Herstellung von Bohrschrauben

Bohrschrauben-Ratgeber – Teil 3

In den ersten beiden Teilen des Bohrschrauben-Ratgebers haben wir uns mit den verschiedenen Arten von Bohrschrauben sowie den unterschiedlichen Kopfformen und Antriebsarten befasst.

In diesem Teil möchten wir Ihnen die grundlegenden Verfahren zur Schraubenherstellung aufzeigen, Sie mit auf die Reise in die Fertigung von EJOT nehmen und Ihnen dabei die einzelnen Produktionsschritte am Beispiel der EJOT Bohrschraube JT3-18-5,5 vorstellen.

Zwei Fertigungsverfahren zur Gewindeherstellung

Zunächst einmal wird zwischen zwei verschiedene Fertigungsverfahren unterschieden: die spanende und die umformende Fertigung. Die spanende Formung nimmt dabei bei der industriellen Fertigung eine eher untergeordnete Rolle ein. Sie wird primär bei sehr großen Schrauben eingesetzt, bei denen die Umformverfahren an ihre Grenzen stoßen.
 

Spanende Fertigung

Bei der spanenden Formung (Gewindeschneiden) wird der Rohling durch Fräsen geformt. Auch das Gewinde wird auf diese Weise hergestellt. Nachteilig ist hierbei vor allem die Festigkeit der Schrauben. Durch das Zerspanen des Rohlings wird der Faserverlauf des Werkstoffes zerstört, wodurch sich die Tragfähigkeit der Schraube reduziert.
 

Umformende Fertigung

Bei der umformenden Fertigung (Gewindeformen) handelt es sich um die gängigste Art zur Schraubenherstellung. Zu unterscheiden ist die Kaltumformung von der Warmumformung. Die meisten Hersteller nutzen das Verfahren der Kaltumformung, daher werden wir uns dieses Verfahren, welches wir auch bei EJOT nutzen, etwas detaillierter ansehen.

Die Produktionsschritte einer Zweistahl-Bohrschraube am Beispiel der JT3-18-5,5

Zu Beginn der Schraubenherstellung liegt der Ausgangswerkstoff in Form von Draht vor. Das heißt der Vergütungsstahl bzw. der Edelstahl, der aufgerollt als sogenanntes Coil geliefert wird. Als erstes wird der Draht auf die richtige Länge zugeschnitten und im selben Schritt auch umgeformt. Dieser Prozess findet in Abhängigkeit von der Kopfgeometrie in mehreren Umformstufen statt.

Die Zweistahl-Bohrschraube besteht im oberen Teil aus Edelstahl, damit sie idealen Korrosionsschutz bietet und im bewitterten Bereich eingesetzt werden kann. Der untere Teil, aus dem später die Bohrspitze gefertigt wird, besteht aus Kohlenstoff-Stahl. Dieser Werkstoff hat gegenüber Edelstahl den Vorteil, dass er gehärtet werden und somit Stahlkonstruktionen mühelos durchbohren kann.

Im nächsten Fertigungsschritt werden die beiden Teile miteinander verschweißt. Durch den Schweißvorgang entsteht die einzigartige Materialkombination der Zweistahl-Bohrschrauben aus dem bereits aufgeführten korrosionsbeständigen Oberteil aus Edelstahl und einem härtbaren Bohrspitzenbereich.

Beim anschließenden Geradewalzen werden die Rohlinge gerichtet. Dabei werden etwaige Verformungen beseitigt, die durch das Verschweißen entstanden sind.
Herstellung einer Zweistahl-Bohrschraube (Schritte 1 bis 6)
Der nächste Arbeitsgang ist das Bohrspitzenkneifen. Dabei handelt es sich um einen sogenannten Gesenkschmiedeprozess, der den Massivumformverfahren zuzuordnen ist. Hierbei wird aus dem Schraubenrohling die typische Bohrspitze ausgeformt. Nach dem Kneifen erfolgt das Gewindewalzen und das Entfernen von Butzen, wodurch das Schraubengewinde auf dem Schraubenrohling gebildet wird. Dieser Schritt stellt den letzten geometrieverändernden Arbeitsgang dar.

In dem folgenden Härteprozess werden die Zweistahl-Schrauben partiell gehärtet. Die Besonderheit: Nur der Bereich der Bohrspitze wird erwärmt und anschließend in einem Wasserbad abgeschreckt. Dadurch erhält die Bohrspitze die notwendige Härte zum Durchdringen von bis zu 18 mm Baustahl. Gleichzeitig bleibt die hohe Korrosionsbeständigkeit des Edelstahl-Oberteils erhalten.

Anschließend werden die Schrauben galvanisch beschichtet und mit einem Schmierstoff versehen. Die Beschichtung erfüllt dabei zwei Funktionen: Zum einen schützt sie die Bohrspitze vor Korrosion und zum anderen verbessert dieser Schichtaufbau die Montageeigenschaften der Bohrschraube.

Während des gesamten Fertigungsprozesses finden immer wieder Qualitätskontrollen statt. Ein Beispiel für eine Qualitätskontrolle stellt der Bohrtest dar. Dabei muss die Schraube ein Stahlprüfblech durchbohren, darf dabei aber eine vordefinierte Zeit nicht überschreiten. Da im Rahmen der Fertigung immer wieder Kühlschmierstoffe zum Einsatz kommen, werden die Schrauben nach den einzelnen Arbeitsgängen in speziellen Waschanlagen gereinigt.

​​​​​​​Hat unser Ausgangswerkstoff alle Fertigungsschritte nach dem Verfahren der Kaltumformung durchlaufen, erhalten wir am Ende – komplettiert mit einer Dichtscheibe – eine fertige EJOT Bohrschraube in der Qualität wie Sie sie kennen.
Herstellung einer Zweistahl-Bohrschraube (Schritte 7 bis 12)
In diesem Beitrag haben wir Ihnen die verschiedenen Verfahren zur Herstellung von Schrauben kurz dargestellt. Dabei hat sich das Gewindeformen in der Praxis als gängigstes Verfahren etabliert, nicht zuletzt aufgrund der besseren mechanischen Eigenschaften des Endprodukts sowie der Möglichkeit der Produktion sehr hoher Stückzahlen pro Zeiteinheit. Im nächsten Teil des Bohrschrauben-Ratgebers betrachten wir das Thema Randabstände und gehen darauf ein was im Hinblick auf die verschiedenen Unterkonstruktionen zu beachten ist.
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