Technisches Wissen zur Schraube
Eine Schraube ist zunächst einmal ein Stück Technik; ein Werkzeug. Das heißt, sie erleichtert und ermöglicht überhaupt erst Arbeiten und technische Vorgänge, die ohne sie nicht möglich wären. Ihr Bedeutung für die technische Entwicklung der Menschheit kann nicht genug betont werden. Wir möchten Ihnen hier gerne einen kompakten und möglichst zugänglichen Überblick verschaffen, was genau eine Schraube ist, wie sie funktioniert und wie diese sich von einander unterscheiden. So haben Sie einen besseren Überblick, welche Schraube für Ihre Projekte am besten geeignet ist.
Falls Sie Interesse an der Entstehungsgeschichte der Schraube haben, schauen Sie sich gerne unseren anderen Artikel dazu an.
Was ist eine Schraube?
Nun, wie funktioniert also eine Schraube und welche Kriterien muss ein Verbindungselement erfüllen, um eine Schraube zu sein? Zunächst einmal ist eine Schraube ein Stift oder Bolzen, der mit einem Gewinde versehen ist. Das Gewinde unterscheidet sie vom Nagel.
Durch dieses Gewinde hat die Schraube einen ungeheuren Vorteil: Man kann sie wieder lösen! Dieser Vorteil wird noch größer dadurch, dass Schrauben Normteile sind. Also, dass sie immer gleich produziert werden und somit gut planbar und mit gleichen Werkzeugen einsetzbar sind.
Aufbau einer Schraube
Eine Schraube definiert man immer anhand mindestens dreier Teile.
Gewinde | Kopf | Antrieb | (Schaft)
Es gibt Schrauben, die ein nicht durchgängiges Gewinde haben. Diese haben dann noch einen blanken Teil zwischen Kopf und Gewinde, den man Schaft nennt.
Die Funktion der Schraube, Elemente zu verbinden, wird über diese drei Anteile der Schraube gesteuert.
Der Kopf der Schraube
Schrauben mit einem breiten, flachen Kopf können für mehr Stabilität sorgen, wenn die zu verbindenden Elemente selbst relativ dünn sind. Aber sie brauchen dafür Platz, da der Kopf der Schraube breit ist. Hat man wenig Platz, muss man einen schmaleren Kopf nehmen – dann auf Kosten der Stabilität. Als Ausgleich, kann man dafür aber eventuell mehrere Schrauben platzieren, weil sie schmaler sind.
Das Gewinde der Schraube
Das Gewinde der Schraube kann weiter oder enger sein. Es gibt sogar selbst-schneidende Gewinde. Das heißt, eine Schraube wird entweder in ein vorhandenes Gewinde gedreht und hat ein Gegenstück (eine Schraubenmutter) oder bohrt sich selbst seinen Weg in das Material. Letzteres kennt man meist von Holzschrauben.
Der Antrieb der Schraube
Über den Antrieb wird gesteuert, mit welcher Kraftwirkung und auf welche Art und Weise die Schraube in die Elemente eingedreht wird. Hier am Antrieb setzt das Werkzeug an. Grundsätzlich Schraubendreher oder Schraubenschlüssel in diversen Formen und Arten.
Fest steht: Es gibt für alle erdenklichen Einsatzfelder eine Schrauben-Lösung. Nur, wie genau funktioniert die Schraube bzw. was passiert, wenn eine Schraube zum Einsatz kommt?
Die Macht der Schraube
Die Schraube vereint in sich mehrere Kräfte. Zunächst einmal muss klar sein: Das Gewinde gibt Halt. Das tut es, indem es sich entweder in ein Gegengewinde oder ins Material verkeilt. Dadurch, dass die Schraube gedreht wird, übersetzt sich Drehkraft in verschiedenste andere Kräfte. Diese wirken miteinander so, dass die Schraube hält. Stichworte für Interessierte sind hier: Haftreibung, Vorspannkraft und Selbsthemmung. An dieser Stelle sollen diese nicht alle besprochen werden.
Die Schraube selbst dehnt sich durch diese Haltekräfte – sie reckt und streckt sich sozusagen – und das Material, welches die Schraube aufnimmt, wird wiederum zusammengestaucht. Dieser Vorgang erzeugt Spannung im Verbund von Schraube und Material, und die Sache hält – doppelt gemoppelt. Und weil alles auch umgekehrt wieder gelöst werden kann, ist die Schraube ein machtvoller Verbündeter für jeden Handwerker, Techniker und Ingenieur.
Die Antriebe einer Schraube
Der Antrieb der Schraube findet sich im Schraubenkopf und stellt sozusagen den Empfänger für das Werkzeug dar. Er empfängt die vom Menschen über das Werkzeug abgegebenen Kräfte, verändert sie unter Umständen in andere Kräfte, und dreht die Schraube entsprechend ein. Und der Antrieb ist teilweise enormen Kräften ausgesetzt. So zeigt die Entwicklungsgeschichte der Schraube auch eine stete Verbesserung und Spezialisierung der Schraubenantriebe, wie wir unten gleich zeigen werden.
Grundsätzlich geht es dabei um schnelles Arbeiten und bestmögliche Kraftübertragung sowie die Absicherung, d.h. Abrutschen des Werkzeugs zu verhindern und damit Beschädigungen und Verletzungen vorzubeugen.
Hier eine Auswahl der wichtigsten Antriebe und ihrer Eigenschaften.
Schraubenschlitz
Einst der Standardantrieb, weil günstig sowohl in der Produktion der Schrauben wie für das passende Werkzeug. Heute, aufgrund des hohen Risikos abzurutschen, selten in Gebrauch. Die fehlende Führung für das Werkzeug bringt eine hohe Verletzungsgefahr mit sich. Zudem ist die Kraftübertragung recht gering.
Kreuzschlitz
Die geringe Kraftübertragung wurde hier optimiert und die Gefahr abzurutschen reduziert. Allerdings besteht damit dann eine erhöhte Gefahr, den Schraubenkopf auszudrehen und damit zu zerstören.
Pozidriv
Dem Problem des ausgedrehten Schraubenkopfes begegnet der Pozidrive mit einem erweiterten Kreuzschlitz, der mehr seitlichen Halt bietet.
Innensechsrund
Der Innensechsrund-Antrieb (bekannt auch als TORX®) nahm das Prinzip auf, gibt noch höheren Seitenhalt und lässt die Übertragung sehr hoher Drehmomente zu – ohne, dass der Antrieb kaputt gedreht wird.
Außensechskant
Der Außensechskant-Antrieb ermöglicht eine hohe Kraftübertragung vom Werkzeug auf die Schraube, ohne die Gefahr den Kopf auszudrehen oder herauszuspringen.
Innensechskant
Der Innensechskant (bekannt auch als INBUS®), erfordert bei relativ großer Kraftübertragung lediglich den Zugang von oben, was in vielen Anwedungssituationen Vorteile bietet.
Das passende Werkzeug
Zur Montage einer Schraubverbindung ist je nach Schraubkopf verschiedenes Werkzeug nötig. Bei Schrauben, die wie Holzschrauben ins Material gedreht werden, reicht ein Werkzeug aus. Soll die Verbindung mit einer Mutter gesichert werden, bedarf es aber noch eines zweiten Werkzeugs zum Festhalten oder Anziehen der Mutter. Das Eindrehen der Schrauben erfolgt über die oben gezeigten, verschiedenen Antriebsarten, die in Verbindung mit dem passenden Werkzeug für optimale Ergebnisse sorgen.
Schraubendreher
…oder Schraubenzieher dienen dem manuellen Einsatz. Diese günstigen Werkzeuge bestehen aus Griff und Klinge, wobei die Klingenspitze verschiedene Formen (für die jeweiligen Antriebe) haben kann. Die Griffe sind in vielen Formen erhältlich. Für den Einsatz bei Elektroinstallationen gibt es isolierte Schraubendreher mit Isolierung bis zur Klinge, um Stromschläge zu unterbinden
Schraubenschlüssel
…sind mit der Hand zu bedienen. Sie lösen und ziehen Schrauben und Muttern mit verschiedenen Antriebsprofilen – am häufigsten ist es ein Sechskant. Es gibt sie mit Öffnung als Maul- oder Gabelschlüssel sowie als geschlossene Ringschlüssel. Die Größe wird durch die Schlüsselweite bestimmt, die dann auf die entsprechenden Schraubenköpfe passen.
Steckschlüssel und Rohrschlüssel
…sind Rohrstücke, an deren Enden Konturen ausgeformt sind, die auf die Schraubenköpfe und Antriebe der Schrauben passen. Sie werden im rechten Winkel über drehbare Stifte angesteckt und bewegt. Für die Steckschlüssel gibt es ganze Sätze für diverse Größen und Formen, sog. Steckschlüssel-Sätze. Diese erlauben den flexiblen Einsatz für verschiedene Schraubverbindungen. Sie können auf diverse Griffe gesteckt und mit Verbindungsstücken erweitert werden, sodass sie auch Verbindungselemente an schwer zugänglichen Stellen erreichen können.
Bits
sind Steckeinsätze für z.B. einen Akkuschrauber, aber auch jede andere Art von Schraubern. Hier gibt es für jeden Schraubenantrieb etwas – von Schlitz bis Innensechsrund und sie können auch in Kombination mit Steckschlüssel-Sätzen verwendet werden
Wir hoffen, wir konnten Ihnen einen guten ersten Überblick rund um die Schraube und ihrer Anwendung geben. Wir freuen uns, wenn Sie unseren Shop besuchen.
Bilder:
Header: AxxLC | Silberfuchs | Leonardo1960 | edinaldo_maciel, Pixabay | xresch, Pixabay
Schraube & Nägel: Didgeman | andreas160578, Pixabay
Schaft-Schraube: Bru-nO, Pixabay
Schraube Aufbau: SparkFun Electronics, Flickr (CC BY 2.0, altered)
Holzschraube: Walter Bichler, Pixabay
Die Macht der Schraube: Voltordu | andreas160578, Pixabay
Antrieb und Werkzeug: David Mark, Pixabay
Schlitz und Kreuzschraubenzieher: Michael Schwarzenberger, Pixabay
Schlüssel: 41330, Pixabay
Schlüsselsatz: Vitali Drabysheuski, Pixabay
Bits: Michael Schwarzenberger, Pixabay
Creative Commons Lizenz der Flickr Bilder CC 2.0 oder 4.0
https://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/legalcode
