Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Schraubzwinge. Du erfährst, wo du Schraubzwingen kaufen kannst und wie sie richtig benutzt werden. Wie wirkt sich der Druck auf das Holz auf? Wir klären auf!
Was ist eine Schraubzwinge?
Die Schraubzwinge ist eine universal einsetzbares Spannwerkzeug. Ob zum Befestigen von Werkzeugen auf der Hobelbank oder zum Verpressen von Bauteilen – überall braucht der Handwerker und Heimwerker dieses Werkzeug.
Einhandzwingen können leicht mit einer Hand betätigt werden. Dies ermöglicht ein einfaches Arbeiten.
Lange Schraubzwingen werden auch als Schraubknechte bezeichnet.
Schraubknechte können diese Spannweiten besitzen:
- 400 mm
- 600 mm
- 800 mm
- 1000 mm
- 1250 mm
- 1500 mm
- 1800 mm
- 2000 mm
- 2500 mm
- 3000 mm
Im Englischen wird die Schraubzwinge als “screw clamb” bezeichnet.
Welche Schraubzwingen gibt es?
Schraubzwingen werden mit einer Spannweite zwischen klein 300 mm /400 mm und groß 2000 mm und einer Ausladung von 60 bis 100 / 120 mm ausgeliefert.
Zum Aufleimen von Leisten und Kanten verwendet man auch Leim- und Kantenzwingen aus Holz. Diese sind nicht so schwer wie Metallzwingen. Ihr Spannweite bewegt sich zwischen 200 mm und 800 mm.
Aufbau
Eine Schraubzwinge besteht aus:
- Metallschiene
- Spannschiene
- Spannarm
- Druckplatte
- Spindel
- Plastikschutzhaube
Die Zwinge besteht aus einer Metallschiene, an der der obere Spannarm fest verbunden ist. Der bewegliche Spannarm kann auf der Spannschiene bewegt werden.
Die Spannschiene ist an ihrem Rücken aufgeraut. Dadurch findet der Spannarm durch ein leichtes Verkanten Halt. Er wird so an das zu pressende Werkstück geführt bis die bewegliche Druckplatte der Spindel anliegt.
Dann wird diese angedreht; dadurch baut sich Druck auf.
Auf einigen Schraubzwingen sind Plastikschutzhauben aufgesetzt. Dadurch soll eine Beschädigung der Werkstücke vermieden werden.
Bei der Ganzstrahlschraubzwinge besteht die Schiene und der obere Arm aus einem Stück.
Spannwerkzeuge
Welche Spannwerkzeuge werden unterschieden?
Diese Spannwerkzeuge werden unterschieden:
- Mechanische
- Pneumatische
- Hydraulische Spannwerkzeuge
Mechanische Spannwerkzeuge sind z.B.:
- Schrauzwingen
- Schraubknechte
- Kantenzwingen
- Türfutterspanner
Pneumatische und Hydraulische Spannwerkzeuge sind:
- Rahmenpresse
- Korpuspresse
- Fugenverleimpresse (mit Pneumatik- oder Hydraulik- Druckzylinder)
Mechanische Spannwerkzeuge
Kantenzwingen
Die Kantenzwinge kann in Verbindungen mit einer Schraubzwinge verwendet werden. Es gibt aber auch spezielle Kantenzwingen aus Temperguss.
Türspanner
Der Türspanner besteht aus einer Stahlschiene mit zwei Backen und einer Stahlspindel mit einer Kurbel.
Ein Backen kann auf der Schiene verstellt werden, der anderer mittels Spindel bewegt und gegen das Werkstück gedrückt werden.
Wird der Türspanner häufig gebraucht, so setzt man ihn zweckmäßig auf ein Gestell.
Türfutterspanner
Die Türfutterspanner gestatten ein exaktes Justieren des Türfutters in der Maueröffnung, z.B. zum Einschäumen des Türfutters.
Türfutterspanner haben eine Spannweite von 500 mm bis 1000 mm.
Kniehebelspanner
Kniehebelspanner werden auf Vorrichtungen zum Spannen der Werkstücke eingesetzt. Mit ihnen lassen sich hohe Drücke erzeugen.
Hebel-Leimzwinge
Die Hebel-Leimzwinge ist aus Weißbuchenholz. Sie hat an ihrem verstellbaren Arm einen Exzenterhebel und eignet sich besonders zum Aufleimen von kleinen Stäben.
Leimklammern
Die Leimklammern werden mithilfe einer Spreizzange angesetzt. Sie sind zum Aufleimen von schwachen Leisten geeignet und ersetzen die Schraubzwingen.
Gehrungsklammern
Die Gehrungsklammern werden ebenfalls mit Hilfe einer Spreizzange angesetzt.
Sie eignen sich zum Verleimen von Gehrungen wie Bilderrahmen.
Rahmeneckspanner
Rahmeneckspanner haben ein Gehäuse aus Druckguss, welches in die Druckspindel eingedreht ist.
Sie eignen sich für die Arbeiten:
- Verleimen von Rahmenecken auf Gehrung
- Stumpf mit einem Winkel von 90°
Gehrungsspanner
Gehrungsspanner sind Vorrichtungen, mit denen, zusammen mit Schraubzwingen, Gehrungen beliebiger Winkel verleimt werden können.
Gehrungsspannlade
Die Gehrungsspannlade ist eine massive Vorrichtung, auf der Gehrungen mit den Winkeln von 15° bis 120° unverschieblich verleimt werden können.
Korpusspanner
Der Korpusspanner ist für das Verleimen von kleinen Möbelkästen geeignet. Sie besitzen feste Spannbacken und eine Spindel in der Spannachse.
Korpusspanner besitzen diese Spannweiten:
- 700 mm
- 1000 mm
- 1500 mm
Montageböcke
Montageböcke können auf der Baustelle oder auch in der Werkstatt die Hobelbank ersetzen. Sie können Platz sparend transportiert werden und sind durch viele vielseitigen Spannmöglichkeiten für zahlreiche Arbeiten eine gut Hilfe.
Pneumatische und hydraulische Spannwerkzeuge
Kanten- und Fugenleimpressen sowie Rahmenpressen sind häufig zum Spannen der Werkstücke mit Pneumatik- oder Hydraulikzylindern ausgerüstet.
Dadurch lassen sich hohe Pressdrücke bei geringem Arbeitsaufwand erzeugen. Beim Spannen oder Pressen mit Vakuum wird der atmosphärische Druck genutzt.
Kanten- und Fugenleimpresse
Die Kanten- und Fugenleimpressen werden zum Verleimen von Rahmen aller Art und zum Verleimen von Fugen und Anleimer eingesetzt.
Bei geschweiften Kanten wird in Vorrichtungen zur Druckübertragung vielfach ein Feuerwehrschlauch benutzt.
Rundwangenpressen
Rundwangenpressen dienen zum Verleimen runder Wangen und Krümmlinge aus Furnierschichten.
Die Vertikalständer können auf den gewünschten radius eingestellt werden. Sie sind mit Pressbalken und pneumatischen Presselementen ausgestattet, die auf die zu verleimenden Schichten zu erforderlichen Druck erzeugen.
Rahmenpressen und Korpuspressen
Rahmenpressen sind spezielle zum Verleimen von Fensterrahmen und Korpuspressen zum Verleimen von Möbelkorpussen konstruiert.
Sie sind als Verleimstationen in die Fertigungs- oder Montagelinie eingebaut.
Vakuumpressen
Bei Vakuumpressen wird unter einer luftdichten Folie ein Vakuum erzeugt, sodass durch den atmosphärischen Druck die Folie dicht um das Werkstück gepresst wird.
Hiermit lassen sich zum Beispiel profilierte Flächen beschichten oder Treppenwangen für gewendelte Treppen aus Furnierschichten über einer Schablone verleimen.
Arbeiten mit einer Schraubzwinge
Wie sollten Schraubzwingen aufbewahrt werden?
Bei Verleimarbeiten wird oft unter Zeitdruck gearbeitet. Darum müssen Zwingen in ausreichender Anzahl schnell griffbereit sein. Bei jeder Aufbewahrungsart ist wichtig, dass mit einem Blick überprüft werden kann, ob die Zwingen vollständig sind bzw. in ausreichender Anzahl zur verfügung stehen.
Für die Aufbewahrung eignen sich sehr gut Zwingwagen, die leicht an den jeweiligen Arbeitsplatz bewegt werden können.
Fest montierte Wandhalterungen eignen sich für Arbeitsstellen mit geringem Bewegungsradius.
Die Zwingen sind schnell griffbereit, wenn sie in den Halterungen in senkrechter Anordnung und nach der Größe geordnet bereitgestellt werden.
So benutzt du Schraubzwingen richtig
- Die Gleit- und Spannflächen der Zwingen und Knechte sowie der Verleimungspressen sind immer sauber zu halten. Leimspuren sind zu entfernen
- Bei bearbeiteten Werkstücken dürfen nur saubere Wichholzzulagen angesetzt werden
- Beim Pressen mit pneumatischen und hydraulischen Spannwerkzeugen dürfen die Hände nicht in den Pressbereich der Zylinder kommen
- Zu verleimende breite Flächen aus mehreren Brettteilen sind gegen Hochwölben zu sichern
- Beim Verleimen von Rahmen und Korpussen ist die Winkelstellung und Kantenflucht (Windschiefe) zu überprüfen
Da mit der Schraubzwinge große Kräfte übertragen werden, ist es immer ratsam eine großflächige Beilage zwischen die Schraubzwingköpfe und das Werkstück zu legen.
Exkurs: Eigenschaften des Holzes
Druckfestigkeit des Holzes mit Fallbeispiel
An einem Holzklotz werden Schraubzwingen angesetzt. Sie werden mit maximalem Kraftaufwand festgeschraubt. Dabei drücken sich die Pressflächen der Spindeln unterschiedlich tief in das Holz.
Von welchen Faktoren hängt die Eindrucktiefe der Pressflächen ab?
Die Holzfasern liegen röhrenartig wie die Halme eines Strohbündels nebeneinander. Deshalb können verschiedene Holzeigenschaften an einem Strohhalmbündel dargestellt werden.
In Längsrichtung (parallel zur Faser) sind die vielen nebeneinander liegenden Holzfasern auf Grund ihrer Röhreneigenschaft sehr druckfest.
Die Holzfasern weichen zur Seite hin aus, wenn in Querrichtung (quer zur Faser) Druck ausgeübt wird. Folglich ist die Druckfestigkeit parallel zur Faserrichtung größer als die Druckfestigkeit quer zur Faserrichtung.
Die Druckfestigkeit des Holzes ist parallel zur Faserrichtung ca. 5 bis 10 mal größer als quer zur Faserrichtung.
Zugfestigkeit des Holzes mit Fallbeispiel
An Furnierblättern werden Schraubzwingen in Faserrichtung und quer zur Faserrichtung festgeschraubt. Anschließend wird kräftig an den Schraubzwingen gezogen.
Was passiert bei der Zugfestigkeit?
Die Zugfestigkeit des Holzes unterscheidet sich bezogen auf die Faserrichtung viel stärker als bei der Druckfestigkeit.
Bei einer Zugbelastung in Längsrichtung (parallel zur Faser) wird nur an den festen Holzfasern gezogen. Daraus leitet sich die hohe Zugfestigkeit ab. Die Holzverbindungsstellen sind kaum belastet.
In Querrichtung (quer zur Faser) dagegen sind ausschließlich die Verbindungsstellen belastet. Sie setzen der Zugkraft nur wenig Widerstand entgegen.
Folglich ist die Zugfestigkeit parallel zur Faserrichtung weitaus größer als die Zugfestigkeit quer zur Faserrichtung.
Die Längszugfestigkeit des Holzes ist circa 20-50mal größer als die Querzugsfestigkeit
Biegefestigkeit des Holzes mit Fallbeispiel
Auf dem obersten Fachboden eines Bücherregals aus Buche steht ein 16-bändiges Lexikon.
Nach einiger Zeit zeigt sich ein dauerhaftes Durchbiegen des Regalbodens.
Wieso biegt sich dieser Fachboden durch?
Biegezugspannungen im Holzquerschnitt
Wird ein beidseitig aufliegender Balken/Brett/Fachboden/etc. belastet, kann sich dieser durchbiegen. Dadurch werden im gesamten Querschnitt Spannungen erzeugt.
Im oberen Bereich entstehen Druckspannungen, die sich zur Mitte (neutrale Faser) hin vollständig abbauen. Im unteren Bereich steigen die Zugspannungen zum äußeren Rand hin an.
Beim einseitig eingespannten Träger kehren sich die Spannungsverhältnisse um. Hier stellen sich im oberen Bereich Zugspannungen und im unteren Bereich Druckspannungen ein.
Die bei der Durchbiegung im Holzquerschnitt entstehenden Spannungen müssen vom Holz aufgenommen werden.
Durchbiegung bei flach und hochkant gelagerten Balken
Wirkt auf ein flach liegenden Balken eine Kraft, so kann eine große Durchbiegung festgestellt werden. Wird nun der gleiche Balken hochkant belastet, biegt sich dieser kaum durch.
Bei der Balkenbiegung sind die auftretenden Spannungen proportional zum Abstand von der Querschnittsmitte. Die größten Spannungen treten an den Randfasern auf; diese tragen somit den Hauptanteil an den Spannungen.
Je größer der Abstand der Fasern von der Mitte, desto größer ist auch ihr Hebelarm und desto kleiner ist deshalb die notwendige Gegenkraft (Spannung) im balken, um diesen äußeren Belastungen entgegenzuwirken.
Bei einem liegenden Balken treten daher größere Spannungen auf als bei einem hochkant belasteten Balken.
Die Spannungen (Zug/Druck) bewirken dabei eine Dehnung bzw. Stauchung der Fasern. Dies führt zur Durchbiegung des Balkens.
Hochkant gelagerte Balken biegen sich weit weniger durch als flach gelagerte Balken. Je größer die Stützweite, desto größer ist auch die Durchbiegung.
Scherfestigkeit des Holzes
Gratverbindungen sichern Vollholzflächen gegen Verwerfen und lassen das Arbeiten des Holzes zu. Beim EInschieben der Gratleiste treten besondere Belastungen auf.
Wirkt die Kraft beinahe parallel in faserrichtung, kann man feststellen, dass sich die Verbindungsstellen des Holzes leicht voneinander ablösen. Das Holz verhält sich ähnlich wie bei Zugbelastung quer zur Faserrichtung.
Die Scherfestigkeit des Holzes wird im Wesentlichen von der Holzart bestimmt.
Torsionsfestigkeit
Holz setzt dem Verdrehen (Torsion) um die Längsachse Widerstand entgegen. Dieser ist hauptsächlich von der Holzart abhängig. Im täglichen Einsatz kommt diese Belastung sehr selten vor bzw. wird nicht in statische Überlegungen einbezogen, da sie von anderen Einflussgrößen überdeckt wird.
Knickfestigkeit
Werden schlanke Bauteile längs zur Faser belastet, können sie knicken. Je schlanker das beanspruchte Bauteil ist, desto leichter knickt es aus. Es knickt meist die schmale Seite aus.
Der statische Begriff wird durch die Knicklänge l und die kürzeste Seitenlänge a der Querschnittsflächen bestimmt. Der Quotient aus diesen Werten bestimmt den Schlankheitsgrad.
Besonders bei Tisch- und Stuhlbeinen sowie bei Pfosten, Stützen und Säulen muss die Knickfestigkeit beachtet werden.
Spaltfestigkeit
Holz lässt sich in Faserrichtung leicht spalten. Quer zur Faserrichtung kann Holz nicht gespalten werden.
Beim Spalten reißt das Holz vor. Der eindringende Keil treibt die Fuge weiter auseinander. Diese Spannung baut das Holz durch weiteres Einreißen ab.
Holzschindeln, Leitersprossen und Fassdauben werden durch Aufspalten von Brettern hergestellt. In früherer Zeit wurden auch Holzbalken gespalten.
Das Aufspalten wirkt sich positiv auf die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit des Holzes aus. Die Fasern werden beim Spalten nicht verletzt, da die Risse immer entlang der Fasern laufen. Sie können ihre volle Stabilität entwickeln und auch das Eindringen von Wasser wird dadurch behindert.
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