Pozor na záměnu šroubovacích bitů PH a PZ

^[1]Kolikrát si říkám, když dávám dohromady nějaký další článek, jestli si mí čtenáři při jeho čtení o mně nemyslí, že z nich dělám blbce. Občas mne totiž napadne napsat o zdánlivě jasné věci. Život mne ale mockrát přesvědčil, že to, co je někomu notoricky známé a dopodrobna jasné, pro jiného může být „novinkou“. Také proto jsem raději vymyslel rubriku „Znáš to?“, do které ukládám právě takovéto statě. 🙂

  O tom, že ne všechno je každému známé, mne přesvědčili kamarádi, kteří se nestydí poskytovat tzv. „zpětnou vazbu“ k publikovaným článkům. Tak jsem se třeba dozvěděl, že prý zajímavé byly články, ve kterých jsem například psal o stožárech vysokého a nízkého napětí (ZDE ^[2], ZDE ^[3] a ZDE ^[4]), o značení baterií (ZDE ^[5]), o nátěrových hmotách pro modely (ZDE ^[6] a ZDE ^[7]) nebo nedávno o coreless motorcích (ZDE ^[8]), nebo o správném psaní označení lokomotiv (ZDE ^[9]) a bezpočtu dalších témat. Ostatně, o zájmu o tyto články svědčí mnohatisícové počty přístupů, které eviduje počítadlo TOPlistu.

Šroubovací bity

  Jedno z dalších zdánlivě notoricky známých témat jsou podle mne šroubovací bity. Také každému jasná věc, že? Myslím si, že dnes neexistuje řemeslník, kutil, či modelář, který doma nemá vedle hromady malých, velkých a všelijakých dalších šroubováku k dispozici také sady různých šroubovacích bitů. Víme ale, jak to s nimi začalo? Jaké jsou mezi nimi rozdíly, jaké mají tvary a velikosti, jak se správně používají, anebo proč občas nějaký šroub či vrut zničíme, místo abychom ho vyšroubovali? Abych alespoň naznačil řešení těchto otázek, musíme začít od vrutů a šroubů.

Vrut a šroub

  Vrut¹⁾ je druh samořezného šroubu, určený k vytváření rozebíratelných spojů především měkkých materiálů (dřevo, plast, sádrokarton aj.). Na rozdíl od šroubu si při montáži vrut sám vyřezává, či spíše vytlačuje závit v materiálu, a to působením tlaku při otáčení. Vrut využívá pružnosti a třecího koeficientu materiálu, do něhož je zavrtán, takže obvykle není třeba jeho další zajištění. Vzhledem k jednoduchosti použití a pevnosti spoje (zvláště v tahu je spoj mnohonásobně pevnější než spoj pomocí hřebíku) je široce užíván. Například na železnici nahradily velké vruty (tzv. vrtule) dříve používané hřeby již koncem 19. st. Časté je také použití vrutu společně s hmoždinkou, které umožňují připevňovat věci k pevným nepružným materiálům, jako je cihelné zdivo nebo beton.

  Vrut tvoří hlava a dřík se závitem. Hlavy jsou v zásadě dvojí – hranaté (čtyř, nebo šestihranné), nebo tzv. s pohonem²⁾, které mají kruhový průřez. Nejčastěji jsou vyráběny hlavy:

• válcové – dnes nejčastěji opatřené příčnou drážkou, nebo šestihranným pohonem pro inbusový klíč,
• čočkovité – dnes nejčastěji opatřeny křížovou drážkou typu Phillips (PH), nebo Pozidriv (PZ) (viz dále),
• půlkulaté (používané v kombinaci s podložkou), opatřeny často příčnou drážkou nebo pohonem Torx,
• se zápustnou hlavou – pokud tyto šrouby nemají příčnou drážku, jsou dnes nejčastěji opatřovány křížovou drážkou (PH, PZ). Tato hlava zajišťuje zašroubování celého vrutu až do roviny připojovaného prvku, což umožňuje přetmelení hlavy a sjednocení povrchu nátěrem;
• výčet hlav vrutů není úplný.

 Dřík se závitem bývá různě dlouhý, přičemž závit ne vždy probíhá po celé délce vrutu. Pro vruty se používají pravotočivé závity s vysokým stoupáním, což zaručuje rychlost zašroubování v měkkých materiálech. Vruty jsou zakončené různými špičkami. Existují i vruty do kovových materiálů.

_________________________________________

1) Vrut. In: https://cs.wikipedia.org/wiki/Vrut ^[10]
2) Pojem „pohon“ vychází z ČSN ISO 1891 (02 1003). Rozumí se tím příčná drážka nebo nejrůzněji tvarované prohloubení v hlavě, které odpovídá tvaru šroubováku, resp. šroubovacímu bitu – blíže viz dále. Slovem „drážka“ je někdy pohon nesprávně označován.

^[11]

Obr. 1 – Druhy hlav vrutů a některé pohony („drážky“). Zdroj: wikipedie.cz

^[12]

 

Obr. 2 – Vrtule – vrut k upevnění kolejnicové podkladnice. Zdroj: wikipedie.cz

Šroub³⁾

  Šroub je strojní součást, sloužící k vytvoření rozebíratelného spoje. Funguje buď samostatně, nebo spolu s maticí. Šroub je obvykle opatření hlavou (existují ale i varianty šroubů bez hlavy – např. tzv. červíky) a dříkem se závitem. Hlava umožňuje otáčet šroubem pomocí šroubováku (resp. šroubovacího bitu), nebo klíče, nástrčkové hlavy či kleští. Kromě toho se šroub používá k převodu otáčivého pohybu na posuvný (posuv suportu na soustruhu atd.).

  Rozměry a materiály šroubů jsou dány mezinárodními standardy ISO, EN ISO, ASTM nebo národními např. ČSN, DIN, anebo podnikovými normami (např. PN nebo LiAB).

  Cílem tohoto příspěvku není pojednat o šroubech komplexně, takže elegantně přeskočíme, resp. zjednodušíme několik kapitol, vč. té o závitech. Stručně platí, že zatímco vrut má závit s vysokým stoupáním, šroub má závit „jemnější“. V našich modelářských aplikacích jsou nejčastěji užívané šrouby s metrickým závitem. Jen pro přehled přebírám dělení závitů dle profilu a stoupání, jak je to publikováno ve wikipedii ZDE ^[13] a ZDE ^[14].

_________________________________________

3) Šroub. In: https://cs.wikipedia.org/wiki/%C5%A0roub ^[13]

Druhy závitů:

• metrický závit (M) – vrcholový úhel 60°, profil ISO68;
• jemný metrický závit (Mf);
• Whitworthův závit (W, BSW) – v. ú. 55° rozměry se udávají v palcích (coulech), zaveden Whitworthem v roce 1841 – nepoužívá se již 50 let, pouze pro opravy a některé standardy;
• jemný whitworthův závit (BSF);
• unifikovaný palcový závit, profil ISO68, tj. stejný profil, jako u závitu metrického, je to nástupce Withwortova závitu;
• trubkový závit (G, BSP) – v. ú. 55° rozměry v palcích, používají instalatéři;
• trubkový závit kuželový (G kon) (zaveden Whitworthem 1841);
• oblý závit (Rd) – například u spojovacích táhel vagonů s vrcholovým úhlem 30°; Edisonův závit (E) například u žárovek a některých pojistek;
• lichoběžníkový závit rovnoramenný (Tr) – v. ú. 30° (v USA 29°), také nazýván trapézový, používá se u obráběcích strojů například pro pohon suportu soustruhu pro řezání závitu;
• lichoběžníkový závit nerovnoramenný (S) – v. ú. 33°;
• pancéřový závit (P, Pg, Pz) – v. ú. 80°, použití zejména v elektrotechnice;
• plochý závit – průřezem je čtverec;
• Loewenherzův závit – v. ú. 53°8′) – používal se v Německu v 19. století, vrcholový úhel odpovídá rovnoramennému trojúhelníku s výškou rovnou podstavě;
• Sellersův závit – používaný do začátku 20. stol u USA;
• Americký stěžejní závit (zaveden 1922);
• Americký jemný závit ASME – zaveden 1907.

Závity jsou pravotočivé, vícechodé a levotočivé.

^[15]

Obr. 3 – Závity (a) pravotočivé (b) vícechodé (c) levotočivé. Zdroj: wikipedie.cz

.

Typy hlav šroubů

  Podobně jako vruty i šrouby mají podle účelu použití různě upravené hlavy. Pro malé průměry šroubů se nejčastěji používají hlavy s následujícími tvary:

• se zapuštěnou hlavou,
• s čočkovou hlavou,
• s válcovou hlavou,
• s půlkulatou hlavou,
• s šestihrannou hlavou,
• ostatní typy (okrasné, vratové).

Pohony hlav šroubů

  Pohony hlav šroubů jsem velmi podobné těm u vrutů.

^[16]

Obr. 4A – Typy pohonů (nesprávně „drážek“) šroubů
a) drážka pro plochý šroubovák, b) křížový Phillips, c) křížový Pozidriv, d) Torx, e) Inbus (šestihran), f) Robertson, g) Tri-Wing, h) Torq-Set, i) Spanner head (blíže viz dále)

^[17]

Obr. 4B – Typy pohonů  šroubů podle jiného zdroje. Zdroj: Stavebniny DEK – ZDE ^[18]

.

  Pohon šroubu je vytvořen zpravidla lisováním hlav šroubu vevnitř, nebo z vnějšku (šestihran, čtyřhran aj.). Do tohoto prostoru se vkládá utahovací nástroj odpovídajícího tvaru. Blíže viz dále.

.

Šroubovák⁴⁾ vs. šroubovací bity

  Šroubovák je nástroj určený k zašroubování a utahování, anebo k povolování a vyšroubování šroubů a vrutů, jejichž hlava je pro něj uzpůsobena. Skládá se z rukojeti a kovové tyče tvořené delším dříkem a krátkým břitem. Břity jsou tvarované pro určité typy pohonů v hlavě vrutů a šroubů. Detailní výčet dělení šroubováků překračuje účel toho článku.

^[19]

Obr. 5 – Šroubovák: a) dřík, b) klínové zúžení, c) činná část = břit, d) rukojeť, e) zdířka. Zdroj: archiv autora

  Některé šroubováky mají celý dřík s břitem vyměnitelný v rukojeti, u jiných se vyměňují jen koncové břity, což bývá dnes obvykle řešené šroubovacími bity – viz dále. Šroubovací bity nalezly širší uplatnění po rozšíření strojních šroubováků (s elektrickým či pneumatickým pohonem).

  Nelze ale s určitostí tvrdit, že šroubovací bity jednoduše nahradily šroubováky. Šroubováky jsou podle mne nenahraditelné. Byly, jsou a budou.

  Jak lze dohledat v literatuře⁵⁾, už v 1. pol. 20. st. byly vymyšleny šrouby a vruty, které měly v hlavičce místo příčné „drážky“ (správně pohonu) všelijak tvarované profilované drážky. A tomu byly pochopitelně přizpůsobeny i šroubováky.

  Zajímavá je historie vzniku šroubu se zapuštěným křížovým tvarem. Ten byl původně vytvořen jistým Johnem P. Thompsonem. Jenže ten se svým vynálezem neuspěl u výrobců a proto prodal svůj design podnikateli Henrymu F. Phillipsovi, kterému je připisováno založení společnosti Philips Screw Company. Uvádí se, že tento člověk zlepšil tvar drážky a zasloužil se o přijetí této novinky v průmyslové výrobě. Patent, který podal v r. 1932, vypršel v roce 1966, nicméně společnost Philips Screw Company pokračovala ve vývoji dalších vylepšených tvarů a jak známo, šrouby a vruty s hlavičkou PH, neboli Phillips jsou široce používány dodnes.

  V r. 1949 vznikl v USA vylepšený tvar, rovněž i ten byl patentovaný a známý je jako Pozidriv (označovaný PZ). Podle wikipedie se jedná o vylepšenou verzi systému Phillips⁶⁾.

__________________________________________

4) Šroubovák. In: https://cs.wikipedia.org/wiki/%C5%A0roubov%C3%A1k ^[20]
5) List of screw drives. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_screw_drives ^[21]
6) tamtéž

  Jaký je rozdíl mezi tvarem Phillips (PH) a Pozidriv (PZ)? Zaprvé: Pozidriv šrouby mají mezi hlavními příčníky v hlavě šroubu čtyři radiální zářezy (de facto ne příliš hluboké značky) nastavené o 45° od hlavního příčníku, což je vizuálně odlišuje od křížových šroubů. Zadruhé: Zatímco křížový šroubovák Phillips má mírně zúžené boky, špičatý hrot a zaoblené rohy, šroubovák (bit) Pozidriv má rovnoběžné boky, tupý hrot a další menší žebra ve 45° k hlavním drážkám. Konečně, výrobní proces pro šroubováky Pozidriv vyžaduje o něco složitější frézu než je tomu u šroubováků Phillips (což ale uživatele zas až tak nezajímá).

^[1]

Obr. 6 – Rozdíl systému Phillips (vlevo) a Pozidriv (vpravo). Zdroj: internet.cz

  Pozidriv a Phillips se zdají být široce zaměnitelné, ale není tomu tak. Naopak, při nesprávném použití mohou způsobit poškození jak šroubováků (bitů), tak šroubů samotných a mnohdy i poškrábání šroubovaných dílů, pokud se vysmeknou z drážek. Šroubováky Pozidriv se sice zaseknou do křížových šroubů (Phillips), ale při dotahování mohou sklouznout nebo vytrhnout křížovou hlavu. A naopak, zatímco křížové šroubováky se volně vejdou a otočí šrouby Pozidriv, pokud je aplikován dostatek točivého momentu, obvykle tím dojde k poškození hlavy šroubu nebo šroubováku.

  A to je de facto to podstatné, na co jsem chtěl v této stati upozornit. Přiznávám současně, že poškození hlav šroubů při nesprávném použití bitu (šroubováku) se mi nezřídka podařilo. Proč? Protože jsem nerozlišoval mezi šrouby resp. šroubováky Phillips a Pozidriv.

.

Ještě trocha historie

  Když jsem se ale už pustil do sbírání argumentů a odkazů pro výše uvedený poznatek, bylo by škoda neuvést vše podstatné, co se dané problematiky týká. Takže především – kdy nahradily šroubovací bity šroubováky a co to vlastně ty šroubovací bity jsou?

  Česká wikipedie má k pojmu šroubovací bit jen velmi kratičký a neobsažný článek, nicméně se v něm uvádí podstatné: „Šroubovací bit nebo šroubovací nástavec je označení pro výměnné hlavice používané ke šroubování vsazením do rukojeti nebo elektrického nářadí jako je akumulátorový šroubovák nebo vrtačka s regulací otáček. Pro nasazení je bit opatřen vnějším šestihranem o rozměru 6,3 mm (přesněji 6,35 mm, tj. 1/4 palce), na rozdíl od nástrčkového klíče na matice, kde se zpravidla používá vnitřní čtyřhran. Šestihranná stopka bitu je zpravidla krátká (C6,3) nebo prodloužená s krčkem (E6,3). Na rozdíl od šroubování do měkkých materiálů (např. dřevo), kde při šroubování kroutící moment narůstá postupně, je u tvrdých materiálů (např. ocel) prudký nárůst momentu na konci šroubování a používají se proto speciální bity s tlumící zónou. Drážkový profil bitu musí odpovídat drážce (pohonu – pozn. J. H.) použitého šroubu; například plochá drážka, různé typy křížové drážky (Phillips, Pozidriv ad.), vnitřní šestihran (inbus) nebo torx. Kvalita bitu záleží na přesnosti výroby a použitých materiálech. Kvalitní bit má houževnaté jádro a tvrdou povrchovou úpravu, např. nitridování titanem. Dále se pro snížení možnosti vysmeknutí z drážky používají bity povrstvené částečkami diamantu a pro zachování korozivzdornosti nerezových šroubů nerezové bity.“⁷⁾

  Neznám přesnou historii vývoje šroubovacích bitů, rád se nechám poučit, nicméně si myslím, že jestliže samotný šroub/vrut je v průběhu zašroubovávání či vyšroubovávání namáhán na krut, tak samotná hlavička šroubu/vrutu je při oné činnosti namáhána v interakci se šroubovací hlavičkou zejm. na střih. A tak se domnívám, že vědátoři a vývojáři spočítali, že hlavičce hrozí menší nebezpečí poškození od nástroje, který bude mít více styčných plošek. Na rozdíl od příčné „drážky“ se nabízí „prostorové tvary“ pohonů šroubů a vrutů. To byl jeden faktor. Druhým faktorem bylo zřejmě častější používání elektrického nářadí, resp. pohonů na stlačený vzduch, zejm. v průmyslové výrobě. Jenže, rychlé otáčky vřetene šroubováku vedly k jeho častému vypadávání z ploché „drážky“ do té doby několik století užívaných šroubů, což nezřídka vedlo k poškození hlavy šroubu a poškrábání jeho okolí. Bylo tedy potřeba zajistit snadné vedení šroubováku a současně i kroutící moment. A konečně, snaha o větší produkci dělníka vedla ke snaze o rychlou výměnu nástroje v rukách dělníka, což šroubovací bity splňují. Že se ukazují i nevýhody bitů je možné, ale tak či onak se velmi rozšířily.

Profily šroubovacích bitů⁸⁾

  Postupně se ustálily normalizované profily bitů. Základních typů bitů je dnes šest až osm (viz obr. 4 a 7), ale vývoj pokračuje dále a vznikají další speciální typy. K tomu doporučuji prostudovat velmi podrobný článek na en.wikipiedia.org – ZDE ^[21]. ^[22]

 

Obr. 7 – Další, tentokrát přehledný obrázek základních tvarů šroubovacích bitů – v horním řádku in natura, v dolním řádku odpovídají pohony v hlavách šroubů či vrutů (PH je křížový Philips, PZ je křížový Pozidriv). Zdroj: kutil.cz

  Jiné zdroje⁹⁾ nabízejí mírně odlišný přehled – viz obr. 4.

  Znovu opakuji, že bity PH a PZ nejsou totožné, naopak, je mezi nimi velký rozdíl a jejich záměna při práci může vést buď ke zničení hlavičky vrtu/šroubu, nebo i k poškození bitu.

_______________________________

7) https://cs.wikipedia.org/wiki/Bit_(n%C3%A1stroj) ^[23]
8) https://www.kutil.cz/vyber-naradi/zvolte-spravnou-velikost-bitu-nastroje-pro-utahovani-iv/ ^[24]
9) https://cs.wikipedia.org/wiki/Bit_(n%C3%A1stroj) ^[23]

.

Rozměry bitů

  Stejně jako jsou důležité profily šroubovacích bitů, neméně důležité jsou i jejich rozměry. Pěkný přehled vč. tabulek velikostí přináší web kutil.cz – ZDE ^[24]. Pro přehled vyjímám jen podstatné:

  Jak už je uvedeno, správná velikost bitu hraje významnou roli. Web kutil.cz zdůrazňuje, že „rozměr hrotu musí souhlasit s rozměrem drážky na šroubu či vrutu. Jinak v lepším případě nic neutáhnete, v horším případě zničíte šroub i nástavec. Jelikož princip označení není pro všechny „drážky“ (rozuměj pohony – pozn. J. H.) jednotný, máme pro vás přehledné tabulky, kde najdete ty nejpoužívanější velikosti bitů i šroubů. (Údaje v tabulkách se však mohou drobně odchylovat v závislosti na typu spojovacího materiálu a výrobci.)“

Tabulky¹⁰⁾

^[25]

Poznámky:

  U nejpoužívanějších drážek PH a PZ jsou standardní velikosti 1, 2 a 3. Narazit můžete i na menší – 000, 00 a 0, ty však odpovídají hodinářským šroubovákům (čím víc nul, tím menší velikost).

  Mnohem podrobnější členění šroubovacích bitů a jejich velikostí lze nalézt na anglické verzi wikipedie – ZDE ^[21].

______________________________________

10) https://www.kutil.cz/vyber-naradi/zvolte-spravnou-velikost-bitu-nastroje-pro-utahovani-iv/

Foto: Zdroje uvedeny u jednotlivých foto

.