Šroub a šroubování

Kdo by z běžného života neznal šroub a princip šroubování, vždyť většina mechanických zařízení buď pracuje na principu šroubování, nebo je prostě šrouby a maticemi spojena. Aniž si to běžně uvědomujeme, že i přestože nepracujeme v technických povoláních, každý den mnohokrát denně něco šroubujeme a závity utahujeme, nebo povolujeme.

Vynález šroubu je zahalen tajemstvím a určit věrohodně, kdo šroub poprvé zkonstruoval a použil, je nemožné. Velké objevy a vynálezy v počátcích vzniku věd byly velmi často přisuzovány těm nejznámějším, nejvěhlasnějším, protože takovým způsobem byl význam a platnost nějakého vynálezu ještě umocněn.

Jisté tedy je, že objev šroubu je připisován rovnou několika starořeckým vynálezcům, nejčastěji je využití závitu spojováno s Archimédem ze Syrakus, všestranným řeckým vědcem, který žil ve 3. stol. př. n. (287-212), i když některé prameny jej spojují už s Pythagorejcem Archytasem z Traventa¹³ z 5. stol. př. n. l. (428-347). Egypťané však používali tento vynález už mnohem dříve, protože v řecké literatuře zároveň mezitím běžně kolují odkazy na to, že staří řečtí myslitelé se inspirovali mechanizmy na čerpání vody z Nilu.

Tzv. „Archimédův šroub“ je jednoduché mechanické zařízení na čerpání vody z řeky na pole - jednoduché zařízení poháněné klikou se šroubovicí „zařezává“ do vody a tuto posunuje vodu tubusem až o několik metrů výše. V některých zemích se takto v nepozměněné podobě používá dodnes, ale byli bychom překvapeni, jak dlouhý by byl seznam současných zařízení, kterými přemisťují tekuté, sypké i plynné materiály dnes.

Aniž bychom si to možná uvědomovali, tak na tomto principu pracují čerpadla tekutých odpadů v čističkách za městem i v úpravnách pitných vod, posuvníky uhlí v elektrárně, vřetenový čerpadel pěnivých materiálů¹⁴, ale i mouky ve mlýnech. Stejný princip je uplatněn i v dalších odvozených mechanizmech od ventilátoru v počítači, přes speciální hnací větráky průmyslových plynů¹⁵, až po parní turbíny v elektrárně nebo v proudovém motoru, bez něhož se dnes neobejde žádné dopravní nebo vojenské letadlo. Zde všude najdeme šroubovici celou nebo rozdělenou na jednotlivé části – lopatky. Jak je vidět, uplatnění principu Archimédova šroubu je veliké a všechny možnosti určitě zatím nebyly vyčerpány.

Z našeho pohledu zkoumání nás však bude zajímat, kterým směrem se takovéto zařízení otáčelo? Odpověď je celkem jasná – vše se totiž odvíjelo od toho, jakým způsobem u zařízení stál a otáčel člověk, a jako u ostatních mechanizmů, které jsou poháněny lidskou silou, odpovídala konstrukce šroubovice a směr otáčení přirozeným pohybům praváka. Nejsnazší způsob, jak ve stoje něco otáčet s vynaložením patřičné síly, vyžaduje nakročení na stojnou nohu, náklonu trupu s využitím jeho setrvačnosti při pohybu dopředu a možnosti přitahovat kliku nebo páku pažemi při pohybu zpět směrem k sobě (viz kapitola Levák doma a v kuchyni).

Archimédův šroub¹⁶, pravák nakloněn nad klikou, kterou otáčí pravou rukou nebo rukama oběma.

Řada jednoduchých mechanizmů je roztáčena úplně stejnými pohyby jako šnekové čerpadlo – v tomto případě mlýnek na maso nebo ruční vrtačka¹⁷.

22. 2. 2023