Schraube

Unter einer Befestigungsschraube versteht man einen mit Kopf und Außengewinde versehenen Bolzen als ein Element für lösbare Verbindungen, in der Regel aus einem metallischen Werkstoff.

Beispiele für Befestigungsschrauben

Prinzipiell hat die Schraube ein Außengewinde. Eine Schraube soll zwei Teile so verbinden, dass die Schraube nur auf Zug beansprucht wird und die beiden Teile durch die Reibung fixiert werden. Schrauben werden auch als Scher-Lochleibungsverbindungen eingesetzt.

Schraubenarten

Je nach Art des Verwendungszwecks oder des Materials, in das die Schraube geschraubt werden soll, hat sie ein genormtes Gewinde, welches ein fertiges Gegengewinde erfordert, oder ein selbstschneidendes Gewinde.

Es wird unterschieden nach

Material, für das die Schraube verwendet wird

• Holzschrauben mit einem der Belastbarkeit des Holzes angepassten Holzgewinde (analog: Spanplattenschrauben,z.B. die Markenbezeichnung SPAX )

)

• Blechschrauben mit einem für dünne Bleche berechneten Gewinde
• Kunststoffschrauben mit einem Gewindeprofil speziell für Kunststoffe
• Schnellbauschrauben

Hierbei handelt es sich durchwegs um Schrauben mit selbstschneidendem Gewinde.

Schrauben mit genormten zylindrischen Gewinde (z.B. metrisch oder Whitworth-zöllig) zum Einschrauben in ein Innengewinde (z. B. Mutter) werden im Allgemeinen

• Maschinenschrauben

genannt.

Art des erforderlichen Werkzeugs (Schraubenkopf)

• Sechskantschraube
• Innensechskantschraube
• Schlitzschraube (meint Längsschlitz)
• Kreuzschlitzschraube (auch Philipsschraube von engl. phillips-screw)
  • Phillips-Kreuzschlitz (H)
  • Pozidriv-Kreuzschlitz (Z, PZ oder PZD), vorwiegend bei Spanplattenschrauben
• Innenvielzahnschraube (auch I-Stern oder Innen-Stern-Schraube)

Anm.: Inbus- und Torx-Schrauben sind Markennamen der Firma Bauer & Schaurte Karcher (heute zum Textron Fastening Konzern gehörend - siehe http://www.textron.de), werden aber umgangssprachlich für die Innensechskant- bzw. die -vielzahnschraube generell verwendet.

Zunehmend werden von Geräteherstellern Schrauben mit ungewöhnlichen Schraubenköpfen verwendet, um Verbrauchern (und Dieben) das Öffnen bzw. Entfernen der Geräte zu erschweren.

Beschreibung der Kopfform

• Sechskantkopf
  • Sechskantschraube mit Schaft ISO 4014 (alt: DIN 931)
  • Sechskantschraube mit Gewinde bis Kopf ISO 4017 (alt: DIN 933)
  • Sechskantschraube mit Schaft, Feingewinde 8x1 bis 100x4, DIN 960
  • Sechskantschraube mit Feingewinde 8x1 bis 100x4 bis Kopf, DIN 961)
  • Sechskant-Passschraube ohne Mutter für Stahlbaukonstruktionen DIN 7968
  • Sechskant-Passschraube mit Sechskantmutter für Stahlbaukonstruktionen DIN 7990
  • Sechskant-Holzschraube DIN 571
  • Sechskant-Blechschraube DIN 7976
• Vierkantkopf
  • Vierkantschraube mit Bund DIN 478
  • Vierkantschraube mit Kernansatz DIN 479
  • Vierkantschraube mit Ansatzkuppe DIN 480
• Zylinderkopf
  • Zylinderschraube mit Innensechskant ISO 4762 (alt: DIN 912)
  • Zylinderschraube mit Innensechskant, niedriger Kopf, mit Schlüsselführung DIN 6912
  • Zylinderschraube mit Innensechskant, niedriger Kopf DIN 7984
  • Zylinderschraube mit Schlitz DIN 84
  • Zylinder-Blechschraube mit Schlitz DIN 7971
• Senkkopf
  • Senkschraube mit Innensechskant DIN 7991
  • Senkschraube mit Schlitz DIN 963
  • Senk-Holzschraube mit Schlitz DIN 97
  • Senk-Blechschraube mit Schlitz DIN 7972
  • Senkschraube mit Kreuzschlitz DIN 965
  • Senk-Holzschraube mit Kreuzschlitz DIN 7997
  • Senk-Blechschraube mit Kreuzschlitz DIN 7982
• Linsensenkkopf
  • Linsensenkschraube mit Schlitz DIN 964
  • Linsensenk-Holzschraube mit Schlitz DIN 95
  • Linsensenk-Blechschraube mit Schlitz DIN 7973
  • Linsensenkschraube mit Kreuzschlitz DIN 966
  • Linsensenk-Holzschraube mit Kreuzchlitz DIN 7995
  • Linsensenk-Blechschraube mit Kreuzschlitz DIN 7983
• Rundkopf
  • Halbrund-Holzschraube mit Schlitz DIN 96
  • Halbrund-Holzschraube mit Kreuzschlitz DIN 7996
• Linsenkopf (breiter, niedriger und runder als Zylinderkopf)
  • Linsen-Blechschraube mit Kreuzschlitz DIN 7981
• Hammerkopf
  • Hammerschrauben mit Vierkant DIN 186
  • T-Nutenschrauben DIN 787
• Flachrundkopf (mit Vierkant unter dem Kopf ugs. "Schlossschrauben")
  • Flachrundschraube mit Vierkantansatz DIN 603
• Sonstige Schrauben
  • Flügelschrauben DIN 316
  • Ringschrauben DIN 580
  • Verschlussschraube mit Innensechskant, kegeliges Gewinde DIN 906
  • Verschlussschraube mit Aussensechskant, kegeliges Gewinde DIN 909
  • Verschlussschraube mit Bund und Innensechskant, zylindrisches Gewinde DIN 908
  • Verschlussschraube mit Bund und Aussensechskant, schwere Ausführung, zylindrisches Gewinde DIN 910
  • Verschlussschraube mit Bund und Aussensechskant, leichte Ausführung, zylindrisches Gewinde DIN 7604
  • Gewinde-Schneidschraube DIN 7513
  • Stiftschrauben, Einschraubende ~2 d DIN 835
  • Stiftschrauben, Einschraubende ~1 d DIN 838
  • Stiftschrauben, Einschraubende ~1,25 d DIN 839
  • Stiftschrauben, Einschraubende ~2,5 d DIN 840
  • Gewindestift mit Innensechskant und Kegelkuppe ISO 4026 (DIN 913)
  • Gewindestift mit Innensechskant und Spitze ISO 4027 (DIN 914)
  • Gewindestift mit Innensechskant und Zapfen ISO 4028 (DIN 915)
  • Gewindestift mit Innensechskant und Ringschneide ISO 4029 (DIN 916)
  • Gewindestift mit Schlitz und Kegelkuppe DIN 551
  • Gewindestift mit Schlitz und Spitze DIN 553
  • Gewindestift mit Schlitz und Zapfen ISO DIN 417
  • Gewindestift mit Schlitz und Ringschneide DIN 438

Es gibt noch eine Vielzahl von Spezialschrauben, die für spezielle Einsatzzwecke, bei denen keine Normschrauben verwendet werden können, konstruiert werden und sich im Wesentlichen durch ihre Kopf- bzw. Gewindeform unterscheiden.

• Bohrschraube mit Blechschraubengewinde DIN 7504

Je nach der Kopfform braucht man den entsprechenden Schraubenschlüssel oder Schraubendreher zum Drehen der Schraube.

Sonderbauformen

• Schrauben ohne Kopf nennt man Stiftschrauben. Sie können mit einem durchgehenden oder einem zweiteiligen Gewinde ausgestattet und lose oder festgeschraubt (in einem der zu verbindenden Teile) angewendet werden. Ein Beispiel für eine lose Stiftschraube ist der Befestigungsstift für Türgriffe, ein Beispiel für feste Stiftschrauben sind die Schrauben für Befestigung des Zylinderkopfs auf dem Motorblock bei Kolbenmotoren.
• Bohrschrauben haben im als Bohrer ausgebildetes Ende, das geeignet ist, in nicht allzu dicke und harte Materialien (meist Bleche) ein Loch zu bohren. Damit kann die Schraube in einem Arbeitsgang ohne Vorbohren verschraubt werden.

Herstellung

Für die Produktion von Kopfschrauben gibt es heute hauptsächlich zwei Herstellverfahren:

- das Kaltfließpressverfahren auf mehrstufigen Pressen für große Stückzahlen und Durchmesser bis zur Zeit maximal M36. Das Ausgangsmaterial wird als "Draht" auf Coils (Spulen) aufgewickelt angeliefert und in, den Pressen vorgeschalteten Anlagen, abgehaspelt, gerichtet und gegebenenfalls auf den gewünschten Durchmesser reduziert.

- das Warmpressverfahren Schmieden auf Schmiedepressen für kleine bis mittlere Stückzahlen und Durchmesser bis M120. Das in Stangenform eingesetzte Rundmaterial muss zuerst in einem vorbereitenden Arbeitsgang abgelängt werden. Die Abschnitte werden dann ganz oder partiell (in Gas-, Öl- oder Induktionsöfen) auf Schmiedetemperatur (abhängig vom Werkstoff; bis zu 1250 °C) erwärmt und in Pressen partiell umgeformt.

Weniger gebraucht (weil teurer) wird heute die Fertigung großer Stückzahlen von Schrauben und Muttern auf automatischen Drehbänken. Bei kleinen Stückzahlen ist aber die Fertigung von Maschinenschrauben auf einer Drehbank immer noch gebräuchlich. Kleinere Gewindeabmessungen werden dabei mit Hilfe von Gewindebohrer (für Innengewinde) und Schneideisen (für Außengewinde) hergestellt. Diese beiden Werkzeuge werden auch für die Herstellung von Gewinden von Hand gebraucht.

Korrosionsschutz

Nichtkorrodierende Schrauben (abhängig von den Umgebungsbedingungen) bestehen aus nichtrostendem Stahl oder diversen anderen Werkstoffen, vor allem Aluminium oderKunststoffen.

Stahlschrauben werden durch unterschiedlichen Oberflächenbehandlungen gegen Korrosion geschützt.

• Blanke Schrauben (umgangssprachlich "schwarze" Schrauben) werden am schnellsten rostig. Sie benötigen nach der Montage meist eine Schutzbeschichtung (z.B. Korrosionsschutzfarbe) wenn sie nicht unter korrosionsfreien- oder armen Bedingungen verwendet werden.
• Bereits beim Hersteller werden die meisten Schrauben beschichtet:
  • Brünierung: (auch geschwärzte Schrauben genannt), dabei wird eine Oxidschicht (Eisenoxiduloxyd - Fe3O4) durch Tauchen in eine erhitzte, stark alkalische Lösung erzeugt.
  • Phosphatierung, dabei wird auf der Oberfläche chemisch oder elektrochemisch eine Phosphatschicht erzeugt.
  • Verzinkung: dabei wird Feuerverzinkung (tZn) und glavanische Verzinkung (galZn) unterschieden. Galvanische Verzinkung kommt vor allem bei kleineren Schrauben zur Anwendung.
  • Chromatierung
  • Kadmierung: (aus Umweltschutzgründen eingestellt)
  • Verzinnen, um eine gute Weichlot-Oberfläche herzustellen (Elektroindustie)
  • weitere Oberflächenbehandlungen, die hauptsächlich zur Dekoration dienen, sind: Versilben, Verkupfern, Messingbeschichtung....

Kennzeichnung/Festigkeitsklassen

Die Kennzeichnung der Herstellungsmaterialien der Schrauben erfolgt auf auf dem Schraubenkopf, auf dem der Hersteller und der Werkstoff verzeichnet ist.

Generell wird, bei Schrauben aus Stahl, die Festigkeitsklasse angegeben. Aus diesen Zahlen lässt sich die Zugfestigkeit Rm und die Streckgrenze Re errechnen. Rm wird berechnet, indem man die erste Zahl mit 100 multipliziert. (5x100 = 500 N/mm2 Zugfestigkeit) Re, indem man die beiden Zahlen miteinander multipliziert und das Ergebnis nochmal mit 10 vermehrt. (8x8 = 64N/mm² x 10 = 640 N/mm² Streckgrenze).

Folgende Festigkeitsklassen sind gebräuchlich: 4.6, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9, 12.9.

Die Klasse 8.8 ist in der Industrie fast überall in Verwendung.

In Baumärkten hingegen wird vielfach die Festigkeitsklasse 4.6 angeboten.

Schrauben aus nichtrostendem Stahl haben die NIRO-Qualität und Festigkeitsklasse angegeben. Diese sind A (austenitischer Stahl), 1 bis 5 sowie 50 (weich), 70 (kaltverfestigt) oder 80 (hochfest), z.B: A2-70 oder A5-80. Vorwiegend werden die Qualitäten A2 allgemein und A4 für erhöhte Korrosionsbeanspruchungen verwendet. "Nichtrostende" (eigendlich: Korrosionsarme) Schrauben haben einen silbrig-gelblichen, matten Glanz.

Siehe auch

Schraubenmutter, Dübel, Bewegungsschraube, Stockschraube, Normteil