Bolzen und Schrauben: Was sind die Unterschiede?

Bolzen vs. Schrauben

Obwohl Bolzen und Schrauben die gleiche Funktion haben, mehrere Komponenten in mechanischen Baugruppen zu befestigen, unterscheiden sie sich in Design, Installation, Funktionen und anderen Aspekten. Diese Verbindungselemente bestehen aus spiralförmigen Gewinden auf dem zylindrischen Körper. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass Bolzen zusammen mit den Gegenmuttern montiert werden, während Schrauben ihr eigenes Innengewinde in das Material einbringen.

Durch das Festziehen der Mutter in das feine Gewinde der Schraube wird Druck vom hinteren Ende ausgeübt, um Verbindungen zu bilden, während Schrauben mit einem elektrischen Schraubendreher gedreht und in den Löchern der Verbindungsteile befestigt werden müssen. 

Um zu entscheiden, welche Befestigungslösung für Ihr Projekt die beste ist, ist es wichtig, den Unterschied zwischen Bolzen und Schrauben zu verstehen. 

In diesem Artikel wird eine vergleichende Analyse von Bolzen und Schrauben durchgeführt, einschließlich ihrer Konstruktion, Eigenschaften, Installation, Verwendung, Vorteile und Einschränkungen.

Fangen wir an.

Was sind Bolzenbefestigungen? 

Aber & Bolzenschema

Zunächst einmal: Was ist eine Schraube? Nun, es handelt sich um eine Art Befestigungselement mit Außengewinde, das einen Abschnitt mit glattem Schaft hat und mehrere Teile mit Muttern und Unterlegscheiben festklemmt. Es gibt verschiedene Arten von Schrauben in der Fertigung verwendet, wie Sechskant-, Anker-, Flansch-, Ring- und U-Bolzen.

Warmschmieden, Gewindewalzen und maschinelle Bearbeitung sind einige Techniken zur Herstellung der Bolzen. Insbesondere Schraubenherstellung mit CNC-Bearbeitung ist beliebt, da es individuell angepasst werden kann und hervorragende Präzision und Wiederholbarkeit bietet. 

Schauen wir uns nun die Vor- und Nachteile von Bolzen in Beschlägen und Baugruppen im Vergleich zu Schrauben an.

Was sind Schraubverschlüsse? 

Schraubendiagramm

Definieren wir zunächst eine Schraube: Sie ist eine Gewindebefestigung sind zum Eindrehen in ein Material konzipiert, typischerweise ohne Mutter. Schrauben werden mithilfe von Schraubendrehern in die passende Bohrung oder direkt in das Material getrieben. 

Schrauben dienen zum Befestigen von Metall-, Kunststoff-, Holz- und Verbundteilen durch Gewindeschneiden oder Eingreifen in das Innengewinde der Bohrung. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Maschinenmontage, Möbelmontage und Holzbearbeitung, da sie eine robuste axiale Klemmung von zwei oder mehr Einzelteilen ermöglichen. 

Schauen wir uns nun die Vor- und Nachteile von Schraubverbindungen in der folgenden Tabelle an: 

Bolzen vs. Schrauben: Design und Eigenschaften

Schrauben- und Mutternvergleich 

Bei der Konstruktion von Bolzen und Schrauben spielen ähnliche Aspekte eine Rolle, beispielsweise Zugfestigkeit, Biegebelastung, Ermüdungszyklen, Gewindegröße und Materialart. Daher sind ISO 965, 4017 und ISO 885:2000 die Normen, auf die Sie sich bei der Konstruktion beziehen können.

Die Schrauben sind mit Muttern ausgestattet, um die Teile fest zusammenzuklemmen. Sie benötigen die richtige Größe der Löcher zum Einsetzen und Aufbringen der Klemmkraft. Zum Festziehen von Muttern und Schrauben werden Schraubenschlüssel und Steckschlüsseleinsätze verwendet.

Schrauben hingegen benötigen zur Befestigung keine Muttern. Stattdessen werden Hand- oder Elektroschrauber zum Eindrehen und Einbringen der Gewinde in die vorgebohrten Löcher oder direkt in das Material verwendet. 

Bolzenausführung

• Diese sind dafür ausgelegt, Teile ohne Gewinde mit Hilfe einer Gewindebohrung oder Muttern zu montieren. 
• Ein Schaft mit Teilgewinde ist für eine gleichmäßige Lagerung entlang der Scherebene ausgelegt. 
• Zu den Kopfdesignoptionen für Schrauben gehören Sechskant, Flansch usw.  
• Das Kontrollanziehen erfolgt unter Verwendung des richtigen Drehmoments und des richtigen Winkels. 

Schraubendesign

• Die Schraube greift direkt in das Material in vorgefertigten Löchern oder direkt in die Oberfläche ein.
• Der vollständig mit Gewinde versehene Körper verbessert den Eingriffsbereich und erhöht die Verbindungsfestigkeit. 
• Schraubenköpfe können als Flach-, Linsen-, Rund-, Innensechskant- usw. ausgeführt sein.
• Der Kopf verfügt über eine Senkung oder ein niedriges Profil, um bündig zu sitzen und Schrauben in das Material einzuführen. 

Bolzen vs. Schrauben: Installationsmethode 

Bolzen erfordern im Vergleich zu Schrauben einen etwas komplexeren Montagevorgang. Sie befestigen die Bauteile zusammen mit Unterlegscheiben und Muttern. Unterlegscheiben vermeiden den direkten Kontakt mit der Oberfläche und verbessern die Lastverteilung. Für die Montage sind zusätzlich vorgebohrte oder mit Gewinde versehene Löcher an den Bauteilen erforderlich. 

Schraubmontage

Schrauben hingegen haben eine selbstschneidende Eigenschaft. Nach dem Eindrehen einer Schraube in ein Loch oder Material schneidet sie das Innengewinde und sitzt auf der Gegenfläche. Dadurch ist die Installation wesentlich einfacher.

Bolzeninstallation 

1. Bohren Sie zunächst die Löcher am Gegenstück und achten Sie dabei auf die Ausrichtung zur Befestigung. 
2. Setzen Sie die Schraube in die Löcher ein und achten Sie darauf, dass sie fest sitzt. 
3. Legen Sie bei Bedarf eine Unterlegscheibe auf. Ziehen Sie die Schraube anschließend fest, indem Sie die Mutter festklemmen. Sie können einen Hand- oder Maschinenschlüssel verwenden.

Schraubenmontage 

1. Markieren Sie zunächst im Material die Stelle, an der Sie die Schraube einsetzen müssen, falls kein vorgebohrtes Loch vorhanden ist. 
2. Wenn bereits ein Loch vorhanden ist, platzieren Sie die Schraube darüber und achten Sie dabei auf die Ausrichtung zwischen den zusammenpassenden Teilen.
3. Wählen Sie anhand der Kopfgeometrie den passenden Schraubendreher aus und wenden Sie das richtige Drehmoment an, um die Schraube in das Material einzudrehen.
4. Setzen Sie das Drehmoment fort, bis die Schraube im Material die gewünschte Länge erreicht hat. 

Bolzen vs. Schrauben: Anwendungspräferenzen 

Verwendung von Bolzen und Schrauben 

Bolzen bieten eine höhere Verbindungsfestigkeit als Schrauben. Sie eignen sich für Anwendungen mit hoher Traglast und hoher Beanspruchung, die für Reparatur- und Wartungsarbeiten regelmäßig zerlegt werden müssen. 

Schrauben hingegen eignen sich für leichte Baugruppen, bei denen nur einseitiger Zugang zum Verbinden besteht. Sie sind deutlich schneller zu montieren und für eine Reihe von Materialien und Anwendungen einsetzbar. 

Anwendungen der Bolzenbefestigung

• Bau und Infrastruktur: Bolzen unterstützen schwere Strukturverbindungen mit dauerhafter Klemmung und gewährleisten gleichzeitig Sicherheit. Beispielsweise Stahlträgerverbindungen, Brückenkonstruktionen und Ankerbolzen. 
• Industrielle Maschinen: Für starke und zuverlässige Verbindungen zur Gewährleistung der Maschinensteifigkeit. Maschinen können bei Bedarf abgeschraubt werden. Z. B. Maschinensockel und -rahmen, Gehäuse, Pressverbindungen, Automotoren usw. 
• Automotive: Diese Kfz-Befestigungselemente Stellen Sie hochfeste Verbindungen her, um eine stabile Verbindung zu bilden und Vibrationen und dynamische Belastungen zu reduzieren. Z. B. Motorblockbaugruppe, Aufhängungssystem, Bremssättel und Karosserieteile.
• Luft- und Raumfahrt: Benutzt als Befestigungselemente für die Luft- und Raumfahrt in Flugzeugen, Drohnen und Raketen für Sicherheit und Zuverlässigkeit, ideal zum Verbinden kritischer Komponenten. Z. B. Fahrwerksbaugruppen, Hydrauliksysteme, Flugzeugzellen usw. 

Anwendungen der Schraubbefestigung 

• Elektronik: Zur schnellen, einseitigen Befestigung bei geringem Gewicht. Z. B. Haushaltsgeräte, Elektronikgehäuse, elektrische Steckverbinder usw. 
• Möbel & Holzverarbeitung: Starkes Gewinde in Holz und Möbelstücken. Z. B. Schränke, Stühle, Tische, modulare Elemente usw. 
• Blechbearbeitung: Zum Verbinden dünner Blechteile, wie z. B. Kanalverbindungen, Metallplatten, Dächer, Verkleidungen und Blechgehäuse. 

MEHR LESEN: Arten von Flugzeugbefestigungen

Zu berücksichtigende Faktoren bei der Auswahl zwischen Bolzen und Schrauben 

Die Wahl zwischen Schrauben und Muttern hängt ganz von den Anwendungsanforderungen und dem Montageszenario ab. Daher müssen Sie den Befestigungszweck, die Funktionalität, die gewünschte Festigkeit, die Betriebsumgebung und ähnliche Faktoren berücksichtigen.

Auswahl von Bolzen und Schrauben 

In der folgenden Liste werden diese Auswahlfaktoren näher erläutert:

• Gewünschte Tragfähigkeit: Berücksichtigen Sie die Vorspannung und die dynamischen Belastungen, denen die Verbindung ohne übermäßige Vibrationen und Fehlausrichtungen standhalten muss. 
• Zugang zur Befestigung: Die Bolzen müssen für die Montage von beiden Seiten zugänglich sein, während Schrauben einseitig montiert werden können. Analysieren Sie also Ihr Szenario und treffen Sie Ihre Wahl entsprechend.  
• Demontageanforderung: Muss Ihre Baugruppe häufig für Reparatur- und Wartungsarbeiten zerlegt werden? Wenn ja, wählen Sie Schrauben. 
• Materialverträglichkeit: Bolzen eignen sich am besten für die Befestigung von Metall auf Metall, während Schrauben am besten zum Verbinden unterschiedlicher Materialien geeignet sind. 
• Kosten und Produktionsvolumen: Bolzen können für leichte bis mittelschwere Anwendungen etwas teuer sein, wohingegen Schrauben eine kostengünstige Option sein können, wenn zusammengesetzte Artikel in großen Mengen produziert werden müssen. 

Rolle der Materialauswahl für Schrauben und Bolzen. 

Das Schraubenmaterial hat direkten Einfluss auf die Leistung und Zuverlässigkeit montierter Produkte oder Systeme. Es ist besonders wichtig unter extremen Betriebsbedingungen wie auf See, in feuchten und korrosiven Umgebungen.

Wenn das Bolzenmaterial nicht mit den Montageteilen und der Betriebsumgebung kompatibel ist, beeinträchtigt dies die Festigkeit und kann sogar zum Versagen führen, insbesondere beim Schraubenmaterial. Daher müssen Sie das richtige Material wählen.

Die gängigen Materialoptionen sind Stahllegierungen, rostfreie Güten, Aluminium, Messing und PEEK. Je nach Anforderung können Sie jedoch aus einem großen Pool an Materialien wählen. Beispielsweise wird Titan häufig verwendet für benutzerdefinierte Schrauben in Strukturbaugruppen von Maschinen.

Darüber hinaus ist auch die Beschichtung wichtig; Schrauben und Bolzen können mit Zink, Nickel, Chrom und anderen hochwertigen Materialien beschichtet werden, um Korrosion, Verschleiß und Materialabbau zu verhindern.

Gewindegrößentabelle für Bolzen und Schrauben 

Konstrukteure, Ingenieure und Mechaniker verwenden Gewindegrößentabellen bei der Gewindeherstellung. Sie geben Hinweise zum Lochdurchmesser beim Gewindebohren, zur Gewindegröße, zum Einschraubwinkel usw. Diese Tabellen entsprechen dem metrischen ISO-Standard. 

Die Tabelle enthält verschiedene Spalten mit Informationen wie Steigung, Außendurchmesser, Gewindebohrergröße usw. für die entsprechenden Größen. 

Schauen wir uns ein Beispiel an.

Courtesy: Alliierte Maschine 

Tipps zur Verwendung von Bolzen und Schrauben

Die Festigkeit der Verbindung und die Gesamtqualität der Montage hängen auch von der Installation ab. Jede Abweichung in der Ausrichtung zwischen den zusammenpassenden Teilen kann verschiedene Probleme verursachen und sogar die strukturelle Integrität beeinträchtigen. 

Im Folgenden finden Sie einige Tipps zur korrekten Montage von Schrauben und Muttern: 

• Wählen Sie das richtige Material: Wählen Sie Befestigungsmaterial mit der gewünschten Beschichtung für die Betriebsumgebung. Beispielsweise eine Zinkbeschichtung für den Außeneinsatz. 
• Thread-Engagement: Stellen Sie sicher, dass die Gewindeeingriffstiefe größer ist als der Nenndurchmesser, bevor Sie die Schrauben anziehen und während Sie die Muttern mit der Schraube festziehen. 
• Richtiges Drehmoment und Schmierung: Befolgen Sie die Drehmomentangaben des Herstellers oder eine zuverlässige Drehmomenttabelle und verwenden Sie Schmiermittel, um die Reibung zu verringern. 
• Lochvorbereitung: Bohren Sie präzise Führungslöcher, entgraten Sie diese und achten Sie auf den richtigen Abstand. Achten Sie bei Durchgangsschrauben darauf, dass der Abstand so groß ist, dass die Schraube auf Mutter und Unterlegscheibe aufliegt, ohne die Kanten zu beeinträchtigen.
• Klemmung kontrollieren Flache Unterlegscheiben, um die Last zu verteilen und ein Einbetten zu verhindern. Bei starken Vibrationen sollten Sie Sicherungsmethoden verwenden.

Summieren

Schrauben und Bolzen sind wichtige Verbindungselemente in mechanischen Baugruppen. Allerdings gibt es unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten. Bolzen eignen sich ideal für hochfeste Verbindungen und können für Schwerlastanwendungen eingesetzt werden. Zudem lassen sie sich bei Bedarf leicht demontieren. Schrauben hingegen eignen sich ideal für die schnelle Befestigung von Teilen in leichten und mittelschweren Anwendungen. 

Wenn Sie immer noch nicht wissen, welche Schraube oder welcher Bolzen Sie wählen sollen, Kontakt aufnehmen Jetzt. Unsere Ingenieure helfen Ihnen, die richtige Entscheidung zu treffen. Darüber hinaus bieten wir auch umfangreiche Dienstleistungen zur Herstellung von Schrauben und Bolzen an ProleanTech, maßgeschneidert auf Ihre Bedürfnisse. Wir bieten Ihnen außerdem eine genaue Kostenschätzung und DFM-Feedback entsprechend Ihrem Entwurf. Sie laden einfach die Entwurfsdatei auf unsere Online-Plattform hoch und Anfrage mit Informationen wie detaillierten Kosten und Lieferzeiten. 

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Schraube und Mutter?

Eine Schraube ist ein Befestigungselement mit Außengewinde, während eine Mutter das mit Innengewinde (weiblich) versehene Bauteil ist, das zum Festklemmen mit der Schraube verbunden wird.

Was ist der Unterschied zwischen einer Schraube, einem Bolzen und einer Mutter? 

Schrauben sind Gewindebefestigungen, die Innengewinde schneiden oder in diese eingreifen, um Verbindungsteile zu sichern. Bolzen und Muttern hingegen sind gepaarte Komponenten und klemmen Teile durch ihre Zusammenarbeit fest. 

Sind Bolzen stärker als Schrauben?

Normalerweise ja! Die Festigkeit hängt jedoch von der Größe des Befestigungselements und der Gewindeeinschraubtiefe ab. Bei gleicher Größe von Mutter und Schraube kann die Festigkeit der Schraube höher sein als die der Schraube.