قصة اختراع المسمار

في حوالي القرن الأول الميلادي، أصبحت الأدوات ذات الشكل اللولبي شائعة، كانت البراغي المبكرة تصنع من الخشب وتستخدم في معاصر النبيذ ومعاصر زيت الزيتون وكي الملابس، ظهرت البراغي والصواميل المعدنية المستخدمة لربط شيئين معًا لأول مرة في القرن الخامس عشر، تستخدم البراغي لربط شيئين معًا، مفك البراغي هو أداة لقيادة البراغي (الدوران)؛ إنّ مفكات البراغي لها طرف يلائم رأس المسمار.

ما هو المسمار وما هي قصة اختراعه؟

المسمار: هو قضيب ملولب على كلا الطرفين، يتم تثبيته بشكل دائم في عضو واحد ويتم تثبيته على الطرف الآخر، يتم استخدام الغطاء ومسامير الماكينة لربط أجزاء الماكينة معًا، أمّا عندما يكون لأحد الأجزاء ثقب ملولب أو مع صمولة، تتمدد هذه البراغي عند إحكام ربطها، ويؤدي حمل الشد الناتج إلى تثبيت الأجزاء معًا، تحتوي براغي الماكينة على أنواع مختلفة من الرؤوس، ومعظمها مزود بفتحات مفك البراغي، إنّها مصنوعة بأحجام أصغر من مسامير الغطاء والبراغي.

تشكل المسامير اللولبية ذاتية اللولب خيوط تزاوج في مواد مثل المعادن والبلاستيك والألياف الزجاجية والأسبستوس والخشب الرقائقي المشبع بالراتنج عند تحريكها أو تثبيتها في ثقوب محفورة أو محفورة (مسبوكة)، يشكل المسمار اللولبي خيوطًا عن طريق إزاحة المواد المجاورة للفتحة التجريبية بحيث تتدفق حول المسمار، مسامير التنصت على قطع الخيط لها حواف قطع وتجويفات رقاقة تنتج خيط تزاوج عن طريق إزالة المواد، تصنع براغي الخشب بمجموعة متنوعة من الأقطار والأطوال؛ عند استخدام الأحجام الكبيرة يتم حفر ثقوب تجريبية لتجنب تقسيم الخشب، المسامير اللولبية هي براغي خشبية كبيرة تستخدم لربط الأشياء الثقيلة بالخشب والرؤوس تكون إمّا مربعة أو سداسية.

تُعرف البراغي التي تعدل القوة والحركة باسم براغي الطاقة، يحول المسمار اللولبي عزم الدوران (لحظة الدوران) إلى قوة دفع، فيتم إنشاء الدفع (عادةً لرفع جسم ثقيل) عن طريق تدوير المسمار في صمولة ثابتة، باستخدام قضيب طويل لتدوير البرغي، يمكن لقوة صغيرة في نهاية القضيب أن تخلق قوة دفع كبيرة، تحتوي بعض المسامير اللولبية المستخدمة في القرن السادس عشر على فتحات (شقوق) يمكن استخدام مفك البراغي فيها، على الرغم من عدم عرض هذه الأداة.

تشير الشقوق العميقة الموجودة على محيط رؤوس مسامير إلى أنّه تم استخدام نوع من الأجهزة ذات الشق لقلبها، تم استخدام مسامير ملولبة مشقوقة مستديرة الرأس في القرن السادس عشر، ولكن القليل من الساعات المثبتة بالبراغي والصمولة كانت موجودة قبل القرن السابع عشر، سمّيت البراغي المعدنية بمسامير الآلة أو الآلات، لأنّها مصنوعة من المعدن وتتزاوج بفتحات ملولبة، يختلف برغي الخشب عن برغي الآلة في أنّ الخشب الذي يتم تحويله إليه مشوه، ومع ذلك يجب أن تبدأ في حفرة مصنوعة بواسطة المخرز أو الحفر.

بصرف النظر عن بعض القطع الأثرية المشكوك فيها في بعض الأحيان من العصر الروماني، لم يتم ذكر المسمار الخشبي حتى منتصف القرن السادس عشر، عندما ظهر في أطروحة التعدين، هنا يتم وصف المسمار المدبب إلى نقطة، ويحمل رأسًا مشقوقًا ويبدو مألوفًا جدًا باستثناء الخيط الأيسر، بشكل عرضي، لم تصبح مفكات البراغي أدوات شائعة حتى عام 1850م، عندما بدأت آلات اللولب الأوتوماتيكية في الإنتاج الضخم للبراغي الخشبية المدببة، في شكله المبكر كان مفك البراغي مصنوعًا من مخزون مسطح؛ لم تساهم حوافه المتعرجة أحيانًا في أي شيء.

في عام 1770م، اخترع صانع الأدوات الإنجليزية جيسي رامسدن (1735 – 1800م)، أول مخرطة لولبية مُرضية، واستمر في إلهام المخترعين الآخرين، في عام 1797م، اخترع الإنجليزي هنري مودسلاي (1771 – 1831م)، مخرطة كبيرة لقطع اللولب جعلت من الممكن إنتاج براغي ذات أحجام دقيقة، في عام 1798م، وقام المخترع الميكانيكي الأمريكي ديفيد ويلكينسون (1771 – 1652م)، أيضًا آلات للإنتاج الضخم للبراغي المعدنية الملولبة.

وعلى الرغم من أنّ الفيلسوف الفيثاغوري (Archytas of Tarentum) القرن الخامس قبل الميلاد هو المخترع المزعوم للمسمار، إلا أنّ التاريخ الدقيق لظهوره لأول مرة كجهاز ميكانيكي مفيد غير معروف، وبالرغم من أنّ اختراع برغي الماء يُنسب عادةً إلى أرخميدس (القرن الثالث قبل الميلاد)، إلا أنّ هناك أدلة على وجود جهاز مماثل له في مصر في تاريخ سابق، تم استخدام المكبس اللولبي، الذي ربما تم اختراعه في اليونان في القرن الأول أو الثاني قبل الميلاد، منذ أيام الإمبراطورية الرومانية.

في عام 1908م، اخترع الكندي بي إلروبرتسون مسامير ذات محرك مربع، أي قبل 28 عامًا من حصول هنري فيليبس على براءة اختراع براغي فيليبس الرأسية، وهي أيضًا براغي مربعة الدفع، يعتبر برغي (Robertson) “أول قفل من نوع محرك العطلة عملي للاستخدام في الإنتاج”، أصبح التصميم معيارًا لأمريكا الشمالية، كما نُشر في “كتاب معايير السحابات الصناعية”، يُعد رأس محرك الأقراص المربع الموجود على المسمار تحسينًا على رأس الفتحة لأنّ مفك البراغي لن ينزلق من رأس المسمار أثناء التثبيت، استخدمت سيارة (طراز T) التي تعود إلى أوائل القرن العشرين والتي صنعتها شركة (Ford Motor Company) “أحد عملاء روبرتسون الأوائل” أكثر من سبعمائة مسمار من مسامير روبرتسون.

في أوائل الثلاثينيات من القرن الماضي، اخترع رجل الأعمال هنري فيليبس (1889 – 1958) المسمار اللولبي للرأس من أوريغون، فقد كان يستخدم مصنعو السيارات الآن خطوط تجميع السيارات وبذلك احتاجوا إلى براغي يمكنها أن تأخذ عزم دوران أكبر ويمكن أن توفر روابط أكثر إحكامًا، كان برغي رأس فيليبس متوافقًا مع المفكات الآلية المستخدمة في خط التجميع يحتوي الرأس اللولبي السداسي أو السداسي على فتحة سداسية الشكل تدور بواسطة مفتاح ألين.

يُعد مفتاح ألين أداة تدوير سداسية الشكل (مفتاح ربط)، تم إنتاجه لأول مرة بواسطة (William G. Allen) من شركة (Allen Manufacturing Company) في كونيتيكت؛ الذي حصل على براءة اختراع لأول مرة في عام 1744م، تم اختراع لقمة النصل المسطحة لدعامة النجار، والتي كانت مقدمة لأول مفك براغي بسيط، ظهرت مفكات البراغي المحمولة لأول مرة بعد عام 1800م.

أنواع البراغي:

تمّ اختراع أنواع لا تعد ولا تحصى من البراغي لأداء مهام محددة وهي:

• برغي الغطاء: له رأس محدب، عادةً ما يكون سداسي الشكل، مصمم ليتم تشغيله بواسطة مفتاح ربط أو مفتاح ربط.

• البرغي الخشبي: وهو يحتوي على عمود مدبب يسمح له باختراق الخشب غير المثقوب.

• برغي الماكينة: وهو يحتوي على عمود أسطواني ويتناسب مع الفتحة المسننة، وهو مسمار صغير.

• المسمار اللولبي: وهو يحتوي على عمود أسطواني وخيط حاد يقطع ثقبه الخاص، وغالبًا ما يستخدم في الصفائح المعدنية أو البلاستيك.

• برغي الحوائط الجافة: وهو عبارة عن برغي متخصص ذاتي التنصت بعمود أسطواني ثبت أنّ له استخدامات تتجاوز بكثير تطبيقه الأصلي.

• برغي التثبيت: يتميز بأنّه ليس له رأس على الإطلاق وهو مصمم بحيث يتم إدخاله بشكل متدفق مع أو أسفل سطح قطعة العمل.

• المسمار ذو النهايتين: وهو عبارة عن برغي خشبي بنهايتين مدببتين ولا يوجد له رأس، يتم استخدامه لعمل وصلات مخفية بين قطعتين من الخشب.

أشكال رأس المسمار:

• رأس مقلاة البرغي: وهو قرص بحافة خارجية مشطوفة.

• رأس الجبن: وهو قرص ذو حافة خارجية أسطوانية.

• غاطسة مخروطية: وهي ذات وجه خارجي مسطح ووجه داخلي مستدق مما يسمح لها بالغرق في المواد، وهي شائعة جدًا في البراغي الخشبية.

• برغي رأس زر أو قبة: وهو وجه داخلي مسطح ووجه خارجي نصف كروي.

• رأس لولب المرآة: وهو رأس غاطس بفتحة مسننة لتلقي غطاء منفصل مطلي بالكروم ببراغي؛ تستخدم لربط المرايا.

أنواع محرك المسمار:

توجد مجموعة متنوعة من الأدوات لدفع المسامير في المادة المراد إصلاحها، تسمّى الأدوات اليدوية المستخدمة لقيادة البراغي ذات الرأس الفتحة والمتقاطعة مفكات البراغي، أداة كهربائية تقوم بنفس المهمة هي مفك براغي كهربائي، تُسمى الأداة اليدوية الخاصة بمسامير غطاء القيادة والأنواع الأخرى مفتاح البراغي، يعد مفك البراغي ذو النصل المسطح وهو الذي يتم بواسطته تشغيل براغي رأس الفتحة.

تحتوي البراغي ذات الرأس المتقاطع أو فيليبس على فتحة على شكل (X) ويتم تشغيلها بواسطة مفك براغي متقاطع الرأس، تم تصميمه في الأصل في ثلاثينيات القرن الماضي للاستخدام مع آلات البراغي الميكانيكية، والتي تم تصنيعها عن قصد حتى يتمكن السائق من الركوب أو الخروج تحت الضغط منع التشديد المفرط، يعد برغي (Pozidriv) وهو عبارة عن برغي رأس محسّن من (Phillips)، وله مفك براغي خاص به، يشبه الرأس المتقاطع ولكن مع مقاومة أفضل للانزلاق أو التمرير، تحتوي رؤوس البرغي السداسية على فتحة سداسية ويتم تشغيلها بواسطة مفتاح ربط سداسي، يُطلق عليه أحيانًا مفتاح ألين أو أداة كهربائية ذات بت سداسية.

تحتوي مسامير رأس محرك (Robertson) على فتحة مربعة ويتم تشغيلها بواسطة مثقاب خاص لأداة الطاقة أو مفك براغي (وهذه نسخة منخفضة التكلفة من الرأس السداسي للاستخدام المنزلي)، وتحتوي براغي رأس (Torx) على مقبس محكم تحتوي مآخذ محرك (Torx) المقاومة للتلاعب على إسقاط لمنع إدخال محرك (Torx) قياسي، تم استخدام براغي (Tri-Wing) بواسطة (Nintendo) على (Gameboys) الخاصة بها.