Skruvens historia

En av de mest lästa artiklar jag någonsin skrivit är en artikel om historisk spik. Den artikeln gör att folk numera hör av sig från hela Sverige för att höra vad jag har att säga om deras gamla spikar. Det här beror dock inte på att jag vet oändligt mycket om just spik. Inte heller på att artikeln är något stort akademiskt mästerverk. Att jag har vänt och vridit på några gamla spikar jag funnit på olika byggnadsvårdsprojekt, klämt ett par böcker på ämnet och hostat ur mig en artikel på några tusen tecken gör mig inte till någon stor auktoritet på ämnet. Men det är fantastiskt roligt att folk vill höra av sig till just mig med frågor om sina spikar. Och ännu roligare är det när det visar sig att jag emellanåt faktiskt vet något om just den spik som man har frågor om. Ibland går det till och med att datera spiken och berätta vid vilket bruk den en gång tillverkats. Men anledningen till att man hör av sig till mig är som sagt inte för att jag vet mest om gammal spik i det här landet, för det gör jag verkligen inte. Snarare rör det sig om att det helt enkelt inte finns så mycket lättillgänglig information om äldre spik. Samma sak har det visat sig vara med ämnet skruv, något jag därför genast tänkte att vi borde råda bot på.
Vem som först insåg att man kunde omsätta mekanikens gyllene regel – det man vinner i kraft förlorar man i väg – i form av en spiral är väl omöjligt att veta. Faktum är att hela skruvens äldre historia är höljd i dunkel och det går tyvärr inte att med någon större säkerhet peka på varken när eller var skruven uppfanns. Matematikern Heron av Alexandria skall någon gång kring mitten av första århundradet e.Kr. ha varit den förste att i text beskriva verktyg och processer för att skära gängor. Det innebär ju förstås inte med nödvändighet att Heron var skruvens uppfinnare, man kan ju nämligen tänka sig att man redan producerat skruvar ett bra tag innan Heron kom sig för att nedteckna saken ifråga. Och så var det säkerligen. Ofta får man ju till exempel höra att filosofen och matematikern Arkimedes (287–212 f.Kr.) skulle ha varit uppfinnare av skruvgängan. Utan att ha varit med på den tiden kan jag med säkerhet säga att så inte var fallet. Skruven är nämligen äldre än så. Att skruven förknippas med Arkimedes beror förstås på att skruvgängan här sammanblandas med den så kallade ”Arkimedes skruv” som under antiken användes för att transportera vatten från ett plan till ett annat. Arkimedes skruv är alltså varken gänga eller fästelement, även om en spiralprincip används även här, varför den egentligen inte platsar i vår framställning. Att Arkimedes ens var först med upptäckten av Arkimedes skruv bör kanske också hållas för tveksamt eftersom det finns tecken som tyder på att vattenskruven använts i Egypten långt före Arkimedes födelse.
Om man nödvändigtvis måste utse en specifik uppfinnare av skruvgängan så är det många forskare som menar att det är den grekiske matematikern Archytas från Tarentum (428 – 347 f.Kr) som skall ha äran för detta. Lägger man ett litet källkritiskt öga på den uppgiften så kan man väl säga att det är långt ifrån någon säker uppgift, bland annat för att det visat sig att de flesta av de texter som tillskrivits Archytas visat sig vara falska. På grund av ett något oklart källäge kommer vi alltså antagligen aldrig få veta vem som var först med skruvgängan. Däremot är det inte otroligt att tiden och platsen stämmer på ett ungefär. Området kring östra Medelhavet har gett upphov till många av mänsklighetens stora tekniska och filosofiska framsteg. Och många av dessa härstammar just från arkaisk och klassisk tid då produktionsöverskottet för första gången i den västerländska historien blev stort nog för att en betydande mängd människor skulle få möjlighet att ställa sig utanför produktionen och ägna sina liv åt tänkande och uppfinnande. Men det här är förstås just en västerländsk tolkning. Under arkaisk tid utvecklades en dynamisk urban kultur i städer som Miletos, Samos, Rhodos och Korinth och hit kom varor och impulser från i princip hela världen. Det är inte otroligt att en av de impulserna var just skruven. Enligt P.R.S. Mooreys Ancient Mesopotamian Materials and Industries: The Archaeological Evidence, har grekerna ärvt det lutande planet, taljan, kilen och hävstången österifrån, så varför inte också skruven? Moorey menar i vilket fall något osäkert att skruven uppfunnits i Mesopotamien under det Nyassyriska riket 911-609 f.Kr. vilket innebär att skruven därmed skulle ha ärvts av grekerna under arkaisk tid. Men som sagt, vem vet?
De här allra äldsta skruvarna användes inte som fästelement, utan för att applicera lyft och presskrafter i till exempel vinpressar eller som i fallet Arkimedes skruv, för att lyfta vatten. Frederick E. Graves menar i artikeln ”Nuts and Bolts” publicerad i Scientific American Magazine vol. 250, 1984, att de första skruvarna avsedda som fästelementen var träskruv i brons och silver vilka tillverkades under romersk tid. Gängorna skall då ha tillverkats för hand med fil eller genom fastlödning av tråd kring en centrumkärna. Ett mindre arkeologiskt material i form av små metallskruvar har funnits vid utgrävning av romerska härläger och kan dateras till ca 240 e.Kr. Trots dessa fynd kan man nog ändå rätt lugnt påstå att skruven vid den här tiden inte var något allmänt spritt fästelement i det romerska riket, eftersom den nästan kompletta avsaknaden av arkeologiska skruvfynd slår sig slätt jämfört med den enorma mängd arkeologisk spik man funnit från romersk tid. Skruvens princip var känd, men den praktiska svårigheten att tillverka skruv av metall gjorde att romarna för infästning istället använde lim, spik, tapp och kil.
Man kan säga att skruvens historia består av tre skilda faser. Den första handlar om utvecklingen av skruvgängan som alltså eventuellt stammar tillbaka till förhistorisk tid och är belagd senast i det klassiska Grekland. Den andra handlar om skruven som fästelement före den industriella revolutionen och den historien är betydligt kortare och leder oss kanske inte längre tillbaka i tiden än till 1400-talet. Den tredje fasen är skruvens utveckling som fästelement under och efter den industriella revolutionen.
Det kanske första användningsområdet för skruv som fästelement kom att bli bepansrade rustningar där skruv och mutter, ibland med vingar, användes för att sammanfoga delar av rustningen som återigen behövde kunna säras. Här förekommer det ibland uppgifter om att den här applikationen skulle vara så gammal som från 1000-talet, vilket jag tycker låter märkligt med tanke på att den typ av pansar som skulle vara behjälplig av skruv och mutter är en sen 1300-tals företeelse. Från och med 1400-talet är i vilket fall skruv-och-mutter-rustningar välbelagda och det är också från detta århundrade vi har den första avbildningen av metallskruvar i den så kallade Hausbuch von Schloss Wolfegg, 1480.
Inte bara muttern och den gängade bulten, utan även träskruvsutvecklingen tycks ha drivits framåt av krigsmaterielutvecklingen. Småskruv hittar vi nämligen först i skjutvapnens avfyrningsmekanismer där det grunda fästdjupet inte fungerade för spik utan krävde skruv för att få god sammanfogningsstyrka och hålla mekanismen på plats.
De äldsta skruvarna tillverkades för hand med skärmutter eller fil, varefter spåret i huvudet skapades med bågsåg. Den första maskinen för skruvtillverkning skall enligt W.R. Wilburs History of the Nut and Bolt Industry in America, ha tillverkats av Jacques Besson i Frankrike 1568, en maskinkonstruktion som under 1600-talet kom att förfinas av bland andra Hindley of York i England. Någon standardisering fanns inte vid den här tiden utan diameter och gängstigning berodde helt på tillverkaren. Det är först under den begynnande industrialiseringen i England under 1700-talets andra halva som den växande verkstadsindustrin började ställa krav på standardisering.
I Sverige nämns skruvar för första gången i ett skeppsinventarium från 1544, men det är först på 1710-talet som en inhemsk tillverkning av järnskruv genom svarvning är känd. Istället är det i England de stora uppfinningarna på skruvtillverkningsområdet sker. Bröderna John, Job och William Wyatt kom att patentera ett antal förbättringar av både skruven och skruvtillverkningsprocessen mellan 1751 och 1760. Bland annat kom de att bli först med en automatisk svarvprocess, vilken gjorde att tillverkningstiden per skruv minskade från flera minuter till cirka 6 sekunder. Ett betydande steg mot standardisering kom att tas genom Joseph Whitworths skruvtillverkningsmaskin 1834, en specifikation som kom att få benämningen Whitworths standard. Det är också under det tidiga 1800-talet som skruvens huvud kommer att gå från att vara fyrkantigt till att bli runt. Med den industriella revolutionen kom tillverkningsprocessen att blir helt automatiserad och man kunde nu göra spetsiga skruvar med raka, släta skaft vilket förbättrade infästningen. Den första lyckade processen för att tillverka spetsig träskruv utvecklades antagligen av J. T. Sloan i New York 1846 och licensierades 1849 till både American Screw Company and Eagle Screw Company. Ungefär samtidigt påbörjade New England Screw Company en tillverkning baserad på en icke-patenterad lösning uppfunnen av Cullen Whipple. Förbättringarna på tillverkningsområdet gjorde att priset på skruv kom att falla vilket ledde till en ökning av efterfrågan. År 1800 tillverkades det i England knappt 1,4 miljoner skruvar, sextio år senare var årsproduktionen över en miljard.
De tidiga skruvarna var som nämnt spårskruvar, vilka var lätta att skapa med såg och fil. I massproduktionens tidsålder kom spårskruvens tillkortakommande dock att bli uppenbar då skruvdrivningsverktygen inte tillräckligt väl fäste i skruvskallen utan tenderade att hoppa ur spåret. 1909 patenterades därför fyrkantshålet av den kanadensiske uppfinnarebn Peter L Robertson vilken fungerade bra för löpandebandproduktion. På grund av bekymmer med internationella patenträttigheter kom skruven dock inte att få det genomslag den kanske förtjänade. Istället blev det JP Thompsons krysskruv från 1933 som skulle få internationell spridning. Krysskruven kallar vi idag oftast ”philipsskruv” efter ingenjören Henry F Philips vilken köpte patentet av Thompson, startade Philips Screw Company och var den som kom att marknadsföra skuven internationellt. Phillipsskruvar användes för första gången i större skala av General Motors som satte samman 1936 års Cadillac med denna nya typ av skruv. Philipsskruven (PH) och dess vidareutveckling Pozidrive (PZ), som lanserades 1966 efter ett utvecklingssamarbete mellan Philips och America Screw Company, lade grunden till en effektiv skruvning där mejseln inte hoppade ur spåret så lätt, vilket gjorde att skruven också blev praktiskt användbar i konstruktionsbygge. Kanske ännu effektivare blev skruvningen i och med torx-skruven,som utvecklades från 1967 av det amerikanska företaget Textron, även om torx ur ett antikvariskt perspektiv har visat sig innebära ett rent litet helsike när det kommer till att få torkad färg ut ur skruvhuvudets kavitet.
Källor och vidare läsning
Agricola, Georgius (1556) De Re Metallica, Gutenberg.org
Goodman, W L (1964) The History of Woodworking Tools, London, 1964
Graves, Frederick E. (1984) ”Nuts and Bolts”, Scientific American Magazine vol. 250
Jenkinson, Geoffrey G. (1999) Metal Wood Screws – The evolution and history, Adelaide.
Moorey, P.R.S (1994) Ancient Mesopotamian Materials and Industries: The Archaeological Evidence. Oxford
Rybczynski, Witold (2000) One Good Turn, London.
Waldburg-Wolfegg, Johannes Graf (1957) Das Mittelalterliche Hausbuch. Betrachtungen vor einer Bilderhandschrift. München.
Wilbur, W.R (1905) History of the Nut and Bolt Industry in America, Cleveland.