Welche Vorteile bieten selbstbohrende Schrauben gegenüber herkömmlichen Schrauben?

Verzicht auf Vorbohren: Kernzeit- und Arbeitszeiteinsparungen

Wie selbstbohrende Schrauben Bohr- und Befestigungsfunktion kombinieren, um Führungslöcher in Metall und Blech zu überflüssig machen

Selbstbohrende Schrauben kombinieren Bohren und Befestigen in einem einzigen, reibungslosen Prozess, wodurch keine lästigen Vorbohrungen mehr nötig sind, wenn mit Blech oder dünnem Stahl gearbeitet wird. Diese Schrauben verfügen über eine robuste Bohrspitze direkt an der Vorderseite, die problemlos durch die Materialien eindringt. Die speziell geformten Nuten entlang des Schafts sorgen dafür, dass die Metallspäne abtransportiert werden und die Schraube während des Einsatzes kühl bleibt. Der große Vorteil dieser Schrauben liegt in der Zeitersparnis im Vergleich zum ständigen Wechsel zwischen herkömmlichem Bohrer und Schraubendreher. Für große Anwendungen wie in Automobilfertigungsanlagen oder bei der Herstellung von Lüftungskanälen spart dies Stunden, da die Arbeiter keine Zeit mit dem Reinigen der Bohrlöcher verschwenden. Einige Schätzungen zufolge können Projekte mit herkömmlichen Methoden 15 bis sogar 30 Prozent länger dauern.

Quantifizierte Effizienzsteigerungen: 40–60 % schnellere Montagezyklen in industriellen Anwendungen

Industrielle Praxisberichte zeigen immer wieder, dass die Verwendung von selbstbohrenden Schrauben die Montagezeiten im Vergleich zu den veralteten zweistufigen Methoden um 40 bis 60 Prozent verkürzen kann. Was macht das möglich? Vor allem die Vereinheitlichung der Werkzeuge. Die Arbeiter können bei einem angetriebenen Schrauber bleiben, anstatt den ganzen Tag lang zwischen verschiedenen Werkzeugen hin und her zu wechseln. Nehmen wir beispielsweise die Montage von etwa 500 Verbindungselementen an Stahlkonstruktionen. Mit herkömmlichen Schrauben dauert dies etwa dreieinhalb Stunden, mit selbstbohrenden Schrauben wird dieselbe Arbeit hingegen in etwa 1 Stunde 45 Minuten erledigt. Eine aktuelle Analyse der Bauleistungsfähigkeit im Jahr 2023 zeigte ähnliche Ergebnisse und fand heraus, dass die Teams etwa 25 % weniger Arbeitsstunden pro Tonne Stahl benötigten. Das bedeutet echte Einsparungen bei den Arbeitskosten und Projekte, die deutlich früher als erwartet abgeschlossen werden.

Wann vorbohren weiterhin empfohlen wird: Materialdicke, Härte und Ausrichtungsaspekte

Selbstbohrende Schrauben eignen sich hervorragend für viele Anwendungen, sind jedoch nicht für alle geeignet. Bei Materialien, die dicker als etwa 14 Gauge (rund 2 mm) sind, oder bei gehärtetem Stahl mit einer Rockwell-Härte über B80, ist es nach wie vor besser, zunächst vorzubohren, da diese Bedingungen Risse verursachen können, während die Schraube sich selbst eindreht. Die Herstellung von Führungslöchern erhöht die Genauigkeit und verhindert, dass die Schraube verbiegt, wenn verschiedene Materialien wie Stahl auf Beton miteinander verbunden werden, oder wenn mit mehrschichtigen Verbundteilen gearbeitet wird, die sich unter seitlichem Druck spalten könnten. Laut Industriestandards wie ASTM F1667 sollte man bei Schrauben mit einem Durchmesser über einem Viertelzoll ebenfalls unbedingt vorbohren. Dasselbe gilt für schwierige Stellen, an denen Schrauben in die Stirnmaserung von Harthölzern eindringen müssen, was für die Verbindungselemente besonders belastend ist.

Breite Materialverträglichkeit und Anwendungsvielfalt

Leistung bei Stahl, Holz, Kunststoff und Verbundwerkstoffen - validiert nach ASTM F1667- und ISO 1479-Standards

Selbstbohrende Schrauben eignen sich gut für verschiedene Materialien, darunter Kohlenstoffstahl, druckimprägniertes Holz, verschiedene technische Kunststoffe und sogar faserverstärkte Verbundwerkstoffe. Diese Vielseitigkeit ergibt sich aus speziellen Bohrspitzenkonstruktionen, die unterschiedliche Materialdichten bewältigen können, ohne dass während der Montage die Einsatzteile gewechselt werden müssen. Hinsichtlich der strukturellen Zuverlässigkeit erfüllen diese Schrauben Industriestandards wie ASTM F1667 für getriebene Verbindungselemente und ISO 1479, speziell für gewindeformende Schrauben. Beide Spezifikationen bestätigen, dass sie eine gute Scherfestigkeit aufweisen, was besonders wichtig ist, wenn mit Verbundwerkstoffen gearbeitet wird, bei denen selbstbohrende Ausführungen laut Prüfdaten reguläre Verbindungselemente um etwa 15 Prozent oder mehr überbieten. Ein weiterer Vorteil liegt in der Nutkonstruktion, die Ablagerungen effizient entfernt, während die Schraube eingeschraubt wird. Dies hilft, Überhitzungsprobleme bei thermoplastischen Anwendungen zu vermeiden, und sorgt dafür, dass die Schichten bei Installationen auf mehrschichtigen Untergründen intakt bleiben.

Reduziertes Risiko von Rissen in Harthölzern und spröden Materialien aufgrund des konischen Schafts und der selbstschneidenden Wirkung

Selbstbohrende Schrauben mit ihren konisch zulaufenden Schäften und stufenweise zunehmenden Gewindeprofilen funktionieren anders als herkömmliche Holzschrauben. Anstatt das Material beim Eindrehen in Oberflächen seitlich zu verdrängen, verdichten diese speziellen Verbindungselemente das Material vielmehr beim Eindringen. Laut einer 2022 im Journal of Materials Processing Technology veröffentlichten Studie reduziert diese Konstruktion innere Spannungen um etwa 30 Prozent im Vergleich zu Standard-Schrauben mit geradem Schaft. Was bedeutet das praktisch? Es hilft, den sogenannten Keil-Effekt zu verhindern, der zu den lästigen Spaltungen an den Kanten von Hartgehölzern wie Eiche führt. Zudem beobachten wir weniger Mikrorisse in Materialien wie Gussacrylplatten oder dünnen Verbundplatten während der Montage. Für Hersteller, die an Projekten arbeiten, bei denen feste Verbindungen an Materialgrenzflächen erforderlich sind, oder mit empfindlichen Bauteilen umgehen, bei denen bereits kleine Risse Funktion und Optik beeinträchtigen könnten, machen diese Vorteile den entscheidenden Unterschied aus.

Hervorragende Haltekraft und strukturelle Leistung

Höhere Ausziehwiderstand: Bis zu 22 % bessere Zuglastbeständigkeit in kaltgeformtem Stahl mit 16 Gauge (NASM 1312-7)

Bei der Verwendung von kaltgeformtem Stahl mit 16 Gauge bieten Schrauben mit Selbstanbohrspitze laut NASM 1312-7-Tests etwa 22 Prozent besseren Widerstand gegen Herausziehen im Vergleich zu herkömmlichen Schrauben. Warum? Weil diese speziellen Schrauben beim Eindringen in das Material selbstständig Gewinde erzeugen und ihr Design die Spannungsstellen an der Verbindungsstelle zwischen Schraube und Metall verringert. Was bedeutet das praktisch? Stabilere Verbindungen, wenn Erschütterungen auftreten – besonders wichtig für Gebäude in erdbebengefährdeten Gebieten, ständig vibrierende Ausrüstung oder Dächer, die starkem Wind ausgesetzt sind. Herkömmliche Schrauben lösen sich im Laufe der Zeit bei dünneren Metallen oft oder beschädigen das Gewinde. Selbstbohrende Schrauben halten auch nach wiederholten Belastungszyklen alles sicher verbunden, solange die Oberfläche nicht zu weich ist und das Metall vor der Montage ordnungsgemäß vorbereitet wurde.