Schrauben mit reduziertem Schaft für den Schienenverkehr

Schrauben mit reduziertem Schaft für den Schienenverkehr

Im Schienenverkehr sind Sicherheit und Zuverlässigkeit unverzichtbare Anforderungen, insbesondere bei mechanischen Komponenten, die zyklischen Belastungen und anspruchsvollen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. In diesem Zusammenhang stellen Schrauben mit reduziertem Schaft eine technisch ausgereifte Lösung dar, die entwickelt wurde, um eine hohe Dauerfestigkeit und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.

EFS unterstützt seine Kunden bei der Auswahl und Lieferung dieser Befestigungslösungen und bietet kundenspezifisch gefertigte Schrauben an, bei denen Werkstoffe und Oberflächenbehandlungen gezielt auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmt werden.

Fallstudie: Von EFS gefertigte Schraube mit reduziertem Schaft für Bahnanwendungen

Ein aktuelles Beispiel für die technische Unterstützung von EFS ist die Lieferung von Schrauben für einen bedeutenden Kunden aus dem Bahnsektor. Es handelt sich um Sechskantschrauben nach Kundenzeichnung, die für sicherheitsrelevante Anwendungen entwickelt wurden, bei denen Dauerfestigkeit und eine dauerhaft stabile Verbindung entscheidend sind.

Die technischen Merkmale dieser Lieferung umfassen:

• Typ: Sechskantschraube
• Herstellung: Warmumformung, Produktion in Losgrößen von 2.000 Stück
• Abmessungen: M10x65 mit reduziertem Schaft zur Gewichtsreduzierung bei gleichzeitig hoher Festigkeit
• Werkstoff: vergüteter Stahl 42CrMo4 in Festigkeitsklasse 12.9 mit brünierter Oberfläche
• Zertifizierung: Abnahme unter Anwesenheit von DNV-Inspektoren (Abnahmeprüfzeugnis 3.2)

Der Werkstoff 42CrMo4 ist eine strategische Wahl für hochbelastete Anwendungen. Dieser Vergütungsstahl vereint eine hohe Härtbarkeit, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und eine gute Bearbeitbarkeit.

Die Festigkeitsklasse 12.9 mit einer Zugfestigkeit von etwa 1.200 N/mm² gehört zu den höchsten Klassen für Verbindungselemente und eignet sich daher besonders für sicherheitskritische Verbindungen in Schienenfahrzeugen.

Für weitere Informationen empfehlen wir die Konsultation der Übersicht zu den Festigkeitsklassen von Schrauben.

Was zeichnet eine Schraube mit reduziertem Schaft aus?

Doch was macht diese Schrauben für den Einsatz im Schienenverkehr so besonders?

Die besondere Eigenschaft dieser Schrauben liegt im reduzierten Schaftdurchmesser, der kleiner als der Gewindedurchmesser ausgeführt ist. Diese Konstruktion ermöglicht eine elastische Dehnung der Schraube unter Belastung. Dadurch werden die Spannungen gleichmäßiger verteilt und das Risiko von Ermüdungsbrüchen deutlich reduziert.

Zusätzlich erleichtert ein gewindefreier Abschnitt zwischen Schraubenkopf und reduziertem Schaft die Montage und Demontage, da das Risiko eines Festfressens im Bohrloch verringert wird.
Das Ergebnis ist ein robusteres und langlebigeres Befestigungssystem, das den hohen Anforderungen an Sicherheit und Wartungsfreundlichkeit im Bahnsektor gerecht wird.

Typische Anwendungen im Bahnsektor

Schrauben mit reduziertem Schaft werden überall dort eingesetzt, wo Bauteile zyklischen Belastungen und dynamischen Kräften ausgesetzt sind.
Im Schienenverkehr kommen sie insbesondere zum Einsatz bei:

• Befestigungen an Radnaben und Bremsscheiben, bei denen eine hohe Dauerfestigkeit erforderlich ist
• Elastischen Kupplungen und Verbindungen mit permanenten Schwingungsbelastungen
• Antriebssystemen und anderen mechanischen Baugruppen, die hochzuverlässige Befestigungen erfordern

In diesen Anwendungen würden Standard-Schrauben oftmals geringere Leistungen hinsichtlich Sicherheit und Lebensdauer bieten. Genau hier zeigt sich der technische Mehrwert von Schrauben mit reduziertem Schaft.

Oberflächenbehandlungen für maximale Lebensdauer: Brünierung und Geomet®

Um auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit, Salznebel oder chemischen Einflüssen dauerhaft zuverlässig zu funktionieren, können verschiedene Oberflächenbehandlungen eingesetzt werden.

Für dieses Projekt wurde auf Kundenwunsch eine Brünierung gewählt. Dabei handelt es sich um ein chemisches Verfahren, das dem Stahl eine dunkle Oberfläche verleiht und gleichzeitig einen zusätzlichen Schutz gegen Oxidation bietet. Darüber hinaus verbessert die Brünierung das optische Erscheinungsbild des Bauteils.

Alternativ kann eine Geomet®-Beschichtung eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um eine leistungsfähige Korrosionsschutzbeschichtung mit einer Schichtdicke von etwa 5 bis 10 µm. Das System basiert auf passivierten Zink- und Aluminiumlamellen und bietet einen ausgezeichneten Schutz gegen Salznebelkorrosion.

Relevante Normen: Sicherheit als oberste Priorität

Sicherheit ist im Schienenverkehr ein unverzichtbarer Grundsatz. Aus diesem Grund muss der Einsatz von Schrauben mit reduziertem Schaft strengen technischen und normativen Anforderungen entsprechen.

Zu den wichtigsten Referenznormen gehören:

• EN 15085: Europäische Norm für Qualitätsanforderungen an Schweißarbeiten bei Schienenfahrzeugen und deren Komponenten
• UIC 864-3: Internationale Richtlinie für Verbindungselemente in Bahnanwendungen
• EN ISO 898-1: Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus Stahl

Der Einsatz von Schrauben mit reduziertem Schaft muss bereits in der Konstruktionsphase berücksichtigt werden. Dabei sind genaue Berechnungen erforderlich, um die tatsächlichen Belastungen und Betriebsbedingungen zuverlässig zu bewerten.

Fazit

Die von EFS gelieferten Schrauben mit reduziertem Schaft für den Schienenverkehr vereinen technische Leistungsfähigkeit, Sicherheit und hohe mechanische Belastbarkeit. Dank umfassender Erfahrung mit den Anforderungen des Bahnsektors sowie der Fähigkeit, kundenspezifische Lösungen bereitzustellen, ist EFS ein zuverlässiger Partner für Unternehmen der Schienenfahrzeugindustrie.

Die Zusammenarbeit mit EFS bedeutet kompetente Unterstützung in jeder Projektphase – von der Auswahl des geeigneten Werkstoffs über die Definition der optimalen Oberflächenbehandlung bis hin zur termingerechten Lieferung von Komponenten, die selbst höchsten technischen Anforderungen entsprechen.

Referenz:

EN ISO 898-1 – Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus Stahl: BS EN ISO 898-1:2013.