Schrauben gehören zu einer Familie von Befestigungselementen mit Gewinde, zu denen auch Stehbolzen und Bolzen gehören. Die praktischen Anwendungen von Schrauben sind nahezu unbegrenzt: Sie werden in Branchen vom Bau bis zur Elektronik eingesetzt und können für nahezu jedes Projekt verwendet werden, bei dem zwei oder mehr Objekte fest miteinander verbunden werden müssen. Die Herstellung dieser kleinen Befestigungselemente ist komplex, aber moderne Herstellungsverfahren haben Schrauben billiger, langlebiger und präziser gemacht.
Moderne Schrauben werden einheitlich, präzise und stark hergestellt.Frühe Schraubenproduktion
Das Konzept der Schrauben lässt sich bis ca. 200 v. Chr. Zurückverfolgen. Metallschrauben, die dem modernen Stil ähneln, wurden jedoch erst in der Renaissance zwischen dem 14. und 17. Jahrhundert n. Chr. Entwickelt. Diese frühen Schrauben wurden von Hand gefertigt, sodass keine zwei Schrauben jemals identisch waren . Im Jahr 1586 stellte Jacques Besson die erste Schneckenschneidemaschine vor, die den Weg für zukünftige Innovationen ebnen sollte. Job und William Wyatt meldeten 1760 ein Patent für die erste automatische Schneckenschneidemaschine an. es könnten ungefähr 10 Schrauben pro Minute geschnitten werden. 1836 entwickelte William Keane ein Gewinderollverfahren. Obwohl seine Bemühungen größtenteils erfolglos blieben, entwickelte sich das Gewinderollen schließlich zum modernen Standard für die Schraubenherstellung.
Moderne Materialien
Das gebräuchlichste Material zur Herstellung von Schrauben ist Stahldraht mit niedrigem bis mittlerem Kohlenstoffgehalt. Andere dauerhafte und kostengünstige Metalle, die manchmal substituiert werden, umfassen Messing, Edelstahl, Nickellegierung und Aluminiumlegierung. Einige Schrauben sind zum zusätzlichen Schutz mit einem Finish versehen, das mit den Rohmaterialien der Schraube kompatibel sein muss. Stahl kann in Zink, Cadmium, Nickel oder Chrom plattiert werden.
Kalte Überschrift
Die Massenherstellung von Schrauben erfolgt durch Kaltstauchen und das Gewinderollverfahren. Eine Drahtspule wird einer Maschine zugeführt, die sie richtet, und dann direkt einer anderen Maschine, die den Draht in die gewünschten Längen schneidet. Ein Ein- oder Zweistempel schneidet den Kopf der Schraube in eine voreingestellte Form. Mit diesem Verfahren können zwischen 100 und 550 Schraubenrohlinge pro Minute hergestellt werden.
Gewinderollen
Die Schraubenrohlinge werden dann über eine Rutsche geführt, die zu einer von drei verschiedenen Arten von Gewindeschneidwerkzeugen führt. Wenn eine hin- und hergehende Matrize verwendet wird, wird die Schraube zwischen einer stationären flachen Matrize und einer sich abwechselnd hin und her bewegenden gerollt, um die Schraubengewinde zu erzeugen. Eine zylindrische Matrize erzielt das gleiche Grundergebnis, indem die Schraube zwischen zwei oder drei runden Matrizen gerollt wird. Der planetarische Rotationsstanzprozess hält den Schneckenrohling in einer stationären Position, während mehrere Stanzmaschinen um die Schnecke rollen. Alle drei Methoden erzeugen Schrauben, die fester sind als diejenigen, die mit maschinell geschnittenen Methoden erzeugt wurden. Dies liegt daran, dass die Gewinde nicht in den Schraubenrohling geschnitten, sondern gedrückt werden. Das Gewinderollen stellt sicher, dass kein Material im Körper der Schraube verloren geht, wodurch das Metall stark bleibt und gleichzeitig präzisere Gewinde entstehen.
Qualitätskontrolle
Normen für Schraubengewinde wurden 1928 von der National Screw Thread Commission festgelegt. Das Hauptziel war es, die Schrauben austauschbarer zu machen. Ein einheitliches Schraubengewindesystem wurde 1948 eingeführt, das sich auf die Anzahl der Gewinde pro Zoll, die Steigung und Form des Gewindes und die Durchmessergrößen konzentrierte. 1966 schlug die International Standards Organization universelle Beschränkungen für metrische und Zoll-Größenbereiche vor, die zum anerkannten globalen Standard geworden sind.
