Kierteinen ruuvi

Kirjoitin blogin nauloista (Vapaavuoro 19.06.2022). Siitä on luontevaa jatkaa ruuveilla. Monissa yhteyksissä niiden tietolähteeksi annetaan kirja: Witold Rybczynski Vähän kireämmälle, Ruuvin ja ruuvitaltan historia (suom. Juha Pietiläinen, Terra cognita, 2002 154 s.), jonka hankin käsiini. New York Times tilasi sen kirjoittajalta jutun jostain merkittävästä työkalusta. Ehdolla oli useita. Vaimon idea ruuvitaltasta toteutui ja siten myös ruuvien tarina. Ansiokas esseen muotoinen kirja toki on, vaikka se poikkeaa odottamastani. Kirjassa edetään ruuveihin työkalun, ruuvitaltan kautta ja käsitellään kaikkia ruuveja, ei siis vain liittämiseen käytettyjä. 

Antiikin ajan ruuveilla nostettiin nesteitä ja materiaalien siirrossa niitä käytetään edelleen. Monilahjakas Leonardo da Vinci luonnosteli noin vuonna 1500 kierteityskoneen. Ei kuitenkaan tiedetä valmistettiinko sellaista vai jäikö suunnitelma paperille. Ruuveilla myös välitetään liikettä. Useissa työstökoneissa kelkkaa liikuttavan ruuvin pyörivä liike muuntuu lineaariseksi. Tuttuja ovat myös ruuvipenkit ja -puristimet.

Ruuveja alettiin käyttää kiinnitykseen vasta 1500-luvulla. Ensimmäisiä kuvia niistä löytyy keskiaikaisesta saksalaisesta Wolfeggin linnan talokirja -julkaisusta noin vuosilta 1475-1490. Siinä esitetään myös ruuvisorvi. Kiinnittävien ruuvien todennäköisin ensimmäinen käyttökohde lienee ollut hakapyssyn lunttulukon kiinnitys puiseen tukkiin Toinen 1500-luvun käyttökohde olivat haarniskat, joiden osat oli aiemmin yhdistetty toisiinsa niiteillä ja nahkahihnoilla. Haarniskojen käytön kulta-aikana pidetään aikajaksoa 1450-1550. Mm. Dresdenistä on siltä ajalta kuvia haarniskojen osien ruuvein kiinnityksistä. Myös aseissa, lukoissa ja kelloissa ryhdyttiin käyttämään ruuveja. 

Liittämiseen käytettyjä ruuveja ovat koneruuvit ja puuruuvit. Ruuviliitoksen etu on purettavuus. Koneruuvien kanssa käytettään usein erilaisia aluslevyjä eli ”prikkoja”. Pultiksi kutsutaan tasapäistä ruuvia, johon voidaan kiertää mutteri. Ruuveja on erilaisille materiaaleille, puuruuvit, peltiruuvit, muoviruuvit, kipsiruuvit, kirurgiset luuruuvit. Vaarnaruuveissa on kierteet molemmissa päissä. Ankkuripultti laajentuu reiässä kiristyessään. Naulojen tapaan ruuvien lajikirjo on erikoistarpeet mukaan lukien laaja, samoin niiden materiaalipaletti tavallisista teräksistä ruostumattomiin, messinkiin jne. Haljennut lapaluunikin kursittiin kasaan titaaniruuvein.

Ruuvien koneellinen valmistaminen oli paitsi nopeampaa myös paransi niiden laatua. Halventuneet ruuvit löysivät markkinansa ja niiden tuotantomäärät kasvoivat. Moderni ruuvi on monimutkainen tuote. Kierre alkaa terävästä kärjestä ja levenee sulavasti lieriön muotoisen sydämen vartaloksi. Lähellä kantaa sydän muuttuu sileäksi kurkuksi kierteen kadotessa vähitellen olemattomiin, jolloin sen äkillinen päättyminen ei heikennä ruuvia.

Kelpoisten ruuvien valmistaminen teollisessa mittakaavassa oli teknisesti haastavaa ja alkoi vasta 1770-luvulla, jolloin Englannin Sheffdield oli alan edelläkävijä. Sikäläisen tehtaan työkalukuvastossa oli jo vuonna 1870 useita uutuuksia, ruuvitalttoja, jolloin niiden kysyntä ilmeisesti jo riitti teolliseen valmistukseen. Liitekuvassa on kirjan kirjoittajan piirros taltoista. Ruuvit olivat aluksi kalliita ja niitä myytiin kappaleittain. Ruuvien valmistuksen mahtimaaksi nousi sittemmin USA, jossa autoteollisuus käytti säästösyistä pitkään urakantaisia ruuveja. Kolokantaruuvin patentti on L. Robertsonin nimissä vuodelta 1907. 

Tuumamitoitetut whitworthruuvit olivat meilläkin pitkään käytössä, kunnes metrinen mitoitus ne syrjäytti. Ruuvit on standardisoitu. Niiden kierteitä on erilaisilla nousuilla ja profiileilla. Suomessa yleisimmissä ruuveissa on metriset M-kierteet. Niistä on kaksi alatyyppiä, karkea ja hienokierre. Koneruuvien kanta on perinteinen monikulmio tai ura tai jokin upotus, kuusiokolo, Phillpis, Pozidriv tai Torx. 

Hupaisiakin tilanteita eri standardien käytöstä syntyi. Muistelen Naton panssarivaunujen eri osakokonaisuuksia valmistetun sekä Yhdysvalloissa että Euroopassa ja sovitun ne liitettäväksi toisiinsa tuumakierteisin pultein.

Suomessa ruuveja valmisti ainakin vuosina 1939-1963 toiminut ruuvitehdas Metra Oy, jonka nimi otettiin myöhemmin uusiokäyttöön. Etra Oy valmistaa Suomessa asiakkaiden piirustusten mukaisia tuotteita, kuten pultteja ja U-pultteja, vaarnoja, muttereita ja aluslevyjä. KINGI® -kateruuvi on suomalainen innovaatio. 

 

+3
Veijo Kauppinen

Kirjoittaja on TKK:n (Aalto-yliopiston) konepajatekniikan emeritusprofessori ja Tekniikan Historian Seuran jäsen.

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu