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Radmot 05.07.2023 14:05:36

Herstellung von Bolzen und Buchsen - Prozess und Anwendungen

Bolzen und Buchsen sind einige der ältesten Komponenten von Maschinen: im Bauwesen, bei Automobilen, größeren Anlagen usw. Sie sind die Komponenten, die Kurbelsysteme und andere bewegliche Teile stützen.

Die meisten Menschen erinnern sie an Autos und Federungskomponenten, aber Buchsen oder Bolzen verschiedenster Art sind in fast allen Lebensbereichen zu finden - oft funktionieren sie unbemerkt und werden erst bekannt, wenn sie defekt sind. 

Hier kommt die Assoziation mit der Automobilindustrie ins Spiel - die meisten Menschen, die von einer defekten Stift- oder Schwingenbuchse hören, werden zum ersten Mal mit diesen Begriffen konfrontiert. 

Sie sind jedoch die Grundlage vieler Maschinen, und ihre richtige Herstellung hat einen direkten Einfluss auf die Lebensdauer des Mechanismus und darauf, dass... sie vergessen werden können.

 

Was sind Bolzen und wo werden sie verwendet?

Ein Bolzen ist ein Objekt mit zylindrischer Form und unterschiedlicher Länge, das normalerweise aus Stahl, Aluminium oder Messing besteht.

Normalerweise hat er ein Element, mit dem er in einer bestimmten Position befestigt werden kann (z. B. ein Kopf, eine Nase, eine Klemme oder ein Stiftloch). 

Man kann sie auch aus Kunststoffen, darunter auch Polymere, herstellen und sie in Anwendungen einsetzen, die keine hohe mechanische Festigkeit erfordern. 

Der Bolzen selbst ist Teil der Bolzenverbindung, und seine Hauptfunktion besteht darin, Druck- oder Scherkräfte von den Bauteilen, die er verbindet, zu übertragen. 

Ein weiteres Teil dieses Systems sind oft die Buchsen, die zur Befestigung dieser Objekte verwendet werden. 

Bolzen werden hauptsächlich mit Drehautomaten hergestellt, die von außen gedreht werden. 

Mit der Einführung von numerisch gesteuerten Maschinen (CNC-Maschinen) wird die Herstellung von Bolzen auf CNC-Drehmaschinen durchgeführt. 

Es wird allgemein akzeptiert, dass es eine Unterteilung gibt:

  • kopflosen Bolzen, d.h. sie werden in Form eines Zylinders hergestellt, manchmal mit abgeschrägtem Ende - normalerweise mit einem Loch für den Sicherheitsstecker, 
  • Bolzen mit Nase, d.h. mit einer "Nase" an einem Ende, die der Form eines Schraubenkopfes ähnelt; dieser Typ kann entweder mit oder ohne Bolzenloch sein, 
  • Zylinderkopfbolzen, d.h. Bolzen mit einem zylindrischen "Kopf" an einem Ende, damit sie in ein Loch oder eine Hülse eingreifen können; sie können mit oder ohne Bolzenloch geliefert werden, 

Die Bolzen können auch nach ihrer Anwendung unterteilt werden, d.h. in welchen Systemen sie eingesetzt werden sollen. Am häufigsten werden Kolbenbolzen eingesetzt, d.h. sie sind Teil des Kurbelsystems in einem Motor und werden in den Zylinderlaufbuchsen befestigt. 

Sie werden zur Befestigung der Kolbenkurbeln verwendet und sind an der Kraftübertragung der im Verbrennungsprozess freigesetzten Energie auf die Kurbelwelle beteiligt. Die Kolbenbolzen sind mit speziellen federbelasteten (Seeger) Sicherungsringen befestigt, die eine Bewegung der Bolzen verhindern. 

Die aus Metall gefertigten Bolzen werden normalerweise zusätzlich mechanisch bearbeitet, um ihre physikalischen Eigenschaften zu verbessern. Die meisten auf dem Markt erhältlichen sind gehärtet Bolzen, d.h. thermisch behandelt, wodurch sie eine höhere mechanische Festigkeit erhalten. 

Es ist bemerkenswert, dass dieses Bauteil sehr oft aus geschmiedeten Metallblöcken (Stahl, Aluminium) hergestellt wird, wodurch sich das hergestellte Teil durch eine bessere kristalline Struktur auszeichnet und daher weniger anfällig für Formveränderungen oder mechanische Schäden ist. 

Die Konstruktion und die Eigenschaften von Bolzen werden durch polnische und internationale Normen geregelt (Kopfbolzen: PN-EN 22341 / ISO 2340; Bolzen ohne Kopf: PN 83002 / ISO: 2341).

 

Was sind Buchsen und wo werden sie verwendet?

Buchsen sind zylindrische Objekte mit einem inneren Loch, das oft wie ein verlängerter Ring geformt ist. 

Sie werden wie Bolzen meist aus Metall hergestellt (Stahl, Aluminium und Kupfer, vor allem für Anwendungen, bei denen Verschleißfestigkeit wichtig ist), können aber auch aus Kunststoffen (z. B. POM) gebohrt werden. Buchsen werden zum Verbinden von Bauteilen verwendet und sind oft ein wesentlicher Bestandteil eines Bolzensystems. 

Sie werden durch ein Drehverfahren (CNC und automatisch) hergestellt:

  • außen, bei dem ein Materialblock ausgebohrt wird und eine zylindrische Form erhält, manchmal mit Vertiefungen (z.B. für die Montage), 
  • innen, wobei ein Zylinder ausgehöhlt wird und die Buchse ihre endgültige Form erhält. 

Es gibt zahlreiche Arten von Buchsen, die sich je nach Anwendung und Eigenschaften unterscheiden.Die am häufigsten hergestellten sind:

  • Reduzierbuchsen, die es ermöglichen, ein kleineres Bauteil in einer größeren Bohrung unterzubringen oder den Morse-Schaft zu vergrößern, 
  • Druckspannzangen, die es ermöglichen, Objekte dank der hohen Haltekraft, die durch die eingeschnittenen Komponenten der Spannzange erzeugt wird, unter Druck zu spannen, 
  • gerade Buchsen, die oft in Automotoren verwendet werden - z.B. Zylinderlaufbuchsen, die in Zylinderkolben eingepresst werden.

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Herstellung von Bolzen und Buchsen

Automatische und CNC-Drehmaschinen werden am häufigsten für die Herstellung von Buchsen und Bolzen verwendet. Aufgrund ihrer zylindrischen Form sind sie mit diesen Maschinen am einfachsten zu produzieren. Der Drehvorgang selbst ist relativ einfach, aber viel wichtiger sind:

  • die Auswahl der geeigneten Materialien, 
  • Wiederholbarkeit des Prozesses,
  • niedrige Toleranzen der hergestellten Teile (die in der Qualitätskontrolle überprüft werden).

Wie auch bei der Bearbeitung von Stahl, Aluminium oder Kunststoffen ist die Wahl des Materials für die Herstellung von Buchsen und Bolzen (mit für die Anwendung geeigneten Parametern) oft wichtiger als die Herstellung des Bauteils selbst.

Die Eigenschaften von Metallen oder Polymeren können dazu führen, dass die Wahl des richtigen Materials für einen Bolzen oder eine Buchse eine Quelle von Einsparungen sein kann - sowohl aus der Perspektive der Herstellung als auch aus der Perspektive der problemlosen Nutzung. 

Allerdings ist dies ein Teil des Prozesses, der es wert ist, einem professionellen CNC-Drehbearbeitung anvertraut zu werden. 

Der Hersteller des Bolzens oder der Buchse wird die richtigen Materialien und Prozesse auswählen, die auf die Bedürfnisse des jeweiligen Kunden zugeschnitten sind. 

 

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