Skrutka s pohonom TORX

V dnešnom článku sa budeme venovať jednej konkrétnej skrutke, a to skrutke s drážkou a pohonom tvaru Torx. Povieme si niečo o jej histórii, konštrukcii a výhodách a nevýhodách v porovnaní s inými typmi skrutiek.

Skrutka. Taká bežná vec... Zamysleli ste sa niekedy nad tým, akú dlhú cestu má táto súčiastka za sebou, kým sa vyvinula do dnešnej podoby?

Jej počiatky siahajú až do staroveku. Pred viac než 2000 rokmi opísal Archimedes mechanické zariadenie so závitom (tzv. nekonečnú skrutku), ktorá sa používala na prečerpávanie vody do väčšej výšky.

Obr. 1. Archimedova skrutka

V tomto zariadení je uplatnený princíp “naklonenej roviny”. Trvalo však ďalších 1500 rokov, kým začali ľudia používať skrutku na spájanie materiálov a súčiastok. Až v šestnástom storočí sa začali vyrábať klince so závitom, ktoré lepšie držali spoj.

A to už bol iba krôčik k vzniku skrutky. Skrutky sa začali všeobecne používať na upevňovanie a spájanie až na konci 18. storočia, keď vtedajší obrábači kovov prišli na metódu, ako ich lacno vyrábať.

V technológii sa pod pojmom spájanie rozumie postup zaisťujúci vzájomnú polohu súčiastok v jednom funkčnom celku. Skrutkový spoj je rozoberateľný - spojenie možno rozpojiť bez porušenia súčastí.

Od tohto okamihu prešli skrutky búrlivým vývojom, ktorého výsledkom je široká paleta rôznych typov skrutiek, ktoré sa dnes v praxi používajú, od najpoužívanejších, ako je napr. Philips, Pozidriv, Hex, Torx, až po exotické a málo používané ako napr. Bristol, Torq-set, TP3 atď... Každá z nich má svoje výhody, nevýhody a aj primárnu oblasť, kde je ich použitie najvýhodnejšie. Podrobný rozbor všetkých typov však presahuje rámec tohto článku.

Skrutky môžeme kategorizovať podľa rôznych kritérií:

• podľa typu závitu (napr. metrický, samorezný, Edisonov, Whitworthov, ...)
• podľa hlavy skrutky na
  • bezhlavé (tzv. červíky)
  • s hlavou – a tie ďalej na zapustené a nezapustené
• podľa typu drážky pre pohon (skrutkovač, bit)
  • jednoduchá drážka
  • krížová drážka
  • štvorcová drážka
  • vnútorná šesťhranná drážka
  • pentalobulárna drážka
  • hexalobulárna drážka (Torx)
  • externá drážka
  • a obrovské množstvo ich variant a kombinácií

Torx

Obr. 2. Hlava skrutky a bit s drážkou Torx

Skrutku Torx vynašla a dala si patentovať spoločnosť Camcar Textron v roku 1967. Bola to malá revolúcia v skrutkovaní. V anglicky hovoriacich krajinách sa pre ňu ujal hovorový výraz „star screw“, kvôli hviezdicovému tvaru drážky.

Veľkosti, označovanie a varianty

Veľkosti drážok Torx a príslušných nástrojov sa označujú veľkým písmenom "T", za ktorým nasleduje číslo v rozsahu od 1 do 100. Niektorí výrobcovia však veľkosti označujú aj skratkou "TX" alebo "Tx" pred číslom. Menšie číslo zodpovedá menšiemu rozmeru hlavy skrutky. Medzi najbežnejšie veľkosti patria T10, T15, T20 a T25.

Okrem klasických skrutiek Torx existuje celý rad ich variantov, ktoré sú určené na špeciálne použitie, spomeňme aspoň:

• Security Torx – v drážke má výstupok, ktorý môže mať rôzne tvary a bráni vyskrutkovaniu skrutky bežným skrutkovačom, je nutné použiť skrutkovač s hrotom s otvorom príslušného tvaru, ktorý presne zapadne do výstupku v drážke skrutky
• Torx Paralobe – má modifikovaný tvar dosadacích plôch a znesie o 20% vyšší uťahovací moment
• Torx ttap – vyvinutý pomerne nedávno, v roku 2006, obsahuje v drážke dodatočný výstupok v tvare kružnice, ktorý ešte viac minimalizuje pohyby nástroja vnútri drážky

Skrutky s plochou drážkou

Obr. 3. Hlava skrutky a bit s plochou drážkou

Boli to prvé používané skrutky. Ich výroba je dodnes nejjednoduchšia a najlacnejšia.

V porovnaní s novšími, modernejšími typmi skutiek má samé nevýhody: malá dosadacia plocha nástroja spôsobovala pri vyššom zaťažení deformáciu drážky, čoho častým následkom bolo vykĺznutie pracovnej časti skrutkovača z drážky.

Dôležité je, aby pri práci hrot skrutkovača presne sadol do drážky. Ak je väčší, nezmestí sa tam a ak je menší, tak možno skrutkou aj pohneme, ale pravdepodobne pri vyššom zaťažení zničíme hlavu skrutky.

Najväčšou nevýhodou tohto typu skrutky je to, že je veľmi náročné dosiahnuť presné centrovanie hrotu skrutkovača na hlave skrutky. Mnohí starší stolári si určite spomínajú na frustráciu, keď plochý skrutkovač vykĺzol z hlavy drážkovanej skrutky a poškodil obrobok.

Po masívnom nástupe elektrických skrutkovačov ustúpil tento typ skrutky úplne do úzadia, pretože používať ich s týmito nástrojmi je prakticky nemožné. Napriek tomu majú vo svete stále svoje miesto. Používajú sa pri jednoduchých tesárskych prácach a pri aplikáciách, kde je potrebný minimálny krútiaci moment. Okrem toho pri reštaurovaní starožitného nábytku a vozidiel. Taktiež u hudobných nástrojov vyrobených z mosadze a všeobecne zo žltých kovov takáto skrutka „vyzerá najlepšie.“

Obr. 4. Poškodená plochá drážka

Skrutky s krížovou drážkou

Obr. 5. Hlava skrutky a bit s krížovou drážkou

Skrutka s krížovou drážkou bola vyvinutá v 30. rokoch 20. storočia a v tom čase predstavovala skutočný technologický prielom. Pre účely tohto článku budeme hovoriť vo všeobecnosti o „krížovej drážke“, avšak majme na pamäti, že existuje viacero variant krížovej drážky a boli by ste možno prekvapení, ako výrazne sa líšia svojimi vlastnosťami. Niekedy si o tom povieme viac...

V porovnaní s tradičnými drážkovými skrutkami má krížová drážka mnoho výhod, pričom jednou z hlavných je automatické centrovanie hrotu skrutkovača na hlave skrutky. Pôvodné krížové skrutky boli špeciálne navrhnuté tak, aby sa pri prekročení určitého uťahovacieho momentu zlomili. Pre zaujímavosť: zabránilo to montážnikom lietadiel nadmerne uťahovať skrutky a strhávať mäkké hliníkové závity.

Všetci vieme, aké ťažké je uvoľniť príliš dotiahnutú krížovú skrutku skrutkovačom. Pri použití maximálneho krútiaceho momentu je takmer nemožné udržať hrot skrutkovača tesne v hlave skrutky, pretože sa pri otáčaní neustále vysúva. Prácu nám uľahčí použitie nástavca správnej veľkosti – toto je veľmi dôležité! Pokiaľ by sme sa pokúsili vyskrutkovať takúto skrutku nástavcom menšieho rozmeru, takmer určite by sme poškodili drážku v hlave skrutky a z malého problému máme veľký problém.

Avšak pozor! To, že sa hrot skrutkovača (bitu) pri otáčaní veľkou silou vysúva, môže byť v istých situáciách výhodou! Drážka v hlave krížovej skrutky má zaoblené rohy a skosené uhly dosadacích plôch. To umožňuje bitu vykĺznuť počas práce, pokiaľ by sme prekročili uťahovací moment do takej miery, že by mohlo dôjsť k poškodeniu spájaného materiálu alebo zlomeniu skrutky.

Oproti tomu pri skrutke Torx bit z drážky nevykĺzne. Pokiaľ je sila, ktorá je potrebná na prekonanie odporu materiálu voči pohybu skrutky pri skrutkovaní väčšia než pevnosť materiálu, z ktorého je vyrobený bit alebo skrutka samotná, dôjde v lepšom prípade k zlomeniu bitu a v horšom k zlomeniu skrutky v materiáli.

Preto sa pri použití skrutiek Torx pri vysokých požadovaných uťahovacích momentoch doporučuje použiť skrutkovače s nastaviteľným maximálnym uťahovacím momentom.

U krížových skrutiek je nutné na skrutkovač pôsobiť silou v smere otáčania skrutky, ale zároveň aj silou v osi skrutkovača smerom k skrutke, inými slovami „tlačiť na skrutku“.

Tlak smerom na hlavu skrutky je prirodzený, pokiaľ skrutku zaťahujeme, avšak je neprirodzený, pokiaľ ju uvoľňujeme (pôsobí v opačnom smere, ako je pohyb skrutky pri uvoľňovaní). Aj toto však má druhú stránku: pri uvoľňovaní skrutky síce musíme na ňu tlačiť proti smeru jej pohybu, avšak jej pohyb nám „ide oproti“ a teda stačí na ňu tlačiť menej, než v prípade jej uťahovania.

Tu sa prejaví snáď najväčšia výhoda skrutky Torx: v prípade zaťahovania aj uvoľňovania skrutky stačí na skrutkovač pôsobiť silou v smere otáčania skrutky. Je to neoceniteľná výhoda obzvlášť pri práci v stiesnených podmienkach, kde nie je dostatok priestoru na to, aby sa človek vedel do skrutky poriadne „oprieť“.

Vnútorný šesťhran

Obr. 6. Hlava skrutky skrutky s vnútorným šesťhranom

Skrutky s vnútorným (u nás často nazývaná „imbusová“) alebo vonkajším šesťhranom, ktorú poznáme a denne používame, bola štandardizovaná v Spojených štátoch v 19. storočí. Na prvý pohľad je veľmi podobná skrutke Torx, avšak v ich konštrukcii sú výrazné rozdiely.

Každý, kto pracoval s imbusovými kľúčmi vie, ako ľahko sa hrany a plochy šesťhranného otvoru poškodia, najmä pri skrutkách, ktoré je potrebné často skrutkovať a uvoľňovať vyšším uťahovacím momentom. Hrany otvoru sa obrúsia, zaoblia a v tom momente prestáva byť skrutka použiteľnou.

Často sa už nedá vôbec vyskrutkovať a je potrebné ju odvŕtať, dokonca v prípade strojných skrutiek veľkých rozmerov privariť na jej hlavu kus kovu, pomocou ktorého je vhodným nástrojom možné skrutku vyskrutkovať.

Obr. 7. Poškodená hlava skrutky s vnútorným šesťhranom

Obr. 8. Prenos síl pôsobiacich na dosadacie plochy drážok skrutiek s vnútorným šesťhranom a skrutiek Torx

Na ilustrácii (obr.8) môžete vidieť, v čom spočíva hlavná výhoda skrutky Torx: uhol pracovej časti náradia (skrutkovača) voči dosadacím plôškam v hlave skrutky je u vnútorného šesťhranu 60° a u skrutky Torx len 15°. Tento menší uhol zabezpečuje tesnejšie dosadnutie nástroja do hlavy skrutky a koncentráciu hnacej sily do všetkých častí dosadacích plôch.

Preto je skrutka Torx schopná bez poškodenia zvládnuť podstatne väčší tlak, než skrutka s vnútorným šesťhranom a je možné ju uťahovať väčším krútiacim momentom. Vedľajším pozitívnym dôsledkom tejto konštrukcie je dlhšia životnosť samotného pohonu – hrotu skrutkovača alebo skrutkovacieho nástavca.

Samozrejme, do hry vstupujú aj ďalšie faktory, napríklad tvrdosť materiálu, z ktorého je skrutka vyrobená.

Porovnanie vlastností skrutiek Torx s inými typmi:

Ako vidíme, skrutka Torx oproti iným konštrukciám nemá len výhody.

Jej nevýhody sme už spomenuli: že bit Torx správnej veľkosti z hlavy skrutky nevykĺzne a teda pri pôsobení veľkej sily sa v lepšom prípade zlomí bit a v horšom samotná skrutka.

Okrem toho napríklad v porovnaní s krížovou skrutkou je u skrutky Torx ťažšie centrovanie bitu voči drážke.

A v neposlednom rade – cena. V minulosti bola cena samotnej skrutky a aj nástrojov na jej manipuláciu (skrutkovače, bity) podstatne vyššia, než u iných typov skrutiek. Vyplývalo to zo zložitejšej výroby týchto nástrojov. V súčasnosti sa tieto cenové rozdiely pomaly stierajú a dá sa povedať, že sú takmer zanedbateľné, snáď s výnimkou menej používaných rozmerov.

Záver:

Aj keď je skrutka Torx jedným z vrcholov vývoja v tejto oblasti a má oproti ostatným konštrukciám celý rad výhod, nedá sa jednoznačne povedať, že je najlepšia. Vždy závisí od oblasti použitia, spájaných materiálov, požadovaných uťahovacích momentov, či častej potreby montáže/demontáže, akú skrutku zvoliť, aby čo najlepšie poslúžila danému účelu. Možností je nespočetné množstvo...

Kľúčové slová: skrutka, TORX, security torx, torx paralobe, T10, T15, T20, T25

Zdroje:
Interné technické a školiace materiály spoločnosti HERMAN
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

Vyštudoval som softwarové inžinierstvo a programovaním som sa aktívne zaoberal vyše 25 rokov. V súčasnej dobe je mojou hlavnou pracovnou náplňou vo firme Herman koordinovanie tímu, ktorý sa zaoberá vývojom našej webovej stránky a e-commerce riešeniami. Okrem toho mám niekoľkoročné skúsenosti ako technológ na úseku výroby abrazívnych nástrojov. Voľný čas delím medzi svoje koníčky, ktorými sú predovšetkým umenie, motorka, hra na saxofón, plávanie a cestovanie.