Sonder-Stehbolzen nach Zeichnung für Werkzeugmaschinen in Festigkeitsklasse 10.9

Die von EFS – European Fasteners Solutions nach Kundenspezifikation gefertigten Sonder-Stehbolzen M8 x 104,25 mm für Werkzeugmaschinen gehören zu den technisch anspruchsvollsten Befestigungslösungen für hochbelastete Produktionsanlagen.

Gefertigt aus vergütetem 39NiCrMo3-Stahl in Festigkeitsklasse 10.9, vereinen sie hohe mechanische Belastbarkeit, Maßstabilität und lange Lebensdauer – selbst unter dynamischen und zyklischen Belastungen.

Stehbolzen sind Verbindungselemente mit Gewinden an beiden Enden und werden eingesetzt, um dauerhaft sichere und belastbare Verbindungen zwischen mehreren Bauteilen zu gewährleisten.

Werkstoffe und Oberflächenbehandlungen: 39NiCrMo3-Stahl und chemische Vernickelung

39NiCrMo3 ist ein Nickel-Chrom-Molybdän-legierter Stahl, der sich durch eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit und Dauerfestigkeit auszeichnet.
Durch die Vergütungsbehandlung werden die mechanischen Eigenschaften der Festigkeitsklasse 10.9 erreicht. Gleichzeitig wird der Werkstoff für Anwendungen geeignet, die Vibrationen, wechselnden Belastungen und anspruchsvollen Betriebsbedingungen ausgesetzt sind.

Die anschließende chemische Vernickelung gewährleistet eine gleichmäßige Beschichtung selbst bei komplexen Geometrien wie Gewinden, Innenkanten und Hohlräumen – also genau in den Bereichen, die mit herkömmlichen galvanischen Beschichtungsverfahren nur schwer oder nicht vollständig erreicht werden können.
Da dieses Verfahren auf einer autokatalytischen chemischen Reaktion und nicht auf elektrischem Strom basiert, werden gleichmäßige Schichtdicken sowie enge Maßtoleranzen sichergestellt.

Diese Eigenschaften sind für hochpräzise mechanische Verbindungen im Werkzeugmaschinenbau von entscheidender Bedeutung.

 

Gewinderollen: optimierte Geometrie und höhere Dauerfestigkeit

Das Gewinde dieser Stehbolzen wird durch Kaltwalzen (Gewinderollen) hergestellt.

Was ist Gewinderollen und warum wird dieses Verfahren eingesetzt?

Beim Gewinderollen wird das Gewindeprofil durch gehärtete Walzwerkzeuge plastisch umgeformt, ohne Material abzutragen.
Dieses Verfahren wird bei hochbeanspruchten Befestigungselementen häufig eingesetzt, da es im Vergleich zu geschnittenen Gewinden eine kompaktere und widerstandsfähigere Oberflächenstruktur erzeugt.

Während des Gewinderollens:

• werden die Materialfasern entlang des Gewindeprofils verdichtet und ausgerichtet, ohne ihren Faserverlauf zu unterbrechen
• entstehen Druckeigenspannungen im Gewindegrund, die die Bildung von Mikrorissen erschweren und die Ermüdungsfestigkeit erhöhen
• entsteht eine glattere und gleichmäßigere Oberfläche, wodurch Spannungsspitzen reduziert und das Verhalten unter zyklischer Belastung verbessert werden

Verschiedene Untersuchungen an Verbindungselementen aus legierten Stählen bestätigen diese Vorteile. Vergleichstests zeigen eine Verbesserung der Dauerfestigkeit von bis zu 100 % gegenüber geschnittenen Gewinden. Ursache hierfür sind die Druckeigenspannungen sowie die verbesserte Oberflächenqualität (Wang et al., 2022; du Maire, 2015).
Auch branchenspezifische Analysen (Craig, SPE, 2015) bestätigen, dass gewalzte Gewinde eine längere Lebensdauer und eine höhere Stabilität der Vorspannkraft unter dynamischer Belastung ermöglichen.

Das Ergebnis ist eine dauerhaft zuverlässige Verbindung mit geringerem Risiko von Ermüdungsversagen – ein entscheidender Vorteil bei Werkzeugmaschinen, Getrieben und Antriebssystemen, in denen Präzision und Betriebssicherheit höchste Priorität haben.

 

Typische Anwendungen von Stehbolzen für Werkzeugmaschinen

Diese Stehbolzen werden in industriellen Anwendungen eingesetzt, in denen Stabilität, Präzision und Belastbarkeit von zentraler Bedeutung sind:

• Papiermaschinen und kontinuierliche Produktionsanlagen mit dauerhaften Vibrationen und erhöhten Betriebstemperaturen
• Maschinenbetten und Gehäuse von Werkzeugmaschinen, bei denen eine dauerhaft präzise Verbindung erforderlich ist
• Getriebe und Antriebseinheiten, die Befestigungslösungen für eine exakte Zentrierung und hohe Steifigkeit benötigen

 

Fertigung nach Zeichnung und Qualitätskontrolle

Jeder Stehbolzen wurde von EFS nach Kundenvorgabe gefertigt. Dabei können individuelle Zwischenlängen, kundenspezifische Wärme- und Oberflächenbehandlungen sowie Maßtoleranzen im Hundertstelmillimeterbereich realisiert werden.
Die Fertigungsprozesse umfassen Präzisionsbearbeitungen, Gewinderollen, Vergütungsbehandlung und Oberflächenbehandlung. Anschließend erfolgen sorgfältige Maß- und Sichtprüfungen, um die vollständige Übereinstimmung mit den vorgegebenen Spezifikationen sicherzustellen.

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Die Fertigung nach Zeichnung ermöglicht Stehbolzen, die exakt auf die ursprünglichen Einbaubedingungen abgestimmt sind und auch nach vielen Betriebs- und Wartungsjahren eine sichere Verbindung gewährleisten.

 

Sonder-Stehbolzen für Werkzeugmaschinen: Warum EFS?

Mit EFS steht Ihnen ein Partner zur Verfügung, der den gesamten Lieferprozess betreut – von der technischen Auslegung über die Werkstoffauswahl bis hin zu Wärmebehandlungen und Laborprüfungen.

Die langjährige Erfahrung im Bereich Sonderbefestigungen für Werkzeugmaschinen sowie für andere hochpräzise Industrieanwendungen gewährleistet zuverlässige, zertifizierte und normgerechte Lösungen.

EFS arbeitet ausschließlich mit italienischen und europäischen Herstellern sowie mit zertifizierten europäischen Rohmaterialien.

Jede Lieferung ist vollständig rückverfolgbar und wird von einer umfassenden technischen Dokumentation begleitet, darunter Abnahmeprüfzeugnisse nach EN 10204 3.1, zerstörungsfreie Prüfungen und metallographische Analysen.

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Technische Quellen

Wang, X. et al., Effects of Deep Rolling on the Microstructure Modification and Fatigue Life of 35Cr2Ni4MoA Bolt Threads, Metals12(7), 2022, MDPI.

du Maire, P., Investigations On The Fatigue Strength Of Threads Produced By Different Fabrication Techniques, ICSP15 Proceedings, Purdue University.

Craig, B.D., On the Contradiction of Applying Rolled Threads to Bolting, Society of Petroleum Engineers (SPE), 2015.