Nézz csak körül a szobádban! Látsz polcot a falon? Képet? Esetleg lámpát vagy fogast? Falra szerelt tévét? Könnyen lehet, hogy ezeket mind csavar tartja a helyén. És ha a fal téglából vagy betonból készült, akkor a csavar mellett valószínűleg ott rejtőzik egy másik apró segítőtárs is: a tipli. Új sorozatunk első részében erről a két remek találmányról lesz szó.
A csavar
A csavar első pillantásra nem tűnik bonyolult szerkezetnek: egy fej, egy hosszúkás test, azon pedig körbefutó barázda, a csavarmenet. Ám a tartósságának és az erejének éppen ez a titka. A csavar menete tulajdonképpen egy henger köré tekert lejtő. Amikor behajtod a csavart, ez a lejtő kényszeríti őt előre az anyagban, óriási szorítóerőt hozva létre.
Maga az ötlet nagyon régi, már az ókorban ismerték. A híres görög tudós, Arkhimédész több mint 2200 évvel ezelőtt leírta működésének az elvét, az ókori rómaiak pedig hatalmas facsavarokat használtak présekben, például szőlő vagy olajbogyó sajtolásához, hasonlóan a ma is használt házi szőlőprésekhez.
A csavar elkészítése viszont sokáig roppant nehéz feladatnak számított. Gondolj bele: egy fémrúdra szabályos, pontosan egyforma menetet készíteni gépek nélkül, a maihoz képest kezdetleges szerszámokkal iszonyú nehéz feladat volt. Ezért a csavar évszázadokon keresztül nem számított olyan hétköznapi tárgynak, mint ma. A középkor végén és az újkor elején ugyan egyre több helyen használták, például órákban és más finom szerkezetekben, de a jó minőségű csavar igen drága dolog volt.
Az igazi diadalmenet akkor kezdődött, amikor sikerült a gyártást gépesíteni, és nagy példányszámban egyforma csavarokat készíteni. A 18. században lelkes brit mérnökök és feltalálók sora dolgozott olyan esztergagépek fejlesztésén, amelyek tökéletesen egyforma, így cserélhető csavarok gyártását tették lehetővé.
De még mindig maradt egy probléma: kezdetben minden gyár saját egyedi méretű csavarokat készített, így a különböző helyről származó alkatrészek nem illeszkedtek egymáshoz. A megoldást a szabványosítás jelentette. Az első csavarszabványt egy angol mérnök, Sir Joseph Whitworth alkotta meg 1841-ben. A mérnök ebben két fontos dolgot határozott meg: a menet emelkedési szögét és a menetszámot. Ezt tökéletesítette az amerikai William Sellers, és az általa kidolgozott szabvány lett a mai modern csavarmenetek közvetlen elődje.
Ezután már tényleg csak a csavarfejet kellett tökéletesíteni. Kezdetben a csavarok többsége könnyen gyártható, lapos csavarhúzóval hajtható, úgynevezett egyhornyú fejjel készült. Ám ezt nehéz volt kezelni. Az áttörést a keresztfejes vagy csillagfejű csavarként ismert Phillips-csavar hozta. Ennek a ma is gyakran használt csavarfejnek az óriási előnye, hogy az automata csavarozógépek nem csúsznak ki belőle. Márpedig a tömegtermékké váló autókban és más nagy sorozatban gyártott termékekben irdatlan mennyiségű csavar beszerelésére és meghúzására lett hirtelen szükség a 20. század első felében. Először egyébként az amerikai Cadillac autógyár kezdte a keresztfejes csavart nagy mennyiségben használni. A Phillips-csavarhoz mérhető karriert futott be később, főleg a kerékpár- és bútoriparban a hatszögletű nyílású imbuszcsavar, valamint ennek továbbfejlesztett változata, az amerikai Textron cég által szabadalmaztatott Torx csavarfejtípus.
De ez az egész csavarsztori nem sokat ér önmagában, ha a csavart tégla- vagy betonfalba kell behajtani. Az ilyen anyagokba ugyanis simán a csavart nem nagyon lehet beleerőltetni. Na, itt lép színre a szinte láthatatlan, de csodás találmány: a tipli, vagy másik nevén dübel.
A tipli
A tipli feltalálása előtt, ha valaki egy nehezebb tárgyat akart tégla- vagy kőfalra rögzíteni, egy úgynevezett fészket kellett vésnie a falba, amibe aztán egy fahasábot gipszelt vagy habarcsolt, és végül ebbe hajtotta bele a csavart. Ez a módszer időigényes, piszkos és pontatlan volt.
1910-ben a British Museum felújításakor egy John Joseph Rawlings nevű mérnök talált is egy roppant frappáns megoldást a módszer kiváltására. A juta nevű növény szárából nyert rostokat összekeverte ragasztóval, kis hengereket préselt belőle, majd ezt helyezte el a falba fúrt lyukakba. A csavar behajtásakor a rostok oldalirányba kitágultak, és hozzáfeszültek a furat falához. A találmány Rawplug néven világszerte ismertté és keresetté vált.
A műanyagok megjelenésével jött az újabb forradalom, amivel el is érkezünk a manapság is használt tiplihez. Artur Fischer, a történelem egyik legtermékenyebb feltalálója (1100 szabadalom fűződik a nevéhez, amivel még Thomas Edisont is megelőzi!) 1958-ban mutatta be saját, nejlon alapanyagú fejlesztését, a jellegzetes feszítőfülekkel készült tiplit.
A működés csodálatosan egyszerű. Lyukat fúrunk a falba. Belehelyezzük a tiplit, elkezdjük behajtani a csavart. Ahogy a csavar egyre beljebb halad, a tipli egyes részeit kifelé nyomja. A műanyag így nekifeszül a kifúrt lyuk falának, bordái és kialakítása pedig segítenek abban, hogy ne tudjon elfordulni vagy kicsúszni.
Ma már rengeteg különböző tipli létezik. Más való tömör betonba, más téglába és megint más a gipszkarton falakhoz. Vannak aprók egy kép rögzítéséhez és hatalmas rögzítőelemek komoly építményekhez. A feladat azonban hasonló: segítsenek valamit biztonságosan hozzáerősíteni egy olyan anyaghoz, amelyben a csavar önmagában nem tudna megfelelően megkapaszkodni.
Legközelebb tehát, amikor meglátsz egy falra szerelt polcot, gondolj arra, hogy a háttérben két apró találmány dolgozik. Az egyiknek az ötlete több mint kétezer éves. A másik alig több mint száz. Az egyik fémből, a másik műanyagból készül, de csak együtt dolgoznak jól. Egyiket sem lehet kihagyni, mert akkor bizony könnyen a földön köthet ki a polc.