Jeder Schraubenfan hat sich bestimmt schon mal die Frage gestellt, wie die kleinen Gewindebolzen eigentlich hergestellt werden. Die Schraubenherstellung ist einfacher als man denkt. Wichtig zu beachten ist, dass es unterschiedliche Prozesse beim Herstellungsverfahren gibt. Natürlich hängt die Art der Herstellung auch von der Form der Schraube ab, wie Gewinde, Kopfform und Spitze. Im Schraubenshop von Theo findet man unter 150.000 unterschiedlichen Schrauben bestimmt das passende Exemplar für das nächste Bauprojekt.

Formungsverfahren

Gehen wir zunächst auf die zwei grundlegenden Formungsarten ein:

• spanende Formung
• spanlose Formung (Warmumformung und Kaltumformung)

Das sind die beiden ersten Prinzipien. In modernen Herstellungsverfahren kommen überwiegend die Warm- und Kaltumformungs-Techniken zum Einsatz.

Spanende Formung

Hierbei hat man einen Rohling wie eine Stahlstange oder ein Stück Draht, welches durch Fräsen passend geformt werden. Auch das Gewinde wird hierbei auf diese Weise hergestellt. Selbsterklärend, dass der Ausgangsdurchmesser des Stahls größer ist als der spätere Schraubendurchmesser, da Material abgetragen wird.

Dieses veraltete Verfahren kommt in der Regel nur noch bei Sonderschrauben, welche einer besonderen Anfertigung unterliegen, verwendet. Da hier nur kleine Stückzahlen produziert werden, lohnt sich diese Herstellung noch. Bei allen Schrauben die oft und in großer Stückzahl benötigt werden, wird auf die spanlose Formung zurückgegriffen.

Aber nicht der teure und arbeitsintensive Herstellungsprozess der spanenden Verarbeitung ist ein großer Nachteil, sondern auch die Stabilität der Schrauben. Durch das Abtragen des Materials kommt es neben dem Materialverlust zur Zerstörung des Faserverlaufs. Als Maschinen werden CNC Fräs- bzw. Drehmaschinen verwendet, oder natürliche die gute alte Handarbeit. Für das Gewindeschneiden haben wir natürlich auch die passende Anleitung parat.

Spanlose Formung

Die spanlose Formung ist die gängigste Art Schrauben herzustellen. Hier unterscheiden wir wieder zwischen zwei Techniken:

• Warmformung
• Kaltumformung

Die Kaltformung wird auch als Kaltfließpressen oder Kaltformung bezeichnet.

Kaltumformung (Kaltfließpressen)

Mit der Kaltumformung stellt man Schrauben in wenigen Schritten in einer großen Stückzahl her. Die meisten Hersteller von Schrauben greifen auf diese Methode zurück, da das Kaltfließpressen sehr effektiv und günstig ist. Der Herstellungsprozess wird hierbei in folgende Phasen unterteilt:

• Stauchen
• Fließpressen
• Reduzieren

Auch Kombinationen aus den genannten Phasen sind denkbar. Wichtig hierbei ist es die passenden Umformmaschinen zu wählen, welche von der Größe und der Stärke des Umformungsgrades abhängen. Sollten bei den Schrauben scharfkantige oder besonders dünne Profile verwendet werden, so ist von dieser Herstellungsart abzuraten. Ansonsten hat man mit erheblichem Werkzeugverschleiß zu kämpfen, welcher sich wieder auf die Produktionskosten umschlägt.

Doch kommen wir endlich zur Herstellung. Wie Sie unten im Video beobachten können, kommt der Draht einer bestimmten Stahlqualität auf großen Spulen, welche teilweise über eine Tonne wiegen in die Fertigungshalle. Aus Produktionsgründen ist dieser meistens phosphatiert, das verringert den Verschleiß der Werkzeuge. Bei großen Schraubendurchmessern werden der Einfachheit halber auf Stahlstangen genutzt. Nun wird das Werkstück in die erste Maschine eingeführt und auf die gewünschte Länge gebracht. Die Stücke werden hierbei förmlich abgeschlagen und im Nachgang begradigt.

Nun kommt die Stauchung. Diese ist besonders Interessant, da hierbei der Kopf der Schraube entsteht. Was zunächst noch bei der Vorstauchung aussieht wie ein Kegel ohne Spitze wird später mal ein Sechskantkopf. In den weiteren Schritten der Stauchung entsteht der komplette Kopf.

Jetzt brauchen wir nur noch ein Gewinde. Zur Gewindeherstellung kann man entweder das Gewinde formen oder Walzen. Hierbei wird der Schraubenrohling durch zwei Walzen gepresst, welche wieder durch Maschinen angetrieben werden. Diese zwei Walzbacken nennt man auch Flachbacken. Eine der Flachbacken ist fest, die andere lose. Durch das Rollen an diesen Backen entsteht das Gewinde. Bei modernen Gewindemaschinen entstehen so nahezu tausend Schraubengewinde pro Minute.

Oft stehen alle benötigten Maschinen in einer Reihe und die einzelnen Produktionsetappen werden nacheinander bewältigt. Hier nochmal in der Kurzübersicht die komplette Herstellung durch Kaltumformung:

• Drahtschnitt
• Vorstauchung
• Zwischenstauchung
• Fertigstauchung
• Kalibrieren
• Gewindewalzen

Hier nochmal die Vorteile der Kaltumformung auf einen Blick:

• minimaler Materialverlust
• hohe Leistung und Stückzahl
• keine Ungenauigkeiten
• hohe Festigkeit
• schonende Verarbeitung – Erhaltung der Fasern des Metalls
• günstige Produktionskosten

Warmumformung

Die Warmumformung ist nicht so häufig die erste Wahl bei der Schraubenherstellung. Doch wie oben bereits erwähnt, kann dieses Verfahren sowohl bei kleinen Stückzahlen, als auch bei besonders dicken oder langen (>M27 >30cm lang) Schrauben angewendet werden. Hierbei wird der Stahl oder Edelstahl stark erhitzt, bis man ihn schmieden kann. Nun kann die Form gefertigt werden. Der Stahl wird nur dort erhitzt, wo er auch geformt werden soll. Die Oberflächenstruktur ist durch diese Produktionsart sehr rauh.

Während die Kaltumformung durch das Produktionsverfahren starr den Prozessen entspricht, ist es bei dieser Herstellungsvariante möglich dem Kopf alle erdenklichen Formen zu geben. Sprich es gibt deutlich mehr Spielraum für spezielle Kopfarten. Das Gewinde wird nicht durch die Warmformung erstellt, sondern wie beim Kaltpressen mit Walzen oder durch Fräsen.

Schraubenqualität bei der Herstellung

Damit bei Ihnen auch nur die besten Schrauben ankommen und verbaut werden, gibt es mehrere Aspekte die berücksichtigt werden müssen. Auf der nächsten Abbildung finden Sie ein Bild, welches die Prüfung von gerade hergestellten Schrauben zeigt. Diese sollten nicht nur per Hand auf Optik und Haptik kontrolliert werden, sondern auch von Maschinen geprüft werden. Aber schon in der Herstellung kann man die Qualität der Schrauben maßgeblich beeinflussen.

Neben der guten Qualitätskontrolle entscheidet unter anderem die Wahl der passenden Maschinen, die saubere Verarbeitung und vor allem die Qualität des Drahtes über die Qualität des Endprodukts. Wir arbeiten ausschließlich mit Lieferanten zusammen, welche ein eigenes Labor besitzen und seit Jahren bekannt für hohe Qualitätsstandards sind. Denn wer mit Schrauben ein Bauprojekt beginnt, der mag hinterher keine bösen Überraschungen erleben, besonders bei sicherheitsrelevanten Teilen.

Um eine perfekte Verbindung bei der Verarbeitung zu gewährleisten, gilt die Herausforderung bei der Herstellung von Schrauben darin, bei der Entwicklung Vor- und Nachteile des Materials und der Form in Harmonie zu bringen. Welche Schraubenmaterialien es gibt, finden Sie bei uns im Blog. Um hohe Festigkeitsklassen zu erreichen werden die Schrauben nach dem Kaltfließpressen noch einer zusätzlichen Behandlung durch Wärme unterzogen.

Zum Abschluss, damit der Kopf durch die Theorie nicht dampft, haben wir das ganze auch nochmal als Video. Wie man Schrauben herstellt wird hier durch unseren Lieferanten REISSER Schraubentechnik ganz einfach mit bildlicher Darstellung erklärt:

Das Finish

Nach der Schraubenherstellung ist die Schraube noch nicht ganz fertig. Sie muss nicht nur noch geprüft und verpackt werden, sondern ggf. auch veredelt werden. Sprich der Schrauben fehlt noch eine Oberflächenbeschichtung. Beschichtungen von Schrauben finden Sie auch bei uns im Blog.