Was ist ein Maschinenbolzen?
Ein Maschinenbolzen, auch Maschinenschraubenbolzen genannt, ist ein zylindrisches Befestigungselement, mit dem zwei Metallteile zusammengeklemmt werden. Der Bolzen besteht aus einem Gewindeschaft mit einem Vierkant- oder Sechskantkopf an einem Ende. Ein Hand- oder Steckschlüssel, der zum Kopf der Maschinenschraube passt, wird verwendet, um das Befestigungselement während des Gebrauchs festzuziehen oder zu lösen. Der Schaft des Bolzens wird durch Löcher gesteckt, die in beide Metallteile gebohrt sind, und eine Mutter wird auf die vorstehenden Gewinde des Bolzens geschraubt. Der richtige Klemmdruck wird durch Anziehen der Mutter mit einem bestimmten Drehmoment ausgeübt. In einigen Anwendungen wird keine Mutter verwendet, da die Gewinde des Bolzens in ein Gewindeloch im zweiten Metallstück eingreifen.
Die meisten Maschinenschrauben werden aus Stahl mit niedrigem oder mittlerem Kohlenstoffgehalt hergestellt, obwohl auch Schrauben aus Edelstahl und Silikonbronze erhältlich sind. Schrauben aus Edelstahl und Siliziumbronze sind wesentlich korrosionsbeständiger als Schrauben aus Kohlenstoffstahl und werden in der Regel dort eingesetzt, wo sie den Elementen ausgesetzt sind. Maschinenschrauben aus Aluminium und Messing sind für Spezialanwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Schifffahrt erhältlich. Maschinenkopfschrauben sind sowohl in Standard- als auch in metrischen Größen sowie mit Links- und Rechtsgewinde erhältlich. Grob- und Feingewindevarianten sind ebenfalls erhältlich.
Das Kaltumformverfahren ist die am häufigsten verwendete Methode zur Herstellung von Maschinenschrauben. Eine Kaltformmaschine weist typischerweise eine Reihe von drei oder vier Gesenken auf, die einen Metallrohling nach und nach in die gewünschte endgültige Form und Abmessung bringen. Eine Gewinderollmaschine schneidet nach Beendigung der Kaltumformvorgänge Gewinde in den Schaft des unfertigen Maschinenbolzens. Die Maschinenschrauben werden normalerweise wärmebehandelt, um die gewünschte Härte und Zugfestigkeit zu erhalten. Schließlich können die fertigen Schrauben einer abschließenden Verzinkung oder einem Heißtauchverfahren als Korrosionsinhibitor unterzogen werden.
Ein Maschinenbolzen kann basierend auf der Zugfestigkeit und der Materialzusammensetzung in eine von mehreren Klassen eingeteilt werden. Die drei am häufigsten verwendeten Klassen in den USA sind die Klassen zwei, fünf und acht. Hochwertige Schrauben weisen höhere Mindestzugfestigkeiten und -härten auf und werden im Allgemeinen dort eingesetzt, wo stärkere Befestigungselemente erforderlich sind. Die metrischen Zylinderschrauben der Klasse 8.8 und 10.9 entsprechen in etwa den Schrauben der Klasse Fünf bzw. der Klasse Acht. Ein rostfreier Maschinenbolzen wird nach der Art des verwendeten Stahls klassifiziert.
Um den maximalen Spanndruck zu erzielen und eine gute Verbindung zu gewährleisten, sollte eine Maschinenschraube immer mit einem Drehmomentschlüssel auf das richtige Drehmoment angezogen werden. Drehmomenttabellen für eine Reihe von Schraubendurchmessern und Gewindesteigungen sind online oder beim Schraubenhersteller erhältlich. Ein zu geringes Anziehen kann dazu führen, dass sich die Schraube löst und die Verbindung versagt. Ein zu festes Anziehen kann die Maschinenschraube dehnen, was möglicherweise zu Ermüdung oder einem Bruch im Laufe der Zeit führen kann.