Csavarok – A szabvány áttekintése

A csavarok tulajdonságainak megfelelően különböző jelölési rendszerek állnak rendelkezésre. A csavartípusok besorolásának és megjelölésének alapját a mögöttes szabványok képezik. Ez a cikk röviden bemutatja a különböző csavarszabványokat és azok különbségeit, és általános áttekintést nyújt az európai régióban kapható csavarokról.

A csavarszabványok áttekintése

A szabványokat szabványosításra használják, és azok olyan, egy adott csoporton belüli megállapodást jelentenek, amely megállapodott a szóban forgó szabványban. Mivel az idők során és a történelmi és regionális fejlemények hatására számos nemzeti szabvány alakult ki, ezeket gyakran csak az adott régiókon belül használják és ismerik el. Világszerte számos szabvány biztosítja, hogy a csavarok megfeleljenek a konkrét követelményeknek. A szabványok használata és betartása általában nem kötelező, de szerződésben kiköthetők vagy a törvény is előírhat bizonyos szabványokat. Ezek a szabványok elengedhetetlenek a rögzítőelemek minőségének, biztonságának és működésének biztosításához.

Szabványok

A DIN rövidítéssel jelölt Deutsche Institut für Normung e.V. felelős a nemzeti DIN szabványok meghatározásáért és frissítéséért. A szabványosítás az egységes európai piacon az európai szabványokra irányul, EN rövidítéssel jelzett módon. Az EN szabványokat a lehető leggyorsabban és az Európai Tanács határozatát követően változtatás nélkül bevezetik a nemzeti szabványokba; Németországban ezeket DIN EN-nek nevezik. A megfelelő DIN-t ki kell vonni és a DIN EN-nel kell helyettesíteni. Az ISO szabványok célja a globális szabványosítás megkönnyítése. A globális ISO szabványokat kategorikusan, változtatás nélkül át kell venni az EN szabványokba. A MISUMI globális gyártóként, amelynek központja Japánban van, a JIS (japán ipari szabvány) szerint szabványosított termékeket is gyárt és értékesít. A vonatkozó szabvány leírja a szabványosított csavarok részleteit, beleértve az átmérőt, (menet) hosszt és a fej alakját.

Az alábbiakban ismertetjük a csavarjelölést a következő szabvány szerint: DIN:

• DIN 933 M 10 x 80 A2-70

A DIN 933 rövidítés a hatlapfejű csavarokat jelöli, amelyek menete a fejig ér. Az M10 x 80 egy 10 mm (M10) átmérőjű, 80 mm hosszú metrikus csavart jelöl. Az A2-70 rozsdamentes acél specifikációt jelöl, amely nemcsak az anyag minőségét és korrózióállóságát jelzi, hanem legalább 700 N/mm². szakítószilárdságot is. Ezen információk mellett a vonatkozó szabványok általában tartalmazzák a vonatkozó menettáblázatokat is.

DIN csavarok

A DIN szabványok Németországban a legismertebbek. A múltban számos csavart már szabványosítottak Németországban DIN szabvány alkalmazásával. Például a DIN 933 szabvány hatlapfejű csavarokra alkalmazandó. A globális szabványok létrehozásának célja a nemzetközi szabványok (ISO szabványok) kidolgozását eredményezte egyre több alkalmazás tekintetében, valamint a DIN szabványok megfelelő EN szabványokra vagy ISO szabványokra történő cseréjét vonta maga után. Mindazonáltal a DIN szabványok akkor érvényesek, ha nem áll rendelkezésre ennek megfelelő DIN EN vagy ISO szabvány (DIN EN ISO).

ISO csavarok

Az ISO nemzetközi szinten szabályozza a különböző csavarszabványokat. Számos ISO szabvány nagyrészt ugyanazokat a szabályozásokat tartalmazza, mint a korábban érvényes DIN szabványok. Ezeket azonban több országban is használják. A DIN 931 és a DIN 933 későbbi szabványai például a DIN EN ISO 4014 és a DIN EN ISO 4017. Egyéb szabványok:

• ISO 4762 hatlapfejű fejescsavarok
• ISO 7380 hatlapfejű lapos fejű csavarok
• ISO 2009 süllyesztettfejű egyeneshornyú csavarok
• ISO 7045 csillagfejű kereszthornyos kúpfejű csavarok
• ISO 965 általános célú menetek

A gépészetben leggyakrabban a DIN EN ISO 4014 szabványnak megfelelő hatlapfejű csavarokat és a DIN EN ISO 4762 szabványnak megfelelő hengercsavarokat használják.

A JIS-nek megfelelő csavarok

A japán ipari szabványt (JIS) a Japán Szabványügyi Szövetség teszi közzé. Számos csavar szabványosított a metrikus egységrendszerben is. A japán JIS szabvány szerint szabványosított csavarok és a DIN, illetve az ISO szabvány szerint gyártott csavarok különböző átfedései mellett egyes csavartípusok bizonyos esetekben jelentősen különbözhetnek egymástól. Bizonyos esetekben a JIS szabványhoz speciális szerszámok szükségesek.

A menetekre vonatkozó közös JIS-szabványok a következők:

• JIS B 0205-1:2001 általános metrikus menethez (normál szögű forma)
• JIS B 0205-2:2001 és JIS B 0205-3:2001 általános célú metrikus menetekhez
• JIS B 0205-4:2001 általános metrikus menethez (standard méretek)
• JIS B 0207:1982 metrikus finommenetekhez

A MISUMI minden szabványhoz kínál csavarokat.

A különbségek jelentése

A szabványosítás terén mutatkozó különbségek elsősorban a szerszámok kiválasztását érintik. A JIS csavarok általában a DIN csavarokhoz igazított szerszámokkal kompatibilisek. Mindazonáltal előfordulhat az ún. kicsúszási effektus (szerszám kicsúszása a csavarfejből) például a JIS szabvány szerinti Phillips csavaroknál, ha nem megfelelő szerszámokat használunk. Ezért ajánlott speciális JIS szerszámokat használni a JIS csavarokhoz. Ez biztosítja a könnyű mozgást, és a csavarok nem károsodnak szükségtelenül.

Menettípusok és azok különbségei

A menet a csavar, csap vagy más rögzítőelem csavaros megemelkedése vagy bemélyedése. A menetekre a szabványok is vonatkoznak. A következő paraméterek részletesebben leírják a meneteket:

• Menetcsúcsok: a menet külső szélei.
• Külső átmérő: más néven névleges átmérő, a külső menetes rész átmérője. A menetes külső átmérő táblázatok segítségével határozható meg a szükséges külső méret.
• Magátmérő: más néven magfurat átmérője. A menetek vágásakor a magfurat biztosítja a megfelelő középre állítást. A magfurat határozza meg a következő menet legkisebb belső átmérőjét. Különböző menetes magfurat-táblázatok állnak rendelkezésre a kapcsolódó névleges méretek és osztások leolvasásához.
• Élek: a csavarmenet ferde vagy lejtéssel rendelkező oldalai, amelyek ferde emelkedéseket vagy mélyedéseket alkotnak, és a menetprofil mentén terjednek ki.
• Emelkedés: a menetemelkedés olyan méret, amely jelzi az egymást követő menetek és a menetemelkedések közötti távolságot. A menettől függően eltérő a meghatározása. A metrikus menetek esetében például a menetemelkedés egy fordulattal megtett útvonalon történik. Hüvelyk menetek esetén például a menetemelkedést a hüvelykenkénti menetek száma határozza meg.
• Dőlésszög: a dőlésszög az a szög, amelynél a menet menetszárnyai emelkednek vagy leereszkednek (ahogyan a menetprofil mentén látható).
• Indítás: a spirál folyamatos mélyedése (csavar/anya körül van azon belül).

A menetformák világszerte különbözőek, és gyakran kihívást jelentenek a csavarok és alkalmazásuk kompatibilitása szempontjából. Németország és sok más európai ország elsősorban metrikus meneteket használ, amelyeket szabványosított dőlésszög és szög jellemez. Ez a szabványosítás megkönnyíti az azonosítást és az alkalmazást. Ezzel szemben az Egyesült Államok hagyományosan hüvelykmeneteket használ. Az Egyesült Államokban különösen gyakoriak az egységes menetszabvány (UTS) menetei, amelyek besorolása és méretei jelentősen eltérnek a metrikus rendszerekétől. Japánban széles körben használják a menetes csatlakozások metrikus rendszerét. Csőmeneteknél a hüvelykes meneteket általában nemzetközileg használják az összes szabványosítási területen. A különböző menetemelkedések, szögek és méretrendszerek (metrikus vagy hüvelyk) azt a hatást keltik, hogy a különböző régiókból származó csavarok használhatósága gyakran korlátozott vagy egyáltalán nem lehetséges. A menetekre vonatkozó szabványok világméretű történelmi fejlődése miatt rendkívül fontos, hogy a csavarok használata előtt pontosan ellenőrizze a menetet. Ez megakadályozza a károsodást, és biztosítja a csatlakozások működőképességét.

Különböző csavarfejtípusok

A tényleges menet mellett a csavar feje is fontos szerepet játszik. A különböző csavarfejek és előnyeik az alábbiakban láthatók:

Kerek fej

A kerek fejű csavarok kerek fejjel rendelkeznek, amely túlnyúlik azon az anyagfelületen, amelybe becsavarják őket. A fej a kialakítástól függően lehetnek teljesen kerek vagy enyhén félgömb alakúak. A kerek forma csökkenti a sérülés kockázatát, nagyobb érintkező felületet biztosít, és egyenletes teherelosztást tesz lehetővé.

Hengerfej

A hengerfej egy lapos csavarfej, hengeres felülettel. A csavart felülről hajtják be, ezért alkalmas nehezen elérhető területeken való használatra. A 4762 és 912 DIN szabvány vagy a JIS B 1176 szabvány hatlapfejű fejescsavarokra vonatkozik. A lapos fejű csavarok a hengerfejcsavarok speciális formájú típusai.

Hatlapfej

A hatlapfej hat oldallal, a lapos felület pedig hat sarokkal rendelkezik. Könnyű megfogni és meghúzni egy hatlapfejű csavarkulccsal vagy egy nyitott felületű csavarkulccsal. A hatlapfejű csavarok nagy nyomatékú alkalmazásokhoz alkalmasak. A belülről hajtott kerek fejcsavarokkal ellentétben a hatlapfejű csavart úgy kell meghúzni, hogy az kívülről fejtse ki hatását a csavarfejre. A DIN 4014 és 933 szabványok vagy a JIS B 1180 szabványok vonatkoznak a hatlapfejű csavarokra.

Süllyesztett fej

A süllyesztett fejű csavarok kúpos csavarfejjel rendelkeznek, amely lehetővé teszi, hogy a csavart az anyagba süllyesszék. Gyakran akkor használják, ha a csavarfejnek egy síkban kell lennie az anyag felületével, hogy sima felületet biztosítson kiálló részek nélkül. A süllyesztett csavarok csökkentik a megbotlás és sérülés kockázatát. A DIN ISO 10642 szabvány például a süllyesztett csavarokra vonatkozik.

Kúpfej

A kúpfejű csavarok félkör alakú fejjel rendelkeznek. Ez a fej egyenletesen eloszlatja a terhet a teljes felületen, és kevésbé feszíti meg az anyagot. Kerülni kell a csavarfej behatolását a munkadarabba, meghosszabbítva az élettartamot. A DIN ISO 7380-2 szabvány például az kúpfejű csavarokra vonatkozik.

Recézett fejű csavar

A recézett fejű csavarokat recés felületű fej jellemzi, amely jobb fogást biztosít. Ez a különleges textúra lehetővé teszi a csavar kézi, szerszámok nélküli meghúzását vagy meglazítását. A recézett fejű csavarok különösen alkalmasak gyakori kézi beállítást igénylő alkalmazásokhoz, illetve olyan területeken, ahol fontos a szerszámok nélküli gyors hozzáférés, például elektronikus berendezések házaihoz vagy beállítási mechanizmusokhoz.

Szárnyas csavar

A szárnyas csavarok két oldalsó, szárnyszerű kiemelkedéssel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a kézi, szerszámok nélküli meghúzást és meglazítást. Ez a csavarfej különösen olyan alkalmazásoknál hasznos, amelyek gyors és gyakori beállítást igényelnek, például amikor gépburkolatokat rögzítenek, vagy különböző berendezéseket állítanak be. A széles szárnyak jó kezelhetőséget és megfelelő erőhatást biztosítanak, ami megkönnyíti a megszorítást és a kilazítást, még akkor is, ha nagyobb erőkifejtésre van szükség.

Szemes csavarok

A szemes csavarokat, más néven gyűrűs csavarokat kör alakú gyűrű jellemzi, amely úgy néz ki, mint egy „szem” a fejen. Ez a kialakítás lehetővé teszi a kampók rögzítését vagy a kábelek áthúzását, így számos szerelési és emelési műveletet támogat. Különösen hasznosak felfüggesztést igénylő alkalmazásoknál, például nehéz terhek szállításánál. A szemes csavarok biztonságos rögzítési pontot biztosítanak, és úgy vannak kialakítva, hogy még nagy terhelés esetén is megbízhatóan működjenek. Robusztus felépítésüknek köszönhetően ellenállnak a szakítószilárdságnak és a nyíróerőknek is.

Egyéb csavarfej formák

A klasszikus csavarfej formák, például a kerek, hengeres és hatlapfejű csavarok mellett a kevésbé gyakori, de mégis fontos csavarfej formák például a négylapfejű és a háromszögletű csavarfejek. A négylapfejű csavarok nagy ellenállást biztosítanak a csavarodással szemben, és különösen népszerűek az összeszerelő iparban, amely robusztus csatlakozásokat igényel. A háromszögletű csavarok, amelyek a meghúzáshoz speciális eszközöket igényelnek, további biztonságot nyújtanak a jogosulatlan kicsavarás ellen, ezért azokat gyakran használják biztonsági eszközökön. A technológiai fejlődés és a különböző iparágak egyre specifikusabb követelményei további csavarfejformák kifejlesztését eredményezték, amelyek optimalizált megoldásokat kínálnak a speciális összeszerelési vagy biztonsági követelményekhez.

Különféle csavarhajtások

A hatékony és biztonságos összeszereléshez elengedhetetlen a megfelelő csavarhajtás megválasztása. A leggyakoribb típusok a hornyos csavarok, a csillagfejű csavarok, a hatlapfejű fejescsavarok és a külső hatlapfejű csavarok. A hornyos csavarok az egyik legrégebbi csavarformát jelentik, és gyakran olyan egyszerű alkalmazásokhoz használatosak, amelyek nem igényelnek nagy nyomatékot. A csillagfejű csavarok jobb alátámasztást biztosítanak, és azokat gyakran használják villamosmérnöki és általános gépészmérnöki célokra. A hatlapfejű fejescsavarok, más néven imbuszcsavarok még nagyobb nyomatékátvitelt biztosítanak, és gyakran nagy erőt igénylő csatlakozásokhoz használatosak. A külső hatlapfejű csavarok ugyanakkor ideálisak csavarkulcsokat használó és nagyobb nyomatékot igénylő alkalmazásokhoz. Minden csavarcsatlakozáshoz speciális formájú szerszámokra van szükség, amelyek pontosan illeszkednek a csavarcsatlakozáshoz, hogy optimális alátámasztást és optimális nyomatékátvitelt biztosítsanak. Például az imbuszkulcs-aljzathoz és a Torx hajtásokhoz olyan csavarkulcsok vagy szerszámhegyek szükségesek, amelyek beleillenek a csavarprofilba, és megakadályozzák a fej sérülését. Ezek az eszközök metrikus és hüvelykes rendszerekben kaphatók, így könnyen használhatók különböző régiókban és iparágakban. JIS csavarhajtások használata esetén ajánlott speciális JIS csavarozószerszámot rendelni.

A csavarszabványok áttekintése

A teljesség igénye nélkül az alábbi táblázat a különböző csavarszabványokat mutatja: