Bolzen

Bolzen sind heute in der Industrie, wie auch im Modellbau, sichere und unverzichtbare Verbindungselemente oder aber auch Sicherungeelemente, die in tausenden unterschiedlichen Formen und Größen ihre Anwendung finden. Wir möchten Ihnen in diesem Beitrag einiges mehr über die verschiedenen Bolzenformen und Stiftbolzen mitteilen, wie deren Aufbau ist und wie die verwendeten Werkstoffe sind, wie Kunststoffbolzen, Aluminiumbolzen oder Stahlbolzen oder aber auch die sehr hochwertigen Edelstahlbolzen, die in zweierlei Legierungen, dem V2A und dem V4A eingesetzt werden können. Gerade die produzierende Industrie benötogt Bolzen aus Metall in tausendfacher Ausführung, die an Maschinenteilen und Bauteilen jeden Tag Sicherungsfunktionnen übernehmen müssen und dabei auch eine hohe Belastbarkeit bedürfen. Auch im Modellbau, wie schon kurz angesprochen, sind Bolzen aus Metall an vielen unterschiedlichen Positionen verbaut, so dass Bauteile mit einer Art Bolzengelenk verbunden werden können und eine axiale Drehfuktion ausüben können, ohne dabei eine radiale Fehlbeansruchung zu ermöglichen. Natürlich gibt es noch weitere Bolzenarten, die wir jedoch nicht alle hier in diesem Beitrag beleuten können. Wir möchten hier in diesem Beitrag allerdings auf alle Bolzen näher eingehen, die eine Sperrfunktion beinhalten und eine Sicherungefunktion. Wir sprechen hierbei in der Form von Bolzen die Einrasten können oder aber Bolzen die sperrbar sind. Jeder Bolzen, der in solchen Normteilen verbaut sind, haben einen ganz besonderen Aufbau. Dieser Aufbau von den Bolzen ist genau auf das Innenleben eines solchen Normteiles abgestimmt, damit die Funktion auch weiterhin problemlos gegeben. Grundsätzlich ist es so, dass in der Industrie keine reinen Bolzen aus Kunststoffen zum Einsatz kommen. Diese könnten allerdings aus Polyamid oder einem anderen Kunstsstoff hergestellt werden. Die Belastbarkeit ist bei den heutigen Kunststoffen beiweitem gewachsen, jedoch ist es für solche Sicherungsfunktionen, die zum Beispiel ein Bolzen, der ein Bauteil sperren soll oder zwei Bauteile gegeneinander sichern soll, nicht ausreichend, weil gerade die Scherkräfte in Bezug auf den Bolzenquerschnitt extrem hoch sind. Die Folge wäre ein Bolzenbruch. Das wäre sehr schlecht, denn gerade an Maschinen- und Maschinenteilen ist ein Höchstmaß an Sicherheit gefragt und aus diesem Grund allein ist der Einsatz von Bolzen aus Kunststoffen nicht möglich. Alle anderen Werkstoffe kommen in eine engere Auswahl, weil die Festigkeiten auf den Querschnitt gesehen, ständig steigend sind. So können Bolzen in der folgenden Reihenfolge von der Festigkeit verbauen. Der Aluminiumbolzen ist schon viel höher Belastbar, wird allerdings auch nur für leichte Sperrtätigkeiten an Maschinen eingesetzt, wenn das Thema Gewicht noch mit ins Spiel kommt. Danach kommt der reine Stahlbolzen. Dieser ist schon sehr hoch belastbar, weil Stahl den Festigkleitsklassen entspricht. Wer die Höchste Stufe der Bolzenwerkstoffen verbauen möchte und das Thema Festigkeit bzw. Scherfestigkeit und auch die Korrsions zusammen paaren möchte, der sollte auf den Edelstahlbolzen zurückgreifen. Diesen gibt es in zweierlei, wie schon erwähnt, Werkststofflegierungen, die je nach Ansprüchen ausgewählt werden können. Zum einen ist es das Edelstahl V2A und auch das V4A. V2A ist in der Regel ausreichend, wenn der Bolzen in einer Umgebung verbaut wird, der mit normalen Wasser oder Feuchtigkeit in Verbindung kommen kann. Die höchste Stufe ist das V4A Edelstahl. Bei dieser Legierung ist die Resistenz auch gegenüber Laugen und allen Säuren gegeben und dieser Bolzenwerkstoff kann in der cheimischen Industrie problemlos eingesetzt werden.

Grundsätzlich ist es so, dass ein Bolzen der in einem Rasterelement als Normteil eingebaut ist, muss eine bestimmte Funktion übernehmen und auch unterschiedliche Werkstoffe sind an solch einem Resterlement verbaut. Wir möchten Ihnen nun einiges mehr zu dem Bolzenrasterlement mitteilen und wie die unterschiedlichen Werkstoffe verbaut sein können. Der Gehäusekörper der als Grundaufnahme die gesamte Sperrfunktion mit dem Bolzenteil ermöglichen soll, kann aus einem Metall sein. Zu diesen Metallen gehören Aluminium und auch Stahl oder auch Edelstahl als V2A oder V2A. An solche einem Rasterlementgrundkörper ist auch immer ein Kopf der aus dem verschraubten Bauteil herauscheuen kann um die Auslösung des Bolzens zu ermöglichen. Diese Köpfe an den Grundkörpern sind durch keine wirkliche Balastbarkeit gekennzeichnet und so können diese Köpfe aus den verschiedensten Kunststoffen aufgesetzt sein oder aber auch aus Metall, wie Stahl, Edelstahl oder Aluminium. Die Varriationen sind dabei fast unbgrenzt. Der Bolzen kann sich in dem Bolzengehäuse in einem Normteil hoch und herunter bewegen. Das heisst eine aciale Bewegung ausführen und konstrucktionsbedingt auch eine radiale Bewegung ausführen, die allerdings nicht wirklich wichtig ist für solch ein Bolzensicherungselement. Der Bolzengrundkörper ist wie gesagt aus Metall hergesetllt und kann als Gussteil oder als Drehteil hergestellt werden. Bei der Herstellung eines Gussteilgrundkörpers ist immer die Produktion als Gussteil vonnöten. Bei dieser Herstellungsart eines Bolzengrundkörpers ist es so, dass ein Grundkörper entworfen werden muss, der dann in einem Wachsteil hergestellt wird. Dieses Wachsteil kann dann in einem Schlammbad getaucht werden und im anschließenden Brennverfahren mit überdurchschnittlicher Hitzeinwirkung fest gebrannt werden. Bei diesem Prozess wir die Schlammschicht sehr hart, weil das Wasser verdampft. Im gleichen Atemzuge verdampft auch das Wachs und übrig bleibt eine fest Hülle. Diese Hülle ist das Maß aller Dinge und kann im anschließenden Prozess mit flüssigen Metall, wie Stahl oder Edelstahl ausgegossen werden. Ist das Metallgussgut abgekühlt, so kommt das Entkernen durch das zerstören der Schicht. Nun kann der Bolzengrundkörper nachbearbeitet werden und mit den passeden Bohrungen und Passungen für den Bolzen eingerichtet werden. Der Bolzen selbst ist nie ein Gussteil sondern immer ein Drehteil. Diese Drehteile werden immer auf entsprechenden CNC Maschinen hergestellt. Dabei ist an der Maschinen immer ein Belader angeschlossen, der in direkter Kmmunikation mit der Maschine steht. Ist nun das richtige Bolzenmaterial aus Metall im Belader eingeladen und die Maschine gerüstet so kann die Produktion der Bolzen beginnen. Dabei wird nun das erste Stück Rohmaterial in die Maschine eingezogen und gespannt im Futter. Jetzt werden die Konturen am Bolzen eingedreht, sodass der Bolzen nach einem gewissen Arbeitsprozess abgestochen werden kann und fällt dann in einen Auffangbehälter. Sind genug Bolzen gesammelt, so können diese für den Zusammenbau eines Sperrbolzens gesammelt werden. Im letzten Abschnitt möchten wir auf den Kopfbereich des Bolzengrundkörpers eingehen und die Herstellung nähr beleuchten. Wir gehen in diesem Beispiel davon aus, dass wir ein Kunststoffkopfteil verwenden. Diese Kunstsstoffe werden in einem komplett anderen Verfahren hergesetllt um später auf dem Bolzengrundkörper montiert zu werden. Hierbei muss eine Form aus Metall gefräst werden die aus zwei Häften besteht, so dass diese in einer Spritzgussmaschine für Kunstsstoffe eingespannt und unter hohem Druck mit Kunststoff befüllt werden kann. Ist der Kunststoff erkaltet, so öffnet sich die Form und der Bolzenkopf kann entnommen werden. Im letzten Arbeitsgang können nun der Matallbolzengrundkörper mit dem Kopf zusammen montiert werden und anschließend noch der Bolzen der einrasten soll, in den Grundkörper integriert werden. Damit wäre das fertige Bauteil als Normteil mit einem Bolzen als Rasterelement fertig und kann verbaut werden.