Die Geschichte der Schraube: Verbindungselement mit Vergangenheit

Trotz Vormarsch der modernen Hightech-Klebstoffe machen Schrauben immer noch die wichtigste Verbindungstechnologie in der Bauindustrie aus. Und das nicht ohne Grund blickt man auf die imposante Geschichte der kleinen Befestigungen und den Entwicklungssprung der letzten 150 Jahre. Wir haben die wichtigsten Meilensteine für dich skizziert.

Erster Einsatz in der Frühzeit

Wann und wo die Schraube genau ihren Ursprung hat, lässt sich heute nicht eindeutig sagen. Experten gehen aber davon aus, dass sie aus dem vorderasiatischen Raum stammt und bereits in der Bronzezeit circa 2500 vor Chr. erstmals eingesetzt wurde.

Erste Erwähnung: die archimedische Schraube

In den Abhandlungen des griechischen Mathematikers Archimedes von Syrakus findet man die ersten Erwähnungen der Schraube. Der Wissenschaftler lebte etwa 287 bis 212 vor Chr. und erfand die sogenannte archimedische Schraube. Verbaut in schräg stehenden Rohren gelang es mit dieser Konstruktion, Wasser in höher gelegene Stufen zu befördern. Wichtig war diese Erfindung damals für die Bewässerungsanlagen. Erste Vorläufer des Prinzips gab es allerdings bereits im alten Ägypten – also noch vor Archimedes. Das Prinzip dieser Bewegungsschraube kommt übrigens noch heute in Förderungsanlagen zum Einsatz. 

Erster Einsatz als Befestigungsschraube: Römer setzen auf Schrauben

Als Verbindungstechnologie, wie wir sie heutzutage nutzen, hatte die Schraube in der Zeit der Römer ihre ersten Einsatzgebiete. Im Vergleich zu heute wurde sie jedoch weitaus weniger vielfältig eingesetzt, und zwar hauptsächlich als Schraubverbindung bei unter anderem Schmuck, medizinischen Geräten und astronomischen Instrumenten. Gefertigt haben die Römer Schrauben aus Silber und Bronze.

Gewinde als Kunstmotiv im Mittelalter

Die Vielfalt an Anwendungsgebieten nahm aber mit der Weiterentwicklung von technischen Geräten, Werkzeugen, Uhrwerken deutlich zu. Und genau das findet sich in der Kunst des Mittelalters wieder. Am bekanntesten sind heute die Werke Leonardo da Vincis, der 1452 bis 1519 lebte. Er beschäftigte sich unter anderem intensiv mit den Anwendungsmöglichkeiten der Gewinde und fertigte Skizzen zu Bewegungs- und Befestigungsschrauben an. Ebenfalls nennenswert ist der Gelehrte der Renaissance Georgius Agricola, der sich in seinen Schriften ausführlich der Verwendung der Schraube widmete. Er lebte von 1494 bis 1555.

Erste industrielle Fertigung

In seinem Werk „History of the Nut and Bolt Industry in America“ schreibt W. R. Wilburs 1905, dass die erste Maschine zur Herstellung von Schrauben und Muttern 1568 von Besson in Frankreich gebaut wurde. 1641, also ein knappes Jahrhundert später, wurde diese Maschine durch die englische Firma Hindley of York verbessert und erst daraufhin vermehrt zur Schrauben- und Mutterproduktion eingesetzt. In Deutschland war die Entwicklung anders. Hier entstanden die ersten Schraubenschmieden gegen Ende des 17. Jahrhunderts – und zwar im Rheinland und in Westfalen. Gefertigt wurden die Schrauben noch weitestgehend in Handarbeit. Erst gegen Mitte des 18. Jahrhunderts, als die ersten Schraubenfabriken entstanden, wurden sie maschinell hergestellt.

Bessere Qualität durch Werkstoffprüfmaschinen

Mit Beginn der Industrialisierung im 19. Jahrhundert wurden sogenannte Werkstoffprüfmaschinen eingesetzt, um den Einsatz von hochwertigen Materialien zu garantieren. Zu dieser Zeit setzen sich Schrauben aus Eisen wegen ihrer hohen Tragfähigkeit durch.

Normung der Schrauben

Mit dem technischen Fortschritt wuchsen die Anforderungen an Befestigungsschrauben. Das Problem war: Von Land zu Land und sogar von Fabrik zu Fabrik unterschieden sich die Gewindemaße. Das heißt, die Schrauben variierten in sowohl Größe als auch Material. In Deutschland kam schließlich der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) im Jahr 1859 der Forderung nach einheitlichen Qualitätsmerkmalen und Gewindemaßen nach und legte Richtlinien für die Qualität von Schrauben fest. Dazu zählten der Werkstoff, die einheitlichen Gewindemaße und deren Eigenschaften. 1964 schließlich erfolgte die weltweite Normung des ISO-Gewindes.

Hochfeste Schrauben für Fahrzeugbau

Die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften der Schraube stiegen weiter an. Schon bald war die Zugfestigkeit von hochfesten Schrauben, die sowohl im Automobilbau als auch im Flugzeugbau eingesetzt wurden, mit 400 bis 500 Newton pro Quadratmillimeter (N/mm²) nicht mehr ausreichend. Die aus nicht speziell wärmebehandelten Stählen spanlos oder spanend gefertigten Schrauben wurden durch hochfeste Schrauben aus unlegierten oder legierten Stählen abgelöst.

Blick in die Zukunft der Schrauben

Auch heute noch entwickelt sich die Technologie der Schraube weiter, das Gleiche gilt  für ihre Einsatzgebiete. Höchstfeste Schrauben überzeugen zum Beispiel mit einer Zugfestigkeit von über 2000 Newton pro Quadratmillimeter. Das gelingt durch eine Herstellung in der Warm- und Kaltformung. Für besondere Anforderungen wie etwa die Temperaturbeständigkeit werden darüber hinaus auch Schrauben aus Leicht- und Schwermetalllegierungen eingesetzt.

Blickt man zurück auf die lange und imposante Geschichte des kleinen Gegenstands und die rasante technische Weiterentwicklung der Schraube, ist es fraglich, ob zum Beispiel moderne Klebstoffe als Fügetechnologie Schrauben komplett ersetzen werden. Es bleibt schlichtweg abzuwarten, welche technischen Weiterentwicklungen es noch geben wird.

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