A TORX behajtású csavar

A mai cikkben egy konkrét csavart fogunk megvizsgálni, mégpedig a Torx hornyú és behajtású csavart. Beszélünk a történetéről, a felépítéséről, valamint előnyeiről és hátrányairól más csavarokhoz képest.

Csavar. Olyan hétköznapi dolog... Elgondolkodott már valaha azon, hogy milyen hosszú utat tett meg ez az alkatrész, amíg elnyerte mai alakját?

Eredete egészen az ókorig nyúlik vissza. Több mint 2000 évvel ezelőtt Arkhimédész leírt egy csavarmenettel ellátott mechanikus eszközt (úgynevezett Arkhimédeszi csavart), amelyet arra használtak, hogy a vizet magasabb helyre juttasák át.

1. ábra. Arkhimédeszi csavar

Ebben az eszközben a "ferde sík" elve van alkalmazva. Azonban további 1500 évnek kellett eltelnie ahhoz, amíg az emberek elkezdjék használni a csavart az anyagok és alkatrészek összekötésére. Csak a tizenhatodik században kezdtek gyártani menetes szögeket, amelyek jobban tartottak a kötésben.

És már csak egy lépés volt hátra a csavar létrejöttéhez. A csavarok csak a 18. század végén kerültek általános használatba anyagok rögzítésére és összekötésére, amikor az akkori fémművesek rájöttek, hogy hogyan lehet őket olcsón gyártani.

A technológiában a kötés azt a folyamatot jelenti, amely biztosítja az alkatrészek kölcsönös helyzetét, egy funkcionális egységben. A csavarkötés szétszerelhető - a kötés az alkatrészek roncsolása nélkül oldható.

Ettől a pillanattól kezdve a csavarok viharos fejlődésen mentek keresztül, aminek eredményeképpen ma már sokféle tipusú csavar van használatban, a leggyakrabban használtaktól, mint a Philips, Pozidriv, Hex, Torx, az egzotikus és kevéssé használtakig, mint a Bristol, Torq-set, TP3 stb.... Mindegyiknek megvannak az előnyei, hátrányai és egy elsődleges terület is, ahol használatuk a legelőnyösebb. Az összes típus részletes tárgyalása azonban meghaladja e cikk kereteit.

A csavarokat különböző kritériumok szerint lehet kategorizálni:

• a menet fajtája szerint (pl. metrikus, önmetsző, Edison, Whitworth, ...)
• a csavarfej szerint a következő kategóriákra:
  • fej nélküli (ún. féregcsavarok)
  • fejjel rendelkező csavarok - és ezek tovább süllyesztett és nem süllyesztett fejű csavarokra
• a behajtó horony típusa szerint (csavarhúzó, bit)
  • egyenes horony
  • kereszt horony
  • négyszögletű horony
  • belső hatszögletű horony
  • ötszögletű horony
  • hatszögletű csillag horony (Torx)
  • külső horony
  • és ezeknek rengeteg változata és kombinációja

Torx

2. ábra. Csavarfej és bit Torx horonnyal

A Torx csavart a Camcar Textron találta fel és szabadalmaztatta 1967-ben. Ez egy kissebb forradalom volt a csavarozásban. Az angol nyelvű országokban a köznyelvben a „star screw“ „csillag csavar“ lett a neve, a horony csillag alakja miatt.

Méretek, jelölések és változatok

A Torx hornyok és a hozzájuk tartozó behajtó szerszámok méretét "T" nagybetűvel, majd egy 1 és 100 közötti számmal jelöljük. Egyes gyártók azonban a méreteket a szám előtt a "TX" vagy "Tx" rövidítéssel is jelzik. A kisebb szám a csavarfej kisebb méretének felel meg. A leggyakoribb méretek a T10, T15, T20 és T25.

A klasszikus Torx csavarok mellett számos olyan változatuk létezik, amelyek speciális használatra szántak, hogy legalább néhányat említsünk:

• Security Torx – a horonyban van egy kiemelkedés, amely különböző alakú lehet, és megakadályozza, hogy a csavart hagyományos csavarhúzóval kicsavaozzák, olyan csavarhúzót kell használni, amelynek hegye megfelelő alakú lyukkal rendelkezik, amely pontosan illeszkedik a csavar hornyában lévő kiemelkedéshez.
• Torx Paralobe – módosított alakú felfekvőfelületekkel rendelkezik, és 20%-kal nagyobb meghúzási nyomatékot bír el.
• Torx ttap – viszonylag nemrég, 2006-ban fejlesztették ki, a horonyban egy további kör alakú kiemelkedést tartalmaz, hogy tovább minimalizálja a szerszám mozgását a horonyban.

Egyeneshornyú csavarok

3. ábra. Csavarfej és bit egyenes horonnyal

Ezek voltak az első csavarok, amiket használtak. Gyártásuk még mindig a legegyszerűbb és legolcsóbb.

Az újabb, korszerűbb csavarokhoz képest sok hátránya van: a szerszám kis felfekvőfelülete nagyobb terhelésnél a horony deformációját okozta, ami gyakran a csavarhúzó hegyének kicsúszását eredményezte a horonyból.

Fontos, hogy munka közben a csavarhúzó hegye pontosan illeszkedjen a horonyba. Ha nagyobb, akkor nem fog beleférni, ha pedig kisebb, akkor lehet, hogy tudjuk forgatni a csavart, de valószínűleg nagyobb terhelésnél tönkretesszük a csavarfejet.

Az ilyen típusú csavarok legnagyobb hátránya, hogy nagyon nehéz a csavarhúzó hegyét pontosan a csavarfej közepén tartani. Sok idősebb asztalos biztosan emlékszik arra a frusztrációra, amikor egy laposfejű csavarhúzó lecsúszott egy hornyos csavar fejéről, és megsértette a munkadarabot.

Az elektromos csavarozók tömeges megjelenése után ez a csavartípus teljesen háttérbe szorult, mivel ezekkel a szerszámokkal gyakorlatilag lehetetlen használni. Ennek ellenére még mindig megvan a helyük a világban. Egyszerű ácsmunkáknál és olyan helyen használják őket, ahol minimális nyomatékra van szükség. Ezenkívül antik bútorok és járművek restaurálásánál. Továbbá a sárgarézből és általában sárga fémből készült hangszereknél az ilyen csavar "mutat a legjobban".

4. ábra. Sérült egyenes horony

Kereszthornyos csavarok

5. ábra. Csavarfej és bit kereszthoronnyal

A kereszthornyos csavart a 20. század 30-as éveiben fejlesztették ki, és akkoriban igazi technológiai áttörést jelentett. Ebben a cikkben általánosságban fogunk a "kereszthornyos csavarra" hivatkozni, de ne feledjük, hogy a kereszthornyos csavarnak számos változata létezik, és meglepő, hogy ezek tulajdonságai milyen jelentősen eltérnek egymástól. Erről majd valamikor bővebben beszélünk...

A hagyományos egyeneshornyú csavarokhoz képest a kereszthorony számos előnnyel rendelkezik, amelyek közül az egyik legfontosabb, hogy a csavarhúzó hegye automatikusan a csavarfejen központosítódik. Az eredeti kereszthornyos csavarokat kifejezetten úgy tervezték, hogy egy bizonyos meghúzási nyomaték túllépésekor eltörjenek. Az érdekesség kedvéért: ez megakadályozta, hogy a repülőgép-szerelők túlhúzzák a csavarokat, és a puha alumínium meneteket tönkretegyék.

Mindannyian tudjuk, milyen nehéz egy túlhúzott kereszthornyos csavart csavarhúzóval meglazítani. Maximális nyomaték alkalmazásakor szinte lehetetlen a csavarhúzó hegyét szorosan a csavar fejében tartani, mert az folyamatosan kicsúszik a csavar forgása közben. A megfelelő méretű betétszerszám (csavarbit) használata megkönnyíti a munkát - ez nagyon fontos! Ha egy ilyen csavart kisebb méretű csavarbittel próbálnánk kicsavarni, szinte biztosan megsérülne a csavarfejben lévő horony, és egy kis problémából nagy problémánk lenne.

Viszont figyelem! Az, hogy a csavarhúzó hegye (bitje) nagy erővel történő forgatáskor kicsúszik, bizonyos helyzetekben előnyös lehet! A kereszthornyú csavar fejében lévő horony sarkai lekerekítettek és a felfekvőfelületeknek ferde szögei vannak. Ez lehetővé teszi, hogy a bit munka közben kicsússzon, ha a meghúzási nyomatékot olyan mértékben túllépnénk, hogy a rögzítendő anyag sérülése vagy a csavar törése bekövetkezhet.

Ezzel szemben a Torx csavaroknál a bit nem csúszik ki a horonyból. Ha az erő amely a csavarozott anyag ellenállásának leküzdéséhez szükséges nagyobb, mint annak az anyagnak a szilárdsága, amelyből a bit vagy maga a csavar készült, akkor a jobbik esetben a bit törik el, a rosszabbik esetben pedig a csavar az anyagban.

Ezért a Torx csavarok használatakor a nagy előírt meghúzási nyomaték mellett ajánlott állítható maximális meghúzási nyomatékkal rendelkező csavarozók használata.

A kereszthornyú csavarok esetén a csavarhúzóra a csavar forgási irányában, de a csavarhúzó tengely irányában is erőt kell kifejteni, más szóval "nyomást kell gyakorolni a csavarra".

A csavarfejre irányuló nyomás természetes a csavar meghúzásakor, de természetellenes a csavar lazításakor (a csavar mozgásával ellentétes irányban hat lazításkor). Ennek azonban van egy másik oldala is: a csavar meglazításakor ugyan a csavar mozgásirányával szemben kell nyomást gyakorolnunk, de a csavar "felénk mozog", és így csak kisebb nyomást kell gyakorolnunk, mint meghúzáskor.

Ez talán a Torx-csavar legnagyobb előnye: a csavar meghúzásakor és meglazításakor elegendő a csavarhúzóval a csavar forgási irányában erőt kifejteni. Ez felbecsülhetetlen előny, különösen akkor, ha szűkös körülmények között dolgozunk, ahol nincs elég hely ahhoz, hogy megfelelően "rá tudjunk támaszkodni" a csavarra.

Belső hatszög - hatlapfejű horony

6. ábra. Csavarfej és bit hatlapfejű horonnyal

Az általunk ismert és naponta használt belső hatszöggel rendelkező (nálunk gyakran "imbusz"-nak nevezett) vagy külső hatlapú csavart a 19. században szabványosították az Egyesült Államokban. Első pillantásra nagyon hasonlít a Torx-csavarhoz, de jelentős különbségek vannak a felépítésükben.

Aki dolgozott már imbuszkulccsal, az tudja, milyen könnyen sérülnek a hatszögletű horony élei és felületei, különösen olyan csavaroknál, amelyeket gyakran kell nagyobb meghúzási nyomatékkal meghúzni és meglazítani. A horony élei lecsiszolódnak, lekerekülnek, és ezen a ponton túl a csavar már használhatatlan.

Gyakran már egyáltalán nem lehet kicsavarni, és ki kell a csavart fúrni, még a nagy méretű gépcsavarok esetében is. Ilyenkor egy fémdarabot kell a csavarfejhez hegeszteni, amelynek segítségével egy megfelelő szerszámmal ki lehet csavarni a csavart.

7. ábra. Sérült csavarfej belső hatlapfejű horonnyal

8. ábra. A felfekvőfelületekre ható erők átvitele hatlapfejű csavarok és a Torx-csavarok esetében

Az ábrán (8. ábra) látható a Torx csavar fő előnye: a behajtószerszám munkát végző felületei (csavarhúzó) és a csavarfejben lévő felfekvő felületek egymáshoz viszonyított szöge a belső hatszögű csavar esetében 60°, míg a Torx csavar esetében csak 15°. Ez a kisebb szög biztosítja a szerszámnak a csavarfejbe való szorosabb illeszkedését és a hajtóerő koncentrálódását az felfekvő felületek minden részén.

Ezért a Torx-csavar lényegesen nagyobb nyomást bír el sérülés nélkül, mint a belső hatszögű csavar, és nagyobb nyomatékkal húzható meg. Ennek a kialakításnak egy mellékes pozitív következménye a behajtó szerszámnak - a csavarhúzó hegyének vagy a csavarbitnek - a hosszabb élettartama.

Természetesen más tényezők is szerepet játszanak, például annak az anyagnak a keménysége, amelyből a csavar készült.

A Torx csavarok tulajdonságainak összehasonlítása más típusokkal:

Mint láthatjuk, a Torx csavarnak más kialakításokkal szemben nem csak előnyei vannak.

A hátrányait már említettük: hogy a megfelelő méretű Torx-bit nem csúszik ki a csavarfejből, ezért nagy erő kifejtésekor a jobbik esetben a bit, a rosszabbik esetben pedig maga a csavar törik el.

Ezenkívül például a kereszthornyú csavarhoz képest a Torx csavarnál nehezebb a bitet a horonyhoz központosítani.

És nem utolsó sorban - az ár. Régebben magának a csavarnak és a csavarhoz használt szerszámoknak (csavarhúzók, bitek) az ára lényegesen magasabb volt, mint más típusú csavaroké. Ez az ilyen szerszámok bonyolultabb gyártásából következett. Manapság ezek az árkülönbségek lassan felcserélődnek, és szinte elhanyagolhatónak mondhatók, kivéve talán a kevésbé használt méreteket.

Zárszó:

Bár a Torx-csavar a fejlesztések egyik csúcspontja ezen a területen, és számos előnnyel rendelkezik más konstrukciókkal szemben, mégsem mondható egyértelmüen hogy a legjobb. Mindig az alkalmazási területtől, az összekötendő anyagoktól, a szükséges meghúzási nyomatékoktól vagy a gyakori összeszerelési/ szétszerelési igénytől függ, hogy melyik csavart válasszuk a célnak legjobban megfelelőnek. Számtalan sok lehetőség van...

Kulcsszavak: csavar, TORX, security torx, torx paralobe, T10, T15, T20, T25

Források:
A HERMAN cég belső műszaki és oktató dokumentációi
https://workshoppist.com/torx-or-phillips-drive/
https://en.wikipedia.org/wiki/Screw
https://rtstools.com/why-torx-bolts-are-better-than-hex-bolts/

Ing. Anton Tokár

Szoftverfejlesztő mérnökként fejeztem be egyetemi tanulmányimat, a programozással több mint 25 éve foglalkozom. Jelenleg a fő munkaköröm a Herman cégnél az, hogy koordináljam azt a csapatot, amelyik a cég weboldalát és az e-kereskedelmi megoldásainkat fejleszti. Ezen túlmenően több éves technológusi tapasztalattal rendelkezem a csiszolóanyagok gyártása területén. Szabadidőmet a hobbijaim között osztom meg, amelyek a következők: művészet, motorozás, szaxofonozás, úszás és utazás.