Selbstschneidende Schrauben erklärt: Konstruktionsmerkmale, Herstellungsverfahren und Verwendung

Waren Sie beim Zusammenbau von Möbeln, bei der Wandmontage oder bei der Reparatur von Geräten schon einmal frustriert, weil Sie vor dem Eindrehen einer Schraube ein Loch vorbohren oder ein Gewinde schneiden mussten?

 Wenn ja, haben Sie die Vorteile selbstschneidender Schrauben wahrscheinlich noch nicht voll ausgeschöpft. Diese Befestigungselemente, die beim Eindrehen „ihr eigenes Gewinde schneiden“, sind im Bauwesen, in der Fertigung und in der Montage unverzichtbar geworden.

1.0Grundverständnis: Was ist eine selbstschneidende Schraube?

2.0Funktionsprinzip: Wie „erzeugen“ selbstschneidende Schrauben ein Gewinde?

Der selbstschneidende Prozess beruht auf der Fähigkeit der Schraube, entweder schneiden oder verdrängen Material. Je nach Grundmaterial gibt es zwei Hauptmechanismen:

2.1Schneide-Selbstschneidend: Gewindeschneiden wie ein Gewindebohrer

Geeignet für härtere Materialien (z. B. Stahlblech, Hartkunststoffe).

Diese Schrauben verfügen über Schneidkanten oder Spannuten an der Spitze oder unter dem Kopf. Beim Eindrehen wirken sie wie Miniatur-Gewindebohrer:

• Schneidkanten tragen Material ab.
• Spanräume transportieren Späne ab.
• Im Trägermaterial sind dazu passende Innengewinde eingearbeitet.

2.2Formgebendes selbstschneidendes Gewinde: Verdrängen von Material zum Formen von Gewinden

Geeignet für weichere, duktile Materialien (z. B. PVC, Aluminium, Holz).

Anstelle scharfer Schneidkanten kommen spezielle Gewindeprofile mit weitem Abstand und abgerundeten Spitzen zum Einsatz:

• Gewinde verdrängen das Material beim Eindringen.
• Verformtes Material füllt die Gewindelücken und erzeugt so ein Innengewinde.
• Es entstehen keine Späne, wodurch die Belastung weicherer Materialien reduziert und Risse vermieden werden.

3.0Wichtige Designmerkmale: Was bestimmt die Leistung beim Selbstschneiden?

Die Wirksamkeit einer selbstschneidenden Schraube hängt von ihrer Konstruktion ab. Die drei kritischen Bereiche sind die Kopf, Faden, Und Schaft.

4.0Auswahlhilfe: Passender Schraubentyp zum Material

Selbstschneidende Schrauben sind nicht universell einsetzbar. Die Wahl des richtigen Typs ist entscheidend – die Verwendung der falschen Schraube kann zu Gewindebruch oder Beschädigung des Untergrunds führen. Zu den gängigen Typen gehören:

5.0Herstellungsprozess: Wie werden selbstschneidende Schrauben hergestellt?

Obwohl sie klein sind, werden selbstschneidende Schrauben durch präzise, hocheffiziente Prozesse hergestellt. Das Prinzip ist Kaltumformung mit kontrollierter Formgebung, durchgeführt in sechs Hauptphasen:

5.1Rohstoffaufbereitung: Auswahl des richtigen Stahls

Materialauswahl:

• Kohlenstoffarmer Stahl (z. B. 1018, 1022) für den allgemeinen Gebrauch – niedrige Kosten.
• Edelstahl (304, 316) für den Außenbereich oder feuchte Umgebungen – korrosionsbeständig.
• Legierter Stahl (z. B. Edelstahl 410) für hochfeste Verbindungen – magnetische Eigenschaften.

Vorbehandlung: Drahtprüfung auf Durchmesser und Festigkeit → Beizen oder Sandstrahlen zur Rostentfernung → Drahtziehen und Richten auf den gewünschten Durchmesser zur gleichmäßigen Formgebung.

5.2Kaltstauchen: Formen von Kopf und Schaft

• Verfahren: Wird bei Raumtemperatur durchgeführt, indem der Draht mithilfe von Matrizen in Form gepresst wird – kein Schneiden, mit einer Materialausnutzung von über 95%.
• Schritte: Draht in Rohlinge schneiden → erste Anformung (Schaftvorform) → endgültige Anformung (Kopfform und Antriebsaussparung).
• Genauigkeit: Die Matrizentoleranz innerhalb von ±0,02 mm gewährleistet konsistente Schraubenkopfabmessungen.

5.3Gewindeformen: Definition der selbstschneidenden Leistung

• Rollen (wird bei über 80% Schrauben verwendet): Auf einer GewindewalzmaschineDabei drücken zwei Matrizen mit Gewindeprofilen gegen den Schaft und verformen das Material plastisch, um ein Gewinde zu erzeugen. Dieses Verfahren erzeugt keine Späne, erhöht die Gewindefestigkeit um 20–30 % und ist hocheffizient – ideal für die Massenproduktion von Formschrauben.

• Schneiden (für hochpräzise Anwendungen): Gewinde werden mit Gewindebohrern geschnitten, wobei Späne entstehen. Dieses Verfahren erreicht zwar eine hohe Genauigkeit, weist jedoch eine geringere Materialeffizienz auf. Es wird häufig für Schneidschrauben verwendet, gefolgt von der zusätzlichen Bearbeitung von Spannuten.

5.4Spitzenformung: Sicherstellung eines präzisen Eindringens

• Standardschrauben (Holz/Kunststoff): 60°–90° konisch geschliffen.
• Selbstbohrende Schrauben: Geschärft in Bohrspitzengeometrie mit Spiralnuten.
• Genauigkeit: Spitzenkonzentrizität mit Gewinden ≤ 0,05 mm verhindert Fehlausrichtung während des Eintreibens.

5.5Oberflächenbehandlung: Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit

5.6Inspektion und Verpackung: Qualitätskontrolle vor dem Versand

• Prüfung: Gewindelehre (Go/No-Go-Standards), Zugfestigkeit (Kohlenstoffstahl ≥ 400 MPa), Gewindeschneidtest (muss in das Zielsubstrat eingetrieben werden, ohne es abzustreifen oder zu brechen) und Sichtprüfung auf Grate/Risse.
• Verpackung: Nach Größe sortiert, in Rostschutzpapier und Luftpolsterfolie verpackt, um Korrosion oder Verformung während des Transports zu verhindern.

Hauptunterschied: Selbstschneidende vs. selbstbohrende Schrauben

Viele verwirren selbstschneidend mit selbstbohrend Schrauben. Selbstbohrende Schrauben sind eine Untergruppe der selbstschneidenden Schrauben. Der Hauptunterschied besteht darin, ob die Schraube ihr eigenes Führungsloch bohren kann.

Erinnern: Alle selbstbohrenden Schrauben sind selbstschneidende Schrauben, aber nicht alle selbstschneidenden Schrauben sind selbstbohrend. Das Design der Spitze ist ein Indiz dafür: Bohrerspitzen deuten auf selbstbohrende Schrauben hin, bleistiftartige Spitzen auf standardmäßige selbstschneidende Schrauben.

6.0Praktischer Leitfaden: 3 wichtige Tipps zur Vermeidung häufiger Fehler

• Passen Sie die Schraube dem Material an: Holzschrauben sollten nicht in Metall verwendet werden (Gefahr des Gewindeabrißs), und Metallschrauben sollten nicht in weichen Kunststoffen verwendet werden (Gefahr der Rissbildung).
• Anzugsdrehmoment kontrollieren: Vermeiden Sie insbesondere bei Holz und Kunststoff ein zu festes Anziehen. Ein zu hohes Drehmoment kann zu Rissen im Untergrund oder zum Bruch der Schraube führen.
• Verwenden Sie die richtigen Werkzeuge: Für den Torx-Antrieb ist ein passender Torx-Bit erforderlich. Verwenden Sie keinen Schlitzschraubendreher für Kreuzschlitzschrauben (dadurch kann es zu einem Ausklinken kommen). Passen Sie bei der Verwendung von Elektrowerkzeugen die Drehzahl entsprechend an – eine zu hohe Drehzahl kann zu Hitzeentwicklung und Gewindeschäden führen.
• Berücksichtigen Sie die Korrosionsbeständigkeit: Wählen Sie für Badezimmer, Balkone oder den Außenbereich verzinkte oder rostfreie Stahlschrauben. Vermeiden Sie unlegierten Kohlenstoffstahl, da dieser leicht rostet und sich festfressen kann.

7.0Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Können selbstschneidende Schrauben wiederverwendet werden?

Eine häufige Wiederverwendung wird nicht empfohlen. Selbstschneidende Schrauben formen durch Schneiden oder Verdrängen von Material ein Gewinde im Untergrund. Nach dem Einbau passt das Gewinde des Untergrunds genau zur Schraube. Bei der erneuten Montage besteht die Gefahr von Verschleiß, Gewindeabrieb oder Verformung, wodurch die Befestigungsfestigkeit verringert wird. Eine vorübergehende Entfernung (z. B. für Reparaturen) ist möglicherweise ein- bis zweimal möglich, bei längerem Gebrauch sind jedoch neue Schrauben erforderlich.

Wie wähle ich die richtige Vorlochgröße für selbstschneidende Schrauben?

Die Lochgröße hängt vom Schraubentyp und Untergrund ab. Das Prinzip lautet: etwas kleiner als der Nenndurchmesser der Schraube, um ein ordnungsgemäßes Eingreifen des Gewindes zu ermöglichen.

• Metall (ST-Typ): Befolgen Sie die Industriestandards (z. B. ST4.2 → 2,9–3,3 mm Pilotloch; ST5.5 → 4,2–4,5 mm).
• Holzschrauben: Bei Weichhölzern (z. B. Kiefer) sind Vorbohrungen möglicherweise nicht erforderlich. Bei Harthölzern (z. B. Eiche) bohren Sie mit einem Schraubendurchmesser von 60–70% (z. B. 4-mm-Schraube → 2,5–3-mm-Loch).
• Kunststoffschrauben: Bohren Sie 80–90% Schraubendurchmesser (z. B. 3-mm-Schraube → 2,4–2,7 mm), um Risse oder Abnutzung zu vermeiden.

Was soll ich tun, wenn eine selbstschneidende Schraube bricht?

• Falls das abgebrochene Ende hervorsteht: Mit einer Zange greifen und herausdrehen. Falls das nicht möglich ist, am freiliegenden Ende einen Schlitz schleifen und mit einem Schlitzschraubendreher herausdrehen.
• Wenn das abgebrochene Ende festsitzt: Bei Metalluntergründen mit einem feinen Bohrer ein kleines Loch in die Schraubenmitte bohren und anschließend einen Schraubenausdreher (Rückwärtsgewindebohrer) verwenden. Bei Holz oder Kunststoff die abgebrochene Schraube durchbohren und durch eine etwas größere Schraube ersetzen (dabei darauf achten, dass der Untergrund nicht reißt).

Warum sind selbstschneidende Schrauben aus Edelstahl schwer einzudrehen?

Mögliche Ursachen sind:

• Materialfehlanpassung: Rostfreie Schrauben sind härter; wenn sie in dickem oder hartem Stahl ohne richtiges Führungsloch verwendet werden, lassen sie sich möglicherweise nicht eindrehen.
• Mangelnde Schmierung: Edelstahl hat einen hohen Reibungskoeffizienten. Tragen Sie vor der Installation ein leichtes Öl (z. B. Maschinenöl) auf.
• Unzureichendes Drehmoment: Manuellen Schraubendrehern fehlt möglicherweise das Drehmoment. Verwenden Sie Elektrowerkzeuge mit mittlerer bis niedriger Geschwindigkeit oder wählen Sie einen Innensechskantantrieb (überträgt das Drehmoment besser als ein Kreuzschlitz).

Können selbstschneidende Schrauben und Maschinenschrauben ausgetauscht werden?

• Der Hauptunterschied besteht darin, ob ein vorgefertigtes Gewindeloch erforderlich ist.
• Selbstschneidende Schrauben: Erzeugen Gewinde bei der Montage, geeignet für nicht gewindeschneidende Untergründe (Holz, Blech).
• Maschinenschrauben: Benötigen vorgefertigte Gewindebohrungen oder Muttern. In nicht mit Gewinde versehenem Material können sie sich lösen oder versagen.

Welche Oberflächenbehandlung ist für selbstschneidende Außenschrauben am besten geeignet?

Die langlebigsten Optionen sind:

• Feuerverzinken: Schichtdicke 50–100 μm, Salzsprühbeständigkeit ≥ 500 Stunden. Ideal für Zäune und Stahlkonstruktionen im Außenbereich.
• Dacromet-Beschichtung: Zink-Aluminium-Chromat-Schicht, keine Wasserstoffversprödung, Salzsprühbeständigkeit ≥ 1000 Stunden. Ideal für Fahrzeugchassis und Meeresumgebungen.

Vermeiden Sie galvanische Verzinkung (dünne Beschichtung 5–20 μm), die im Außenbereich schnell korrodiert.

 

Verweise
www.valuefastener.com/screws/self-tapping-screws
sendcutsend.com/blog/selbstbohrende-vs-selbstschneidende-schrauben-was-ist-die-beste-befestigungslösung
www.fastenermart.com/understanding-tapping-screws.html
en.wikipedia.org/wiki/Selbstschneidende_Schraube
www.fastbuildsupplies.co.uk/knowledge-hub/guide-to-self-tapping-screws