Was sind Sonderschrauben? Typen und Materialien

Mutter- und Bolzendiagramm mit Text auf der rechten Seite

Ob es sich um den Bau von Brücken, schweren Maschinen oder einfachen mehrteiligen Komponenten handelt, für die Montage und mechanische Verbindungen werden maßgeschneiderte Schrauben benötigt. Eine Schraube ist eine mechanische Komponente, die an der Außenfläche ein Gewinde mit einem Kopf an der Oberseite hat, der durch Anziehen der passenden Muttern in Querlöchern festgezogen werden kann. Im Vergleich zu Schweißen und Nieten können diese Befestigungselemente durch Lösen der Muttern leicht demontiert werden.

Unter den verschiedenen Methoden zur Herstellung der Bolzen ist die CNC-Bearbeitung für Präzision und Komplexität bekannt. Die computergesteuerte Werkzeugbewegung ermöglicht es den Herstellern, CNC-Verbindungselemente mit durchweg engen Toleranzen.

Lesen Sie weiter. Wir besprechen die Arten von maßgefertigten Schrauben, Materialoptionen, Bearbeitungstechniken und Schraubenterminologien.

 

Was versteht man unter einem mechanischen Riegel?

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Schrauben- und Mutternkonzept 

Ein mechanischer Bolzen ist eine Art Befestigungselement, das zwei oder mehr einzelne Komponenten verbindet, indem Löcher gebohrt und die Spiralgewinde mit entsprechenden Muttern festgezogen werden. Sie könnten ihn mit Spezialschrauben und -bolzen verwechseln. Obwohl beide dem gleichen Befestigungszweck dienen, enthält der Bolzen in der Nähe des Kopfes einen Abschnitt ohne Gewinde (glatte Oberfläche, Schaft genannt), während die Schrauben ein Gewinde bis zum Kopf haben. 

Das folgende schematische Diagramm zeigt den typischen Aufbau einer Schraube.

Ein typisches Schraubendiagramm, das alle Teile mit Pfeil und Text zeigt

Typischer Aufbau eines mechanischen Riegels 

Hexa-Bolzen-Geometrie 

Die Schraube im obigen Diagramm ist eine Sechskantschraube (definiert durch die Kopfgeometrie), die in der Industrie am häufigsten verwendete Form. Auf dem Markt sind Standardformen von Verbindungselementen mit bestimmten Nenndurchmessern, Steigungen und Gewindelängen erhältlich. Beispielsweise ist M3 x 1.5 x 30 die gängigste Schraubengröße auf dem Markt. Das bedeutet eine Schraube mit einem Nenndurchmesser von 3 mm, einer Steigung von 1.5 mm und einer Länge von 30 mm.

In verschiedenen Anwendungen benötigen Branchen kundenspezifische Schrauben, die einzigartige Anforderungen erfüllen. Kfz-Befestigungselemente Ein Beispiel hierfür sind Radbaugruppen und Motorköpfe.

 

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Bolzenterminologien

Sehen wir uns nun an, was die einzelnen Begriffe in Bezug auf die Schraube beschreiben. 

Bolt-Begriffe Beschreibung
Head Der obere Teil der Schraube (Drehmoment anwenden)
Lagerfläche Es liegt am zu befestigenden Material an (Lastverteilung)
Shank Gewindeloser Teil der Schraube (bei Schrauben kurz oder nicht vorhanden)
Gewindelänge Gewindeabschnitt (zum Einrasten oder für Gewindebohrungen)
Points Flache oder abgeschrägte Form am Ende
Länge Die Gesamtlänge der Schraube vom Kopf bis zur Spitze.
Großer Durchmesser Der Durchmesser wird von den Außenkanten aus gemessen.
Kleiner Durchmesser Der Durchmesser wurde von den Wurzeln (innersten Punkten) aus gemessen.
Tonhöhe (Pitch) Abstand zweier benachbarter Gewindegänge (Gewindegänge pro Zoll)
Antriebsart Schraubenkopf, der das erforderliche Werkzeug bestimmt (z. B. Sechskant, Kreuzschlitz, Torx).
Wurzel Gewindeabschnitt, der in die Bohrung eingreift oder mit Gewinde versehen ist)

 

Arten von Sonderschrauben

Es gibt unterschiedliche Schraubentypen, je nach Form, Anwendungszweck, Drehmomentmechanismus usw. Im Folgenden sind die typischen Schraubentypen aufgeführt:  

Ankerbolzen 

Verschiedene Arten von Ankerbolzen in einem einzigen Bild

Arten von Ankerschrauben 

Ankerbolzen werden zur externen Befestigung von Teilen wie z. B. einem Kleiderbügel an der Wand verwendet. Sie haben ein langes Gewindeende, das in Teile eingesetzt und nach der externen Befestigung verschraubt wird. Darüber hinaus werden sie häufig zur Befestigung externer Gegenstände an der Betonwand verwendet.

Dornschraube 

Drei kundenspezifische Dornschrauben mit schwarzem Finish

Dornschraube 

Dornschrauben haben eine Unterlegscheibe zwischen Kopf und Gewindeende. Sie werden hauptsächlich für Pulverkomponenten wie Bearbeitungsklingen und Handsägen verwendet. 

Wagenschraube 

Ein Bild einer Schlossschraube mit Mutter, die das Gewinde in der Mitte bedeckt

Schlittenschraube

Eine Schlossschraube hat einen abgerundeten Kopf und einen quadratischen Schaft. Sie kann sowohl an Holz- als auch an Metallwerkstücken verwendet werden. Kundenspezifische Schlossschrauben können mit einem entworfenen quadratischen Schaft unter dem Kopf hergestellt werden, der die Schraube sicher in der Montage hält.

Benutzerdefinierte U-Bolzen 

Drei Typen von U-Bügeln und dazugehörige Bögen mit geometrischer Bemaßung

Kundenspezifische U-Bolzen

Wie der Name schon sagt, haben U-Bolzen die Form eines „U“ mit Gewinde an beiden Enden. Diese Befestigungsarten werden für stabile Verbindungen verwendet. Zum Beispiel für Balken- und Rohrstützen, Dachanker und Motorwellen. Normalerweise müssen die U-Bolzen angepasst werden, um genaue Gewindepositionen, Längen und U-Kurven zu erzielen.

Sechskantschraube 

Ein Stahlbolzen mit Markierung am Kopf

Sechskantschraube 

Sechskantschrauben zeichnen sich durch die sechseckige Geometrie des Schraubenkopfes aus und gehören zur ersten Wahl für industrielle Anwendungen, Schwermaschinen, Strukturelemente, Metallkonstruktionen usw. Außerdem verfügt die Sechskantschraube im Gegensatz zu den meisten Schrauben über keine Unterlegscheibe. 

Eye Bolt

Drei Arten von Ringschrauben mit Markierung auf dem Ring

Augenschrauben

Ringschrauben zeichnen sich durch ihre Ringstruktur im Kopfbereich aus. Häufig besitzt dieser keinen Schaft oder ist sehr klein. Die Ringstruktur verleiht der Schraube auch ohne Schaft Stabilität. 

Mehr lesen: Arten von Unterlegscheiben

 

Wie stellt man kundenspezifische Schrauben her?

Ein Drehwerkzeug schneidet das Gewinde auf einer CNC-Maschine und erzeugt Funken

Bolzenbearbeitung 

Je nach Typ, Größe und Material können Sie Schmiede-, CNC-Bearbeitungs-, Kalt- oder Warmformungsverfahren verwenden, um Ihre individuellen Schrauben oder Verbindungselemente herzustellen.

Methodik Prozessübersicht Am besten geeignet für Typische Anwendungen
Schmieden Formgebung von heißem Material unter Druck Große Schrauben, hochfeste Verbindungselemente Hochleistungsanwendungen (z. B. Automobilbau, Luft- und Raumfahrt)
CNC Dienstleister Das Material wird mithilfe von CNC-Drehen, Schweizer Sonderschraubenbearbeitung usw. präzise in Form geschnitten. Sonder- oder Präzisionsschrauben Spezialschrauben für die Elektronik, Luft- und Raumfahrt und medizinische Geräte
Kaltumformung Formgebung des Materials durch Deformation bei Raumtemperatur Kleine bis mittelgroße Schrauben, große Stückzahlen Standardbefestigungen (z. B. Automobil, Bauwesen)
Warmumformung Bei erhöhten Temperaturen geformtes Material  Große oder komplex geformte Bolzen Strukturbolzen, Anwendungen mit hoher Belastung

 

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Bolzen- oder Befestigungsmaterial 

Das Material der Schraube steht in direktem Zusammenhang mit Anwendung, Funktionalität, Leistung, Kosten und Haltbarkeit. Typischerweise werden hierfür Metalle oder Legierungen mit hoher Festigkeit und Formbarkeit verwendet. Allerdings können Kunststoffe und Verbundwerkstoffe CNC-gefräst werden, um die Schrauben herzustellen. 

Vier verschiedene Schrauben, jede aus einem anderen Material, siehe unten

Bolzenmaterialien 

Die folgenden Materialien werden für kundenspezifische Verbindungselemente verwendet: 

Kohlenstoffstahl

Es handelt sich um ein hochfestes und kostengünstiges Material, das maschinell bearbeitet oder zu verschiedenen Bolzen, Autos, Baustellen, Fertigungsmaschinen, Möbeln usw. geformt werden kann. Obwohl es weniger korrosionsbeständig ist, kann eine Schutzbeschichtung aufgetragen werden. 

Darüber hinaus ist es kostengünstiger als Edelstahlschrauben und kann hohen Ansprüchen gerecht werden. 

Edelstahl 

Es gibt verschiedene Edelstahlschrauben, die für viele Anwendungen beliebt sind, Sechskant-, Schloss-, Schulter-, U-förmige und andere Schraubentypen. Die hohe Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Leistung unter Belastung machen Edelstahl zu einer effektiven Materialwahl für Schrauben. 

Messing und Bronze 

Beide sind Legierungen aus Kupfer, Messing (Cu + Zn) und Bronze (Cu + Sn). Sie werden bevorzugt in Salzwasser und überall dort eingesetzt, wo Leitfähigkeit wichtig ist. Darüber hinaus werden Bass- und Bronzebolzen aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit in Rohrleitungen und anderen zugehörigen Beschlägen verwendet. 

Aluminium 

Obwohl kundenspezifische Befestigungselemente aus Aluminium eine geringere Festigkeit als Stahl aufweisen, ist es leicht und weist einen guten Korrosionsschutz auf. Bei Kontakt mit Luft oder einer feuchten Umgebung bildet sich eine Aluminiumoxidschicht, die die Bolzenbefestigungen zusätzlich schützt. Ein beliebtes Beispiel ist das Befestigungselement aus Aluminium 6060-T6. Anschließend können Aluminiumbolzen eloxiert oder metallisiert werden, um die Verschleiß- und Abriebfestigkeit zu verbessern. 

Titan

Titan ist eine beliebte Wahl für Bolzen, Schrauben und Unterlegscheiben, insbesondere für Hochleistungsanwendungen. Die überlegene Korrosionsbeständigkeit, das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, die thermische Stabilität und andere nützliche Eigenschaften machen es perfekt dafür. Titanbolzen zeigen eine höhere Inertheit gegenüber Salzwasser und Chloridlösungsmitteln. Titanlegierungen der Güteklasse 2 und 5 werden für die Bolzenherstellung am meisten bevorzugt.

Nichtmetallische Schrauben oder Befestigungselemente 

Neben Metallen und Legierungen sind Kunststoff- und Verbundschrauben für bestimmte Anwendungen ebenfalls eine sinnvolle Alternative. Das hohe Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, die hervorragende Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit, die Wärmedämmung und die niedrigen Kosten haben sie in der Elektro- und Elektronikindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Öl- und Gasindustrie und vielen anderen industriellen Anwendungen beliebt gemacht.

  • Kunststoffbälle
  • Polyethylenterephthalat (PET)
  • Polycarbonat (PC)
  • Polyetheretherketon (PEEK)
  • Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK)
  • Glasgefülltes Nylon
  • Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK)

Darüber hinaus hängt die Materialauswahl für kundenspezifische Schrauben von den Festigkeits- und Belastungsanforderungen, der Anwendungsumgebung, Gewichtsbeschränkungen usw. ab.

 

Benötigen Sie kundenspezifische Schrauben? Kontaktieren Sie Boda

Die Herstellung von kundenspezifischen Schrauben kann eine Herausforderung sein, insbesondere bei der Werkzeugauswahl und der Bearbeitung kundenspezifischer Gewindegeometrien. Boda ist ein führendes Unternehmen für kundenspezifische CNC-Bearbeitungs- und Fertigungsdienstleistungen. Wir können jede Art von Verbindungselement-Herstellungsdienstleistungen anbieten, die auf Ihre Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind. 

Unsere Fabrik ist mit Kaltformmaschinen, mehrachsigen CNC-Maschinen und modernen Schmiedegeräten für die Bolzenherstellung ausgestattet. Senden Sie uns also Ihre Anforderungen. Unsere Ingenieure werden Sie zu optimalen Lösungen führen.

 

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Summieren 

Auf dem Markt sind Schrauben in verschiedenen Formen, Größen und Materialien erhältlich. Für bestimmte Anwendungen und Leistungsanforderungen benötigen Sie möglicherweise kundenspezifische Schrauben, die Sie durch Schmieden, CNC-Bearbeitung, Metallumformung und andere geeignete Verfahren herstellen können. Außerdem hängt die Wahl des Schraubentyps und -materials von bestimmten Design- und Anwendungspräferenzen ab. 

 

Häufig gestellte Fragen

Wie stellt man einen benutzerdefinierten Bolzen her?

Die individuelle Anpassung der Schraube erfordert von Anfang an sorgfältige Überlegungen, Design und Materialauswahl. Dann müssen Sie entscheiden, welche Methode für Sie am besten geeignet ist: Bearbeitung, Schmieden, Warmumformung oder Kaltumformung. 

Was sind die gängigen Schraubenarten?

Die üblichen Bolzentypen sind Sechskantbolzen, Dornbolzen, Ankerbolzen, Schlittenbolzen, Ösenbolzen, U-Bolzen usw. Sie haben eine einzigartige Geometrie, Tragfähigkeit und Vorzugsbehandlung hinsichtlich ihrer Verwendung. 

Warum wird für Schrauben häufig Edelstahl verwendet?

Edelstahl Stahl ist selbst unter rauen und feuchten Bedingungen sehr rostbeständig. Daher bieten sie das perfekte Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten. Daher werden für Schrauben häufig rostfreie Stähle wie ASI 304 und ASI 316 Ti verwendet. 

Aus welchem ​​Material besteht der Konstruktionsbolzen?

Aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit werden für Konstruktionsschrauben üblicherweise Kohlenstoffstahl der Güteklassen 2, 5 und 8 verwendet. Sie sind entweder verzinkt oder mit Korrosionsschutzschichten wie Pulverbeschichtung, Verchromung usw. beschichtet.