Schraube

Eine Schraube ist ein zylindrischer oder leicht kegeliger (konischer) Körper, in dessen Oberfläche ein Gewinde eingeschnitten oder -gewalzt ist. Bei Schaftschrauben (Schrauben mit Teilgewinde) ist nur ein Teil des Schafts mit einem Gewinde versehen. An einem ihrer Enden (bei der Schaftschraube am gewindefreien Ende) befindet sich in der Regel ein Schraubenkopf. Über das »Kinn« des Schraubenkopfes (die untere Ringfläche) erfolgt die Kraftübertragung auf das zu befestigende Bauteil. An einem Ende der Schraube (bei der Kopfschraube am Kopf) befindet sich der sogenannte Drehantrieb. Dieser besitzt eine passende Kontur für den Formschluss mit dem Werkzeug, meist ein Schraubenzieher, ein Schraubenschlüssel oder auch Bit, mit dem die Schraube ein- und ausgedreht werden kann. Nebst dessen existieren auch Schrauben, die per Hand gedreht werden und am Kopf über eine Rändelung, Flügel oder einen Sterngriff oder vergleichbares (vgl. Blattschraube) verfügen.

Die beiden Hauptgruppen sind selbstschneidende Schrauben (umgangssprachlich „Holzschrauben“: leicht konisch, das Gegengewinde wird beim Eindrehen in das Werkstück aus Holz, Kunststoff, Metall oder Stein geschnitten) und Schrauben mit Regelgewinden (umgangssprachlich „Metall-“ oder „Maschinenschrauben“: zylindrisch, das Gegengewinde wird bereits vor der Verschraubung in das Werkstück, meist Metall oder Kunststoff, geschnitten). Schrauben sind in vielen Formen genormte Maschinenelemente.

Eine mit einer Schraube hergestellte Verbindung ist in der Regel reversibel und lösbar. Ausnahmen stellen hier z.B. Schrauben-Antriebe dar, die nur in Einschraubrichtung einen Kraftschluss ermöglichen (z.B. bei manipulationssicheren Geräten) - diese können ohne spezielle Werkzeuge (Ausdreher) nicht wieder gelöst werden.

Geschichte

Im ersten Jahrhundert v. Chr. waren im Mittelmeerraum Spindelpressen aus Holz zum Auspressen von Öl- und Weinfrüchten bekannt. Diese Pressen geben eine frühe Auskunft von der Umwandlung einer Drehbewegung zwischen Schraube und Mutter in eine Längsbewegung zwischen beiden und den ältesten Hinweis auf die Kraftverstärkung (Keil-Wirkung zwischen den Gewindegängen; Prinzip der schiefen Ebene) mittels Schraube (und Mutter).

Erste Metallschrauben wurden vereinzelt in der römischen Antike angefertigt, wie beispielsweise die Nadelhalter an mehreren Zwiebelknopffibeln aus dem 4. Jahrhundert, die als von den Römischen Kaisern vergebene prunkvolle Rangabzeichen nicht nur aus wertvollen Metallen, sondern auch technisch besonders aufwändig gestaltet waren. Ebenso wurden zu Beginn des 15. Jahrhunderts Metallschrauben in Europa gefertigt, die sich aber wegen ihres hohen Preises ebenfalls nicht allgemein durchsetzen konnten. Erst die Industrialisierung im 18. Jahrhundert ermöglichte die preiswerte und massenhafte Herstellung und weite Verbreitung von Schrauben. Nachfolgend eine Zeittafel der neuzeitlichen Errungenschaften:

• 1770: Der englische Werkzeugmacher Jesse Ramsden (1735–1800) baut die erste zufriedenstellende Drehmaschine.
• 1797: Der britische Ingenieur Henry Maudslay (1771–1831) lässt sich eine Gewindeschneidmaschine patentieren.
• 1798: Der Amerikaner David Wilkinson lässt sich eine ähnliche Maschine in den USA patentieren.
• ab 1800: Herstellung und Verwendung von Hand-Schraubenziehern.
• um 1841 führte Joseph Whitworth in Großbritannien die Norm mit einer Flanke von 55° ein, den späteren British Standard.
• um 1864 entstand auf Vorschlag von William Sellers eine Gewindenorm mit 60° in den USA als US Standard.
• um die gleiche Zeit gab es abweichende Normen und Flankenwinkel in Deutschland, in Frankreich und in der Schweiz.
• 1908: Der Kanadier Peter Lymburner Robertson (1879–1951) führt den Schraubenkopf mit Innenvierkant „Robertson-Schraube“ ein, der in den Vereinigten Staaten von Amerika zum Standard wird.
• 1930er: Der Amerikaner Henry F. Phillips kauft die Phillipsschrauben-Patente von John P. Thompson, Portland, Oregon, für einen Kreuzschlitz-Schraubenkopf und Schraubenzieher (patentiert 1933).