Der schraubende Mensch ist eine archaische Figur, vergleichbar dem Jäger, dem Sammler, dem Krieger. Seit 2000 Jahren wird geschraubt. Im Schrauben findet der Schrauber zu sich. Das Mantra des schraubenden Menschen lautet: In der Ruhe liegt die Kraft. Er setzt den Kreuzschlitzschraubendreher an, ist ganz Ruhe und immer mehr Kraft – rrrtsch. Abgerutscht. Der Pozidrivkreuzschlitzschraubendreher wird aus dem Werkzeugkasten hervorgezaubert. Groß ist die Ruhe, noch größer die Kraft – rrrtsch. Na und? Man hat’s ja. Her mit dem Torxschraubendreher. Rrrrrrtsch. Verdammt! Der Schraubenkopf ist endgültig vermurkst.

Dumm, wenn das passende Werkzeug nicht zur Hand ist. In diese Lage gerät der moderne Laien-Schrauber regelmäßig. Immerhin, bis zu dem gescheiterten Versuch, die beiden Kontrahenten gewaltsam voneinander zu trennen, hat die Verbindung bombenfest gehalten. Noch mehr als die vermurkste Schraube treibt den Spezialisten die Urangst vor der lockeren Schraube um. Zu fest und zu locker – um diese beiden Herausforderungen geht es bei dieser modernen Form der Bindung. Normalerweise gilt die "Fügetechnik" per Schraube erstens als zuverlässig, und sie wird zweitens geschätzt, weil sie reversibel ist. Was man reinschraubt, kann man jederzeit auch wieder rausschrauben, und zwar zerstörungsfrei. So weit die Theorie. In Wirklichkeit aber gibt es sehr viel mehr Spielarten als fest und ab: Manches löst sich unabsichtlich, und anderes soll nie wieder getrennte Wege gehen.

Marcus Kaatz, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fahrzeugtechnik der Universität der Bundeswehr in Hamburg, erzählt aus der wissenschaftlichen Praxis. "Erschreckend" hätte er die Ergebnisse von Tests an seinem Fahrsimulator gefunden. Hart rangenommen hätte er das imaginäre Auto, Vollgas, Vollbremsung, enge Kurven, "Worst-Case-Fahrmanöver" sei er gefahren. Um dann feststellen zu müssen, dass sich im Bereich der Radaufhängung und der Bremsen Schrauben lockerten. Und was noch schlimmer war: Wurden die Schrauben angezogen, wurde ihr Zustand "beängstigend schlechter". Je öfter er sie nachzog, desto eher wurden sie wieder locker.

Dies ist der Moment, einen wenn auch knorrigen, so doch zentralen Begriff des Schraubenwesens einzuführen: "Vorspannkraft". Eine zu Unrecht weitgehend unbekannte Kraft, die immerhin eine der wichtigsten Eigenschaften einer Schraubverbindung kennzeichnet. Stellen wir uns den Schraubvorgang im Detail vor: Zunächst wird die Schraube so lange gedreht, bis ihr Kopf auf dem zu verschraubenden Werkstück aufliegt. Dreht man weiter, wird am Kopf gezerrt – die Schraube dehnt sich wie eine Feder – sie baut Vorspannkraft auf. Dreht man zu weit, reißt der Kopf ab. Oder man zerstört das Gewinde.

Eine anständige Vorspannkraft sorgt dafür, dass die Schraubverbindung auch dann nicht locker wird, wenn sie sich "setzt", zum Beispiel, weil später "im Betrieb" kleine Krümel und andere Rauigkeiten auf den Kontaktflächen zerrieben werden und so Platz entsteht, das sogenannte Spiel. Die gut kalkulierte Schraubverbindung verfügt auch am Lebensende der Konstruktion immer noch über einen Rest Spannkraft.

Das Problem mit dieser unterschätzten Kraft ist allerdings: Sie ist schwer zu messen. "Ha!", wird da der geübte Heimwerker einwerfen, "ich verfüge doch über einen Drehmomentschlüssel!" Wenn das so einfach wäre. Angenommen, wir schraubten frische Sommerreifen an eine betagte Rostlaube. Am besten noch mit rostigen Radmuttern. Die zögen wir so fest an wie üblich. Wir würden das Ergebnis sogar mit dem Drehmomentschlüssel überprüfen. Trotzdem könnten wir wenig später ein Rad verlieren. Wir hätten nämlich nur gegen die Reibung in den rostigen Gewindegängen und unter dem Kopf angearbeitet. Die Radbolzen mit den Radmuttern aber wären kein bisschen vorgespannt. Wird bloß genug gerappelt und geruckelt, löst sich eine solche Verbindung.

Im Prinzip reagiert auch die Industrie auf dieses Dilemma wie der geübte Heimwerker: Man knallt die Schrauben vorsichtshalber fester an; das 1,8-Fache nach VDI-Norm ist keine Seltenheit.

Eigentlich lautet der erste Hauptsatz der Schraubenkunde folgendermaßen: Konstruktiv richtig ausgelegte und zuverlässig vorgespannte Schraubverbindungen brauchen keine zusätzlichen Sicherungen. Doch im Alltag gibt es so viel Dynamik, Gerüttel und Geschüttel, dass – sicher ist sicher – Hilfsmittel verlangt werden. Der wackere Heimschrauber tippt zuerst auf Federringe als Sicherung; graben sich deren scharfe Kanten in die Kontaktflächen ein, wirkt der Federring als Widerhaken. Doch in der Branche, so verrät Volker Schatz, wird der Federring nur verspottet. Schatz würde in jeder anderen Branche Star oder sogar Diva genannt. Er ist Vorstandsvorsitzender der Remscheider Schatz AG, Spezialist für industrielle Schraubtechnik und Autor des Leitfadens 10 Schritte zur sicheren Schraubverbindung.

In Zeiten gehärteter Stahlschrauben, erklärt Schatz, grabe sich gar nichts mehr ein. Die Ringe sind nämlich obsolet geworden. Ihr Todesurteil lautete schon vor Jahren, branchentypisch unaufgeregt: "Die DIN-Norm für Federringe wird zurückgezogen."