 0,013
4 4 4 1666/36 0,232 5,898
4 4 4 259/27 0,232 5,898
4 4 4 133/25 0,232 5,898
5 5 5 1 0,18194 4,621 0,22 0,207 0,205 0,2047 - 0,212 0,015
6 6 6 1 0,16202 4,115 0,203 0,192 0,19 0,1885 - 0,192 0,016
6 6 6 1050/36 0,184 4,674
6 6 6 259/30 0,184 4,674
6 6 6 133/27 0,184 4,674
7 7 7 1 0,14428 3,665 0,18 0,177 0,175 0,1758 - 0,176 0,018
8 8 8 1 0,12849 3,264 0,165 0,162 0,16 0,1605 - 0,16 0,02
8 8 8 655/36 0,147 3,734
8 8 8 133/29 0,147 3,734
8 8 8 49/25 0,147 3,734
9 9 9 1 0,11443 2,907 0,148 0,148 0,145 0,1471 - 0,144 0,022
10 10 10 1 0,10189 2,588 0,134 0,135 0,13 0,1351 - 0,128 0,024
10 10 10 105/30 0,116 2,946
10 10 10 49/27 0,116 2,946
10 10 10 37/26 0,115 2,921
11 11 11 1 0,090742 2,305 0,12 0,120 0,1175 0,1205 - 0,116 0,026
12 12 12 1 0,080808 2,053 0,109 0,105 0,105 0,1065 - 0,104 0,029
12 12 12 165/34 0,095 2,413
12 12 12 65/30 0,095 2,413
12 12 12 19/25 0,093 2,369
12 12 12 7/20 0,096 2,438
13 13 13 1 0,071961 1,828 0,095 0,092 0,0925 0,0928 - 0,092 0,031
14 14 14 1 0,064084 1,628 0,083 0,08 0,08 0,0816 0,083 0,08 0,033
14 14 14 105/34 0,073 1,854
14 14 14 41/30 0,073 1,854
14 14 14 19/27 0,073 1,854
14 14 14 7/22 0,073 1,854
15 15 15 1 0,057086 1,45 0,072 0,072 0,07 0,0726 0,072 0,072 0,035
16 16 16 1 0,05082 1,291 0,065 0,063 0,061 0,0627 0,065 0,064 0,037
16 16 16 105/36 0,059 1,499
16 16 16 19/29 0,058 1,473
16 16 16 26/30 0,059 1,499
16 16 16 65/34 0,059 1,499
16 16 16 7/24 0,060 1,524
17 17 17 1 0,045257 1,15 0,058 0,054 0,0525 0,0546 0,058 0,056 0,039
18 18 18 1 0,040303 1,024 0,049 0,047 0,045 0,0478 0,049 0,048 0,041
18 18 18 65/36 0,047 1,194
18 18 18 41/34 0,047 1,194
18 18 18 19/30 0,049 1,245
18 18 18 16/30 0,047 1,194
18 18 18 7/26 0,048 1,219
19 19 19 1 0,03589 0,912 0,042 0,041 0,04 0,0411 0,04 0,04 0,043
20 20 20 1 0,031961 0,812 0,035 0,035 0,035 0,0351 0,035 0,036 0,045
20 20 20 41/36 0,036 0,914
20 20 20 26/34 0,036 0,914
20 20 20 19/32 0,037 0,940
20 20 20 10/30 0,035 0,889
20 20 20 7/28 0,038 0,965
21 21 21 1 0,028462 0,723 0,032 0,032 0,031 0,0321 0,0315 0,032 0,047
22 22 22 1 0,025347 0,644 0,028 0,028 0,028 0,029 0,0295 0,028 0,049
22 22 22 26/36 0,030 0,762
22 22 22 19/34 0,031 0,787
22 22 22 7/30 0,030 0,762
23 23 23 1 0,022571 0,573 0,025 0,025 0,025 0,0261 0,027 0,024 0,051
24 24 24 1 0,0201 0,511 0,022 0,023 0,0225 0,0231 0,025 0,022 0,055
24 24 24 41/40 0,023 0,582
24 24 24 19/36 0,024 0,610
24 24 24 10/34 0,023 0,582
24 24 24 7/32 0,024 0,610
25 25 25 1 0,0179 0,455 0,020 0,02 0,02 0,0212 0,023 0,02 0,059
26 26 26 1 0,015940 0,405 0,018 0,018 0,018 0,0194 0,0205 0,018 0,063
26 26 26 7/34 0,019 0,483
26 26 26 19/38 0,020 0,508
26 26 26 10/36 0,021 0,533
27 27 27 1 0,014195 0,361 0,016 0,017 0,017 0,0182 0,01875 0,0164 0,067
27 27 27 7/35 0,018 0,457
28 28 28 1 0,012641 0,321 0,014 0,016 0,016 0,017 0,0165 0,0148
28 28 28 19/40 0,016 0,406
28 28 28 7/36 0,015 0,381
29 29 29 1 0,011257 0,286 0,013 0,015 0,015 0,0163 0,0155 0,0136 0,075
30 30 30 1 0,010025 0,255 0,012 0,014 0,014 0,0156 0,01375 0,0124 0,08
30 30 30 19/42 0,012 0,305
30 30 30 7/38 0,012 0,305
31 31 31 1 0,008928 0,227 0,010 0,013 0,013 0,0146 0,01225 0,0116 0,085
32 32 32 1 0,00795 0,202 0,009 0,012 0,012 0,0136 0,01125 0,0108 0,09
32 32 32 19/44 0,009 0,229
32 32 32 7/40 0,008 0,203
33 33 33 1 0,00708 0,18 0,008 0,011 0,011 0,013 0,01025 0,01 0,095
34 34 34 1 0,006305 0,160 0,007 0,010 0,010 0,0118 0,0095 0,0092 0,1
34 34 34 7/42 0,0075 0,192
35 35 35 1 0,005615 0,143 0,005 0,0095 0,0095 0,0109 0,009 0,0084 0,106
36 36 36 1 0,005 0,127 0,0061 0,009 0,009 0,01 0,0075 0,0076 0,112
36 36 36 7/44 0,006 0,152
37 37 37 1 0,004453 0,113 0,0054 0,0085 0,0085 0,0095 0,0065 0,0068 0,118
38 38 38 1 0,003965 0,101 0,0084 0,008 0,008 0,009 0,00575 0,0066 0,124
39 39 39 1 0,003531 0,0897 0,0043 0,0075 0,0075 0,0083 0,005 0,0052 0,13
40 40 40 1 0,003145 0,08 0,0039 0,007 0,007 0,0078 0,0045 0,0048 0,138
41 41 41 1 0,0028 0,071 0,0034 0,0066 - - - 0,0044 0,146
42 42 42 1 0,00249 0,063 0,0031 0,0062 - - - 0,004 0,154
43 43 43 1 0,00222 0,056 0,0027 0,006 - - - 0,0036 0,162
44 44 44 1 0,00198 0,05 0,0024 0,0058 - - - 0,0032 0,17
45 45 45 1 0,00176 0,045 0,0021 0,0055 - - - 0,0028 0,18
46 46 46 1 0,00157 0,034 0,0019 0,0052 - - - 0,0024
47 47 47 1 0,0014 0,036 0,0017 0,005 - - - 0,002
48 48 48 1 0,00124 0,031 0,0015 0,0048 - - - 0,0016
49 49 49 1 0,00111 0,028 0,0013 0,0046 - - - 0,0012
50 50 50 1 0,00099 0,025 0,0012 0,0044 - - - 0,001

Werden die Drahtdurchmesser über der Ordnungszahl aufgetragen, so ergibt sich Bild W.3.

Bild W.3: Drahtdurchmesser über Ordnungszahl (x-Achse: 0000000=-6, 000000=-5...42=42)
\begin{figure}\centering
\includegraphics[width=11cm]{bilder/Gauges}
\end{figure}

Alleine die AWG läßt sich nachträglich in eine einfache Formel packen:


\begin{displaymath}
d[\mbox{mm}]=e^{\displaystyle 2,11-0,1159 i\mbox{[AWG]}}
\end{displaymath} (W.1)

mit $\ldots i=-2$ für AWG 000, -1 für AWG 00, 0 für AWG 0...40 für AWG 40..., aus der obigen Tabelle entwickelt, berechnet den Drahtdurchmesser mit einer Abweichung kleiner als 0,3% hinreichend genau.

Wer sich die Tabelle W.1 genauer anguckt, dem wird auffallen, daß der Aufbau der Kabel häufig aus 7, 19, 37, 65 ...Litzen besteht. Dies liegt einfach dadrann, daß dies die maximale Füllung unverpresster aber sauber nebeneinandergelegter Litzen um eine Zentrallitze ist. Ein rein geometrisches Problem, in dem leider keine 42 vorkommt:-(W.2 Wobei auf 37 eigentlich 62 folgen sollte, aber praktisch drei Litzen mehr in Restlücken durch vorher nicht gefüllte Lagen reinrutschen können. Trägt man dann Litzendurchmesser (bezogen auf Außendurchmesser), den Füllfaktor und die Lagenzahl (Einzeldraht = 0) über Litzenanzahl auf, so ergibt sich Bild W.4.

Bild W.4: Füllfaktor, Litzendurchmesser etc.
\begin{figure}\centering
\includegraphics[width=8cm]{bilder/Fillfactor}
\includegraphics[width=8cm]{bilder/Fillfactor_loglog}
\end{figure}

Bei Drähten lassen sich wohl Zusammenhängen am besten logarithmisch linearisieren:-)

Olaf Schultz, Hamburg-Harburg
2010-10-02