Schrauben und Nägel
Bezeichnungen an Schrauben und Nägeln
Nägel
Verbindungselemente zum Einschlagen (meist aus Metall) werden umgangssprachlich als Nägel bezeichnet. Die Bezeichnung "Nagel" trifft aber nur auf geschmiedete Nägel mit vierkantigem Schaft (aus blankem Eisen) zu. Ist der Schaft zylindrisch, lautet der richtige Fachbegriff "Drahtstift".
Diese Drahtstifte werden hergestellt aus:
Eisen (blanke Nägel, kein Korrosionsschutz, werden durch Rost auf Dauer zerstört)
verzinktem Eisen (Korrosionsgeschützt und rauhe Oberfläche)
Kupfer (Rostfrei, sehr weiches Material)
verzinktem Stahl (Korrosionsgesützt, sehr hart, lässt sich auch in Beton nageln)
Edelstahl (Rostfrei, Aufrauhung der Oberfläche ist erforderlich, Oberfläche ist sonst zu glatt und der Auszugswiderstand zu gering)
Kopfform
Bei Nägeln bzw. Drahtstiften unterscheidet man die Kopfformen
- Senkkopf beim Schiefernagel
Der Schiefernagel wird heute nur noch im Denkmalschutz eingesetzt. Seine Herstellung ist auwändig und durch die geringe Nachfrage gibt es nur noch wenige Hersteller. Ohne Korrosionsschutz erfüllt er die Anforderungen für die Befestigung von Schiefer gemäß der heute geltenden Fachregel nicht.
- Senkkopf (Form B) beim Drahtstift
Der Senkkopf ist die am meisten verwendete Kopfform bei Drahtstiften. Dargestellt sind ein verzinkter und ein blanker Stift. Blanke Stifte rosten und kommen nur noch selten zur Anwendung. Der verzinkte Stift verliert am Kopf beim Einschlagen oft einen Teil seines Korrosionsschutzes, am Schaft bleibt dieser aber erhalten. Die Verzinkung ergibt eine rauhe Oberfläche und damit einen größeren Auszugswiderstand.
- Flachkopf (Form A)
Je nach Länge werden Stifte mit dieser Kopfform zur Befestigung von Schiefer (Kupfer) oder zur Befestigung von FZ-Platten (verzikt) benutzt. Die Mindestlänge für diese Anwendung beträgt 35mm. Werden zur Befestigung z. B. von aufgelegten Orten längere Stifte benötigt haben diese eine Schaftlänge von 55mm. Umgangssprachlich werden diese Stifte als "Stoppnägel" bezeichnet.
Im Flachdachbereich kommen 25mm lange Pappstifte mit Flachkopf z. B. für die Windsogsicherung der ersten Lage zum Einsatz.
- Stauchkopf
Der Stift mit Stauchkopf kommt zum Einsatz wenn eine unsichtbare Befestigung geschaffen werden soll. Mit einem Metalldorn (Durchschläger), der zum Kopfdurchmesser passt wird der Stift versenkt und das entstandene Loch kann zusätzlich ausgekittet werden. Optisch wirkt diese Stelle dann wie ein kleiner Ast.
Kennzeichnung
Die Größe der Nägel wird in der Form (Dicke in 1/10 mm) x (Länge in mm) angegeben.
Eine Nagelbezeichnung 42 x 100 bezeichnet also einen Nagel mit einem 4,2 mm starken Schaft, der 100 mm lang ist.
Alternativ kann die Angabe der Dicke aber auch direkt in mm erfolgen.
Nagelverbindung
Die Tragfähigkeit bzw. die Belastbarkeit einer Nagelverbindung hängt von
- der Länge des verwendeten Nagels (Eindringtiefe in die Unterkonstruktion)
- der Oberfläche des Nagels (Je rauher die Oberfläche, desto größer der Auszugswiderstand)
- der Anzahl der verwendeten Nägel
ab.
Schrauben
Im Unterschied zu Nägeln haben Schrauben ein Gewinde, welches es ermöglicht lösbare Verbindungen zu schaffen. Je nach Verwendungszweck sind diese Gewinde unterschiedlich ausgeführt.
Gewinde
Schrauben mit metrischem Gewinde oder mit Zollgewinde können für Verbindungen mit der unterschiedlichsten Materialien eingesetzt werden. Entweder wird die Schraube durchgesteckt und über eine Mutter festgezogen (Verbindung Holz - Holz, Metall - Holz) oder oder es wird in ein Bauteil z. B. aus Metall ein Gewinde geschnitten, in das die Schraube eingedreht wird. Bei Holzverbindungen mit Schrauben dieser Art müssen Unterlegscheiben zur Druckverteilung eingesetzt werden.
Holzschrauben (Bild Mitte) haben ein groberes Gewinde und schneiden sich in die Holzfasern ein. Bei Schrauben mit großen Durchmessern muss vorgebohrt werden weil das Holz sonst aufreißt (z. B. 7mm vorbohren für 10mm Holzschraube). Bei Schrauben deren Kopf nicht im Holz versenkt wird, sind Unterlegscheiben zu verwenden.
SFS - Schrauben (Selbst furchende Schrauben) (Bild rechts) schneiden sich ihr Gewinde in harte Materialien wie z. Metalle selbst. Hierzu werden entweder Löcher gebohrt die zum Schraubendurchmesser passen (Herstellerangabe beachten!), oder die Schrauben haben eine Bohrspitze.
Schrauben haben in den meisten Fällen ein Rechtsgewinde. Bei Rechtsdrehung zieht sich die Schraube fest und über eine Linksdrehung kann sie wieder gelöst werden.
Schrauben und Muttern mit Linksgewinde haben eine umlaufende Kerbe um ihren Sechskantkopf (z. B. an der Überwurfmutter bei Verbindungen zur Propangasflasche oder bei den Muttern zur Befestigung von Kreissägeblättern)
Kopfformen
Schrauben gibt es in den unteschiedlichsten Formen und aus unterschiedlichen Materialien. Alle Kopfformen werden mit allen Gewinden, je nach Anwendungszweck, kombiniert.
Bei Schrauben unterscheidet man die Kopfformen
- Senkkopf
Der Senkkopf ist die am meisten verwendete Kopfform bei Schrauben mit Holzgewinde. Wird eine solche Schraube in Holz eingedreht, verdängt der Senkkopf die Fasern und die Oberseite des Schraubenkopfes liegt auf einer Höhe mit dem zu befestigenden Bauteil. Soll der Kopf bündig in ein Metallteil eingelassen werden, muss das Bohrloch mit einem geeigneten Werzeug (z. B. Kegelsenker) an die Kopfform angepasst werden. Auch bei harten Hözern (Eiche, Bankirei) wird das Vorsenken der Löcher empfohlen.
- Linsenkopf
Der Linsenkopf vereint eine gewölbte Oberfläche mit einem Senkkopf im unteren Teil. Durch die gewölbte Oberfläche wird die Verschraubung optisch betont. Im Dachdeckerhandwerk wird dieser Schraubenkopf bei der Spenglerschraube eingesetzt. Hier passt der gewöbte Kopf gut zur profilierten Unterlegscheibe und der Senkkopf dichtet die Gummischeibe zusätzlich ab.
- Rundkopf
Schrauben mit Rundkopf werden eingesetzt, wenn der Schraubenkopf aus gestalterischen Gründen betont werden soll z. B. bei der Befestigung von Schildern oder Schmuckelementen. Im den alltäglichen Baustellenbetrieb hat dieser Schraubenkopf nur eine untergeordnete Bedeutung.
- Sechskantkopf
Schrauben mit Sechskantkopf ermöglichen meist in Verbindung mit Unterlegscheiben eine hohe Flächenpressung. Der Nachteil des Sechskantkopfes besteht darin, dass er über die Oberfläche des zu befestigenden Materials hinausragt.
- Zylinderkopf
Der Zylinderkopf findet sich meist auf Schrauben mit metrischem Gewinde. Er wird im Stahl- und Maschinenbau bei beengten Platzverhältnissen eingesetzt und lässt sich leicht in zylindrischen Bohrungen verstecken. Seit einiger Zeit werden auch Holzschrauben mit Zylinderkopf auch für die Befestigung harter Hölzer (Bankirei) angeboten.
- Schlossschraube
Der Kopf der Schlossschraube besteht aus einem Rundkopf in Verbindung mit einem unterseitigen Vierkant. Der Vierkant (das Schloss) ist etwas größer als der Schraubendurchmesser und hält die Schraube beim Aufdrehen einer Mutter fest. Beim Befestigen ist das praktisch, weil kein zweiter Schraubenschlüssel erforderlich ist.
- Sonderformen
Die linke Schraube ist eine Dachbauschraube mit Sechskantkopf und integrierter Unterlegscheibe. Mit entsprechenden Dichtungen kann sie z. B. zur Befestigung von Blechen oder Wellplatten benutzt werden. Bei der rechten Schraube findet sich die Kombination eines Linsenkopfes mit einer integrierten Unterlegscheibe für die Verwendung im Holzrahmenbau.
Antriebsarten
- Schlitz
Der Schlitzantrieb ist eine veraltete Antriebsart. Sie bietet dem Schraubendreher nur eine schlechte Führung und ist für das Eindrehen mit elektrischen Schraubern (in Verbindung mit einem Bit) ungeeignet.
- Kreuzschlitz
Der Kreuzschlitz war in den letzten zwanzig Jahren der Standardantrieb für Holzschrauben. Er stellte die Weiterentwicklung des Schlitzantriebes dar und hatte eine bessere Führung und eine größere Kontaktfläche zum Schraubendreher. Die linke Schraube zeigt den reinen Kreuzschlitz, der auch Philipsantrieb genannt wird. Die passenden Schraubendreher und Bits tragen deshalb die Bezeichnung "PH" und sind in die Größen 1 (Klein), 2 (Standard) bis 3 (groß) eingeteilt. Zur Vergrößerung der Anlagefläche der Bits wurde der Pozidrivantrieb (rechte Schraube) entwickelt. In die Kreuzecken sind zusätzliche Vertiefungen geprägt und das Kreuz sieht eher aus wie ein Stern. Die Bits tragen die Bezeichnung "PZ" 1 bis 3. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrie passen PZ-Bits nicht perfekt in PH Antriebe. Durch die falsche Wahl des Bits kommt es oft zur Zerstörung des Antiebs.
- Inbus
Der Inbus Antreib wird auch als Innensechskant bezeichnet. Er bietet eine gute Führung und eine große Kontaktfläche zum Inbusschlüssel. Verwendung findet dieser Antrieb meist auf Schrauben mit metrischem Gewinde und Zylinderkopf. Für oberflächenbündige Verschraubungen gibt es auch Senkkopfschrauben mit Inbusantreib.
- Torx
Der heute gängigste Antrieb für Holzschrauben wird Torx oder Innenvielzahn genannt. Die große Anlagefläche des Bits und die daraus resultierende gute Führung macht in vielen Fällen das einhändige Schrauben möglich. Die Bits sind mit der Bezeichnung "TX" beschriftet und es gibt die Größen 10, 15, 20, 25, 27, 30 und 40. Die kleinste Zahl kennzeichnet den kleinsten Bit. Einige Hersteller benutzen modifizierte Bits (z. B. Firma Würth, erkennbar an oranger Markierung, ABC Spax, grüne Markierung). Es empfiehlt sich die Verwendung der speziellen Bits, weil die normalen Torx Bits zu schnell verschleissen und die Schrauben beschädigen können.
- Sechskant
In der Draufsicht erkennt man, dass der Sechskantkopf mit und ohne Kennzeichnung produziert wird. Die Kennzeichnung beschreibt die Belastbarkeit der Schraube. Holzschrauben haben diese Bezeichnung nicht, weil Holz eher nachgibt als die Schraube. Sechskantschrauben mit metrischem Gewinde und der Kennzeichnung 4.6 sind nur gering belastbar. Lautet die Kennzeichnung 8.8 handelt es sich um eine durchschnittlich belastbare Schraube. Hoch belastbare Schrauben sind mit 10.9 gekennzeichnet. Zu den Schaftdurchmessern (die Zahl nach dem M gibt den Schaftdurchmesser in mm an) passen die folgenden Schlüsselweiten: M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14
Bezeichnungen
Die Größe der Schrauben wird in der Form (Dicke in mm) x (Länge in mm) angegeben.
Bei Holzschrauben bedeutet die Bezeichnung 6 x 80, dass die Schraube einen 6 mm starken Schaft hat, der 80 mm lang ist. Die Bezeichnung enthält keine Information über die Kopfform. Diese wird meist auf der Verpackung separat angegeben.
Enthält die Bezeichnung ein "M", handelt es sich um eine Schraube mit metrischem Gewinde. Auch hier werden Schaftdurchmesser und Länge in mm angegeben.
Material und Korrosionsschutz
Schrauben müssen aus aureichend harten und zähen Metallen gefertigt werden.
Die meisten Schrauben bestehen aus Stahl mit einem galvanischen Überzug aus Nickel bzw. Zink. Diese Schrauben sind korrosionsgeschützt.
Bestehen Schrauben aus Edelstahl (V2A, V4A) gelten sie als rostfrei. Ob eine Schraube aus Edelstahl besteht kann mit Hilfe eines Magneten überprüft werden. Wird eine Schraube von einem Magneten angezogen ist sie aus Stahl. Hat der Magnet keinen Einfluss ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass es sich um eine Edelstahlschraube handelt. Die bekannte Spenglerschraube aus Kupfer ist in Wirklichkeit nur galvanisch verkupfert. Eine Schraube aus Kupfer wäre zu weich und um Rostfreiheit zu gewährleisten besteht die Schraube im Inneren aus Edelstahl.
Vor der Verwendung von Edelstahlschrauben waren nur Schrauben aus Messing rostfrei. Allerdings ist Messing sehr weich und wird nur noch selten verwendet.