Verbindungen schaden nur dem, der keine hat

80. Folge - Unsere Serie für den Nachwuchs erläutert das wichtigste GaLaBau-Grundlagenwissen vom Abstecken bis zum Zaunbau: Diesmal geht es um das Thema alte und neue Schrauben, Teil 1.

Wer jetzt hier Informationen erwartet, die sich mit "Kungelei" in der Auftragsbeschaffung oder Ähnlichem beschäftigen, kann weiterblättern und den nächsten Artikel genießen.

Hier geht es um handfeste Verbindungen - um Schraubverbindungen. In vielen Bereichen des Garten- und Landschaftsbaues sind diese Schraubverbindungen nicht wegzudenken. Überall, wo Werkstoffe (egal ob Holz, Metall oder Plastik) miteinander verbunden werden sollen, kommt man um sie nicht herum. Jeder denkt jetzt: Klar und einfach - wozu dann noch dieser Artikel? Einfach lesen und die Frage beantwortet sich wie von selbst.

Die Schraube - das geniale Ding

Bei dem Versuch eine Schraube zu beschreiben, kommt ein ganz schön langer Text zusammen. Ich versuche es trotzdem mit diesem Steckbrief: Schrauben sind stift- oder bolzenartige (in der Regel aus Metall bestehende) Teile, die außen mit einem Gewinde versehen sind. Die mit ihnen hergestellte kraft- und formschlüssige Verbindung ist immer wieder lösbar. Man unterscheidet hauptsächlich zwischen Metall- und Holzschrauben. Während die Holzschraube leicht konisch verläuft, hauptsächlich für Holzbauteile (daher der Name) verwendet wird und sich ihren Weg ins Material selbst schneidet, benötigt die meist zylindrische Metallschraube (der Name rührt aus dem Bereich ihrer Entwicklung) ein Gegenstück mit einem Innengewinde (eine Mutter oder Ähnliches) um eine Verbindung herzustellen. Natürlich gibt es zu jeder Regel auch Ausnahmen, zum Beispiel selbstschneidende Metallschrauben und so weiter, aber die sollen hier mal nur erwähnt bleiben und nicht näher betrachtet werden.

Das Material aus dem Schrauben gefertigt werden ist zum größten Teil Metall (Eisen, Stahl, Edelstahl, Messing, Kupfer). In Spezialfällen kann auch anderer Werkstoff das Grundmaterial der Schraube bilden.

Die Schraube besitzt zwei Konstruktionsmerkmale, die sie vom Nagel unterscheidet. Der Kopf der Schraube besitzt irgendeine hilfreiche Einrichtung, die es ermöglicht sie mit einem entsprechenden Werkzeug in eine Drehbewegung zu versetzen und sie besitzt einen Schraubenkörper, der durch sein Gewinde das Anziehen der Schraube im Metall erst möglich macht.

Wie funktioniert eine Schraube

Ich habe hier nicht die Absicht alle physikalischen Vorgänge an der Schraube zu erläutern. Das würde zu weit führen! Aber Grundsätzliches sollte man schon wissen! Warum hält eine Schraube Werkstücke oder Materialien zusammen? Nun, man muss sich eine Schraube vorstellen wie einen in Windungen aufgerollten Keil. Dieser "Keil" wird nur gegen Wegrutschen in Belastungssituationen mittels Reibungskraft gesichert. Diese Reibungskraft entsteht beim Anziehen der Schraube. Dabei wird der Schraubenkörper im Mikrobereich gedehnt und die zu verschraubenden Materialien im Mikrobereich gestaucht. Ich hoffe mein zeichnerischer Versuch auf der Abbildung "Schraubenphysik - ganz einfach" bring Licht in das Dunkel.

Korrosionsschutz und Material

Gerade im Bauwesen, und da zähle ich den Landschaftsbau mal dazu, ist es wichtig Metallteile gegen Korrosion zu schützen. Konstruktiver Korrosionsschutz hilft da nicht allein.

Es haben sich zwei Möglichkeiten eine Schraube vor Korrosion, also gegen Rost, zu schützen durchgesetzt. Man kann die Schraube gleich aus korrosionsarmen Werkstoffen herstellen oder man muss sie beschichten. Korrosionsarme Schrauben ohne Beschichtung bestehen aus nichtrostendem Stahl (Nirosta), Legierungen aus Nickel oder Kupfer, Aluminium oder Titan, aus Kunststoff oder kohlenfaserverstärktem Kunststoff (Karbon).

Um eine Schraube vor Korrosion zu schützen gibt es verschiedene Verfahren. Sie haben unterschiedliche Vor- und Nachteile und finden in unterschiedlichen Gebieten ihre Anwendung (siehe Tabelle).

Das Material der Schraube richtet sich in erster Linie nach deren Verwendung. Das am meisten gebräuchliche Material aller Schrauben ist Stahl in seinen unterschiedlichen Facetten, also vom billigen Baustahl bis hin zum antimagnetischen rostfreien Edelstahl. Aber auch andere Metalle (Messing und andere Buntmetalllegierungen) werden als Grundmaterial bei Schrauben verwendet. Mit der Zunahme des Einsatzes von modernen künstlichen Materialien etablieren sich auch Schrauben aus Kunststoff, Karbon, Compositen und Keramik auf dem Markt.

Kennzeichnung und Festigkeitsklassen

Für die Kennzeichnung und die Festigkeitsklassen von schrauben gibt es ein unüberschaubares Dickicht von Normen. Erschwert wird die Übersicht durch die Tatsache, dass man zum Teil noch nach DIN (alt) und EN ISO (neu) unterscheiden muss. Das macht die Sache schwierig! Entweder lässt man sich dann doch beraten, und zwar beim Fachmann/frau, oder man nutzt seriöse Internetseiten (z. B. www. schrauben-normen.de) auf denen man das Gesuchte schnell findet.

Gewindearten

Schrauben besitzen in der Regel Außengewinde. Ausnahmen bilden die Hohlschrauben mit Innengewinde, wie man sie manchmal an Türverkleidungen im Fahrzeugbau findet oder im Büro bei Schraubbindungen an Ordnern. Im Bild "Die Gewindearten" sind die häufigsten Arten dargestellt.

Gewindesteigung

Ein weiteres wichtiges Unterscheidungsmerkmal der einzelnen Gewinde ist deren Drehrichtung. Es gibt rechtdrehende (Rechtsgewinde) und linksdrehende (Linksgewinde) Gewinde, die in ihrer Bauart völlig gleich sind und sich nur durch die Richtung ihrer Wendelung unterscheiden.

Ein Rechtsgewinde erkennt man daran, dass seine Gewindezüge in der Draufsicht nach rechts ansteigen. Kleine Quizfrage: Woran erkennt man wohl ein Linksgewinde? Richtig: die Gewindezüge steigen nach links an.

Rechtsgewinde sind die häufigste Gewindeform. Linksgewinde werden in Bereichen eingesetzt in denen Schraubverbindungen als Sicherheit gegen das Lösen bei Belastung verwendet werden (z. B. Bohrfutter, Rechtes Fahrradtretlager). Aber auch um Verwechslungen vorzubeugen werden Linksgewinde eingesetzt (z. B. Anschlussschrauben an Gasflaschen). Die Fahrzeugindustrie bediente sich der Linksgewinde lange Zeit auf der rechten Fahrzeugseite an den Radmuttern um diese gegen Lösen zu sichern. Das ging soweit, dass Porsche bei seinem Carrera GT sogar links rote Muttern (Rechtsgewinde) und rechts blaue Muttern (Linksgewinde) einsetzte.

Im Landschaftsbau werden Linksgewinde fast immer an Spannschlössern zu finden sein. Mit einer Drehung bewegen sich beide Spannschlossteile aufeinander zu oder voneinander weg.

Maßeinheiten bei Schraubverbindungen

Wie überall: auch hier keine Einheitlichkeit. Schraubgewinde werden entweder als metrische ISO-Gewinde oder Zollgewinde hergestellt. Während das metrische ISO-Gewinde auf der ganzen Welt standardisiert ist und in der Regel auch mit dem "alten" metrischen Gewinde kompatibel ist, haben wir es beim Zollgewinde mit einem echten Exoten zu tun. Es wird nach dem sogenannten UTS-Standard (Unified Thread Standard) hergestellt und vorwiegend in den Ländern in denen Zoll die vorherrschende Längenmaßeinheit ist (z. B. USA) verwendet. Aber auch bei uns sind diese zölligen Gewinde anzutreffen.

Man denke nur mal an optische Stative (einige ältere Nivelliergeräte), an Wasser- und Hausanschlüsse oder an die Computerindustrie. Uwe Bienert