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Maschinenelemente 1 - Eigenschaften einer Bolzenverbindung

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Maschinenelemente 1

Eigenschaften einer Bolzenverbindung

Bolzen haben gleich mehre Einsatzmöglichkeiten. Sie dienen zur Führung eine Bauteils, wie man es von Achsen kennt, und sie können zeitgleich Querkräfte übertragen. Auch mehrere Bauteile können mit Hilfe eines Bolzens geführt werden, inklusive der Übertragung von Querkräften. In beiden Fällen wird der entsprechende Bolzen dreh- und axialfest gelagert. 
In der nächsten Abbildung sehen Sie eine entsprechende Darstellung eines Bolzen:

Bolzen als Gelenkverbindung
Bolzen als Gelenkverbindung

Bolzenarten und Zusatzelemente

Die Fixierung und Sicherung gegen Herausfallen des Bolzen kann mit Hilfe von Splinten, Sicherungsscheiben, Sicherungsringen, oder Sprengringen erfolgen. Verfügt der Bolzen über einen Kopf und einen Gewindezapfen, so kann er auch mit Hilfe einer Sechskantmutter fixiert werden. 
Während kopflose Bolzen in den meisten Fällen als Gelenkbolzen in Stangenverbindungen eingesetzt werden, benötigt man als festsitzende Lager- und Achsbolzen die Variante mit Kopf.

Nachfolgend sehen Sie eine Übersicht:

Genormte Formen von Bolzen
Genormte Formen von Bolzen

Material für Bolzen

  • Die Normbolzen werden in einer automatisierten Fertigung aus Automatenstahl hergestellt und weisen eine Härte von bis zu 245 HV [Härte Vickers] auf. 
  • Die Gelenkbolzen, die einer besonders hohen Belastung ausgesetzt sind, werden hingegen aus Einsatzstahl oder Vergütungsstahl hergestellt. 

Merke

Bei Gelenkbolzen ist in den meisten Fällen nach der Herstellung noch eine anschließende Wärmebehandlung und ein abschließendes Schleifen erforderlich.  

Da die Bolzen besonders hohen Belastungen, wie Mischreibungen, Festkörperreibungen und Verschleiß, ausgesetzt sind, ist das Bolzenmaterial so zu wählen, dass es die Härte der zuverbindenden Bauteile übersteigt. Weist der Bolzen jedoch eine geringere Härte auf, so kann dessen Lebensdauer durch gehärtete Spannbuchsen und Festschmierstoffe verlängert werden.  

Weitere Anforderungen an Bolzen

Neben der oben genannten Härte und Festigkeit, spiele noch weitere Kriterien für Bolzen eine Rolle:

  • Auch eine höhe Oberflächenhärte muss gewährleistet sein, damit es nicht zum Fressen kommt.
  • Die Festigkeit muss gerade beim Einschlagen des Bolzen bestehen, damit es nicht zu Verformungen kommt. Analogie zu einem Nagel.
  • Eine preiswerte Herstellbarkeit sollte gegeben sein, weshalb sich der Einsatz von Normteilen empfiehlt. 

Wichtig

Nachdem Sie nun die Eigenschaften einer  Stift- und Bolzenverbindung kennengelernt haben, wenden wir uns im kommenden Kurstext den zugehörigen Berechnungen zu.