Felsbolzenwalzmaschine vs. Gewindewalzen: Prozess- und Produktanpassung

Die Begriffe „Gesteinsbolzenwalzen “ und „ Gewindewalzen “ mögen austauschbar klingen, aber die dahinter stehenden Maschinen, Anwendungen und Produktionsanforderungen können sehr unterschiedlich sein. Wenn Sie sich allein auf der Grundlage der Terminologie entscheiden, erhalten Sie möglicherweise eine Ausrüstung, die schlecht zu Ihrer Schraubengröße, Ihrem Produktionsvolumen oder Ihrem erforderlichen Gewindeprofil passt.

In diesem Leitfaden erfahren Sie, wie sich das Walzen von Gesteinsbolzen vom herkömmlichen Gewindewalzen unterscheidet, wo sich die Prozesse überschneiden und wofür die einzelnen Maschinen ausgelegt sind . Am Ende verfügen Sie über eine klarere Grundlage für die Bewertung der Gerätespezifikationen und die Auswahl einer rollenden Lösung, die zu Ihrem Produkt passt – und nicht nur über die Katalogbeschreibung des Lieferanten.

Was Gewinderollen eigentlich ist 

Beim Gewindewalzen handelt es sich um einen Kaltumformprozess. Anstatt mit einer Drehmaschine oder einem Gewindebohrer ein Gewinde in einen Rohling zu fräsen, drücken gehärtete Matrizen das Material zusammen und drücken es nach außen und innen, bis die Gewindeform entsteht. Es wird kein Metall abgetragen; es wird einfach unter dem Einfluss der Stempel reformiert.

Es gibt zwei gängige Setups, denen Sie begegnen werden:

• Flachmatrizenwalzen: Der Rohling rollt zwischen zwei flachen, gerillten Matrizen, einer stationären und einer beweglichen. Dies ist bei kürzeren Läufen und kleineren Durchmessern üblich.

• Zylindrisches (rundes) Gesenkwalzen: Der Rohling durchläuft zwei oder drei rotierende zylindrische Gesenke, was für eine kontinuierliche Produktion größerer Stückzahlen geeignet ist.

Der Vorteil der Materialeigenschaften macht diese Technik überhaupt erst möglich. Da die Matrizen das Metall zusammendrücken und nicht schneiden, folgt das Kornmuster des Stahls der Form des Gewindes, anstatt von diesem durchgeschnitten zu werden. 

Die resultierende Kombination aus dem ununterbrochenen Kornfluss und der Kaltverfestigungswirkung des Kaltumformprozesses sorgt für eine verbesserte Dauerfestigkeit und Scherfestigkeit des gewalzten Gewindes im Vergleich zum geschnittenen Gewinde mit demselben Nenndurchmesser.

Das Gewinderollen ist die wichtigste Technik zur Herstellung von Bolzen, Schrauben, Bolzen und anderen Verbindungselementen mit Durchmessern und Längen von einigen Millimetern bis zu einigen Zoll. Es kommt überall dort zum Einsatz, wo Gewindebauteile schnell und zuverlässig hergestellt werden müssen.

Was eine Felsbolzenwalzmaschine anders macht 

Felsanker, auch Ankeranker oder Reibungsanker genannt, sind längliche Stahlstangen mit gerippten oder durchgehenden Gewindeoberflächen, die zur Verstärkung in Felsformationen eingebettet werden sollen. Die Anwendung von Felsankern kann bei der Stützung von Tunneldächern, Minenschächten und Baugrubenwandkonstruktionen beobachtet werden. Im Allgemeinen handelt es sich bei Felsankern um tragende Elemente. Wenn einer versagt, handelt es sich um einen Sicherheitsvorfall und nicht um ein Garantieproblem.

Es ist zu beachten, dass alle Unterschiede im Maschinendesign auf den unterschiedlichen Verwendungszweck dieser beiden Arten von Befestigungselementen zurückzuführen sind. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Ankern können Gesteinsanker eine Länge von 1 bis 6 Metern erreichen und einen größeren Durchmesser haben. Außerdem müssen sie über die gesamte Länge des Stabes gerippt oder mit einem Gewinde versehen sein.

Eine Maschine zum Einrollen von Gesteinsankern basiert auf einigen Anforderungen, für die Gewinderollen für Verbindungselemente nie entwickelt wurden:

• Handhabung langer Stangen: Schienenführung und Mehrpunkt-Auflagesysteme, die Peitschen und Durchbiegung während des Umformprozesses verhindern.

• Kontinuierliche Längenformung: Rollen- und Matrizenkonfigurationen, die die Bildung eines Rippen- oder Gewindemusters über die gesamte Länge der Stange ermöglichen.

• Rollen- und Spindelbaugruppen für höhere Beanspruchung: Geeignet für die Verarbeitung von Material mit größerem Durchmesser und den daraus resultierenden höheren Umformdrücken.

• Kompatibilität mit deformierten Profilen: Viele der hergestellten Felsanker weisen anstelle eines herkömmlichen Gewindes ein Rippenmuster auf, das dem von Bewehrungsstäben ähnelt.

Die Merkmale, die den Kunden am Ende wirklich wichtig sind: gleichmäßige Riffelung/Gewindebildung über die gesamte Länge des Stabs, Richten des Stabs nach dem Walzen und hohe Zugeigenschaften.

Direkter Vergleich 

Felsbolzenwalzmaschine vs. Gewindewalzmaschine: Hauptunterschiede

Prozessunterschiede

Dies liegt daran, dass der Bestand variiert. Die Kraftverteilung, die im Matrizenbereich verbrachte Zeit und die Anzahl der erforderlichen Durchgänge variieren je nach Materialgröße und -durchmesser. Kurze Vorräte wie Verbindungselementrohlinge erfordern einen schnellen Matrizendurchgang bei geringeren Kräften.

Lange Vorräte, wie z. B. eine Felsankerstange, erfordern eine gleichmäßige Kraftaufbringung über eine längere Distanz; Aus diesem Grund wird das Walzen von Gesteinsankern üblicherweise mit mehrgerüstigen oder progressiven Walzverfahren durchgeführt.

Produkt- und Toleranzunterschiede

Das Gewindewalzen von Verbindungselementen basiert auf präzisen und strengen Spezifikationen hinsichtlich der Gewindeabmessungen (ISO- und ANSI-Standards je nach Markt), wobei das Hauptziel die Wiederholbarkeit bei großen Produktionsmengen ist.

Das Walzen von Gesteinsankern erfordert Präzision in Bezug auf Rippentiefe und -steigung, aber Geradheit und gleichmäßige Streckgrenze entlang der Länge des Stabes sind ebenso wichtig, wenn nicht sogar noch wichtiger, da es sich um Strukturelemente handelt.

Unterschiede bei Maschinendesign und Investitionen

Aus der Sicht eines Käufers wird der Unterschied hier gravierend. Die Felsanker erfordern eine größere Kapitalinvestition und nehmen mehr Platz auf dem Boden ein als eine Gewinderolle für Befestigungselemente.

Einige Anbieter versuchen, beide Aufgaben in einer Maschine zu erledigen. Dies führt später in der Regel zu Problemen wie geringeren Liniengeschwindigkeiten, beschleunigtem Verschleiß der Werkzeuge oder Qualitätsverlusten bei langen Auflagen. Falls Ihr Produktportfolio beide Produkte erfordert, ist es sinnvoll, einen Kostenvoranschlag für zwei dedizierte Maschinen einzuholen.

Wo sich die beiden Prozesse überschneiden 

Auch hier gibt es einige Gemeinsamkeiten. Wie man sieht, gehören beide Vorgänge zur Familie der Kaltumformverfahren und haben daher die gleichen Vorteile gegenüber dem Schneidvorgang: bessere Ermüdungsbeständigkeit durch kontinuierlichen Kornfluss, kein Ausschuss durch Spanbildung und höhere Zykluszeit im Vergleich zur Bearbeitung eines gleichwertigen Gewindes.

Darüber hinaus sind beide stark von einer präzisen Werkzeugausrichtung abhängig; Das ist der entscheidende Qualitätsfaktor in jedem Betrieb. Darüber hinaus sind beide Vorgänge stark von der Qualität des Inputmaterials abhängig; Abweichungen im Stabdurchmesser oder in der Oberflächenbeschaffenheit führen zu fehlerhaften Produkten.

Dies ist wichtig dafür, wie Sie über die Entscheidung nachdenken sollten: Es geht nicht darum, „welche Technologie besser ist“; Es kommt darauf an, „welche Maschine zum Teil passt.“ Das zugrunde liegende Umformprinzip ist dieselbe Prozessfamilie; Die Ausführung skaliert einfach ganz anders.

So wählen Sie die richtige Maschine für Ihre Produktlinie aus 

Beginnen Sie mit dem Teil, nicht mit der Maschine

Bevor Sie sich ein einzelnes Datenblatt ansehen, sollten Sie Folgendes festhalten:

• Stangenlängen- und -durchmesserbereich: Was wird der Maschine tatsächlich zugeführt?

• Abdeckungsanforderung: Benötigt das fertige Teil ein durchgehendes Gewinde- oder Rippenmuster oder nur einen kurzen Gewindeabschnitt?

• Belastungs- und Sicherheitsanforderungen: Für Bau- und Bergbauanwendungen gelten andere Qualitätssicherungs- und Zertifizierungsanforderungen als für kommerzielle Verbindungselemente.

Produktionsvolumen und Liniengeschwindigkeit

Großserien kleiner Verbindungselemente im Vergleich zu kleinvolumigen, aber wertvolleren langen Stangen stellen zwei völlig unterschiedliche Geschäftsmodelle dar. Die erforderliche Umrüstzeit und die Werkzeugkosten pro Lauf wirken sich je nach Volumen auf sehr unterschiedliche Weise auf Ihre Kosten pro Einheit aus. Berechnen Sie daher lieber die Zahlen für Ihr spezifisches Produktportfolio, anstatt sich auf die Annahme zu verlassen, dass Geschwindigkeit immer besser ist.

Materielle Überlegungen

Der für Felsanker verwendete Stahl weist tendenziell eine höhere Zugfestigkeit auf, während in bestimmten Fällen Hohlstabmaterial für Einpressanker verwendet wird. Hierbei handelt es sich um eine begrenztere Auswahl an Materialien als bei Standardbefestigungen. Materialien, die härter oder fester sind, neigen dazu, die Werkzeuge schneller zu verschleißen, was sich bei beiden Technologien unterschiedlich auf den Lebenszyklus und die Wartung der Werkzeuge auswirkt.

Zukünftige Produktflexibilität

Denken Sie darüber nach, später in den Bereich Geotechnik oder Bergbauprodukte zu expandieren? Könnte gerade jetzt eine Überlegung wert sein, was die Wahl der Ausrüstung angeht. Es könnte sinnvoll sein, jetzt in robustere und flexiblere Geräte zu investieren, anstatt in eine spezielle Verbindungslinie zu investieren, aus der Sie irgendwann herauswachsen. 

Wenn Ihre Roadmap sich auf den Bereich Verbindungselemente oder allgemeine rollgeformte Produkte beschränkt, ist die BMS Group die Richtige für Sie Angebot an Kaltwalzmaschinen und noch breiter Der Produktkatalog ist eine Durchsicht für angrenzende Formungsanforderungen wert, von Pfetten- und Ständerlinien bis hin zu Strukturprofilausrüstung. 

Häufige Fehler, die Käufer machen 

Die häufigsten Spezifikationsfehler treten in der Regel auf, wenn Käufer eine Walzmaschine als eigenständiges Gerät und nicht als Teil des Gesteinsankerproduktionsprozesses bewerten. Bei langen, hochbelastbaren Gesteinsankern muss die Maschine zu den Lagerabmessungen, der Gewindegeometrie, dem Produktionsvolumen und der erforderlichen Fertigteilgenauigkeit passen. 

• Angenommen, eine Standard-Gewinderollmaschine ist für lange Gesteinsanker geeignet: Herkömmliche Gewinderoller können für kürzere Verbindungselemente und unterschiedliche Werkstückgeometrien konzipiert werden. Bei langen Gesteinsankervorräten kann eine größere Arbeitslänge, eine stärkere Unterstützung und eine speziell für die Anwendung entwickelte Rollkonfiguration erforderlich sein.

• Ohne Berücksichtigung der Geradheit der Stange und der Maßhaltigkeit: Matrizen passen sich immer der vorhandenen Werkstückgeometrie an. Wenn die Stange verbogen ist, einen ungleichmäßigen Durchmesser hat oder von schlechter Qualität ist, sind die Gewinde nicht präzise. Legen Sie die Toleranz für Geradheit und Qualität der Rohmaterialien fest, bevor Sie sich für die Maschine entscheiden.

• Vergleich von Maschinen allein nach Anschaffungspreis: Betrachtet man Maschinen nur nach ihren Kosten: Die billigere Maschine bedeutet nicht eine billigere Produktion. Vergleichen Sie Walzgeschwindigkeit, Schrottmenge, Lebensdauer der Werkzeuge, Stromverbrauch, Arbeitsintensität und Fähigkeit der Maschine, qualifizierte Felsanker herzustellen.

• Übersehen Sie den Werkzeug- und Werkzeugwechsel: Wenn Sie Gesteinsanker mit unterschiedlichen Durchmessern, Längen und Profilen herstellen, wird dies zu einem Kostenfaktor für Ihren Produktionszyklus. Erfahren Sie, wie der Werkzeugwechsel erfolgt, wie viel Zeit dafür in Anspruch genommen wird und welche Produkte auf der jeweiligen Maschine hergestellt werden können.

• Spezifizieren der Maschine vor der Definition des fertigen Bolzens: Beginnen Sie mit den eigentlichen Spezifikationen für den Felsanker: Durchmesser der Stange, Länge des Bolzens, Länge des Gewindes, Gewindeform, Materialqualität und Ausgabemenge. Die Walzmaschinen müssen nach diesen Vorgaben ausgewählt werden und nicht umgekehrt.

Letzte Worte

Der richtige Prozess hängt von dem Teil ab, das Sie vor sich haben: seine Länge, sein Durchmesser, seine Abdeckungsanforderungen und wie viel darauf aufsitzt und unter Last standhält. Gewindewalzen gewinnt an Geschwindigkeit und Volumen für Standard-Verbindungselemente. Das Walzen von Gesteinsbolzen gewinnt dort, wo die Stange lang ist, die Kräfte struktureller Natur sind und Geradheit und Streckgrenze ebenso wichtig sind wie die Genauigkeit des Gewindes.

Wenn Ihre Produktionslinie im breiteren Kaltwalzumformbereich angesiedelt ist, von Pfetten- und Ständerprofilen bis hin zu strukturellen rollgeformten Komponenten, ist die BMS Group genau das Richtige für Sie Produktpalette und Es lohnt sich, einen Blick auf die Hersteller zu werfen, die über einen umfassenden Fertigungshintergrund verfügen , und ihr Team kann Ihnen erklären, welcher Umformansatz tatsächlich zu Ihrem Teil passt, bevor Sie Kapital in die falsche Maschine investieren.

FAQs

Was ist der Unterschied zwischen Gewindewalzen und Gesteinsbolzenwalzen?

Beim Gewindewalzen handelt es sich um einen umfassenden Herstellungsprozess, bei dem Standardschraubengewinde in Befestigungselementen erzeugt werden, während das Walzen von Gesteinsbolzen eine robuste und spezifische Anwendung des Gewindewalzverfahrens ist, das für die Bodenunterstützung im Berg- und Tunnelbau vorgesehen ist.

Kann eine Maschine sowohl Gewindewalzen als auch Gesteinsbolzenwalzen durchführen?

Ja, eine einzige robuste hydraulische Gewinderollmaschine kann sowohl für das Standard-Gewinderollen als auch für das Rollen von Gesteinsbolzen verwendet werden.

Welche Stahlsorten werden für die Herstellung von Felsankern verwendet?

Die Gesteinsanker werden aus Kohlenstoffstählen und legierten Stählen hergestellt, die aufgrund ihrer Kosteneffizienz und hohen Zugfestigkeit verwendet werden. Sie werden je nach Anwendung und Umgebung auch aus Baustählen hergestellt. Darüber hinaus sind sie aufgrund ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit aus Edelstahl gefertigt. 

Warum ist der Kornfluss bei kaltgeformten Gewinden wichtig?

Der Kornfluss ist bei kaltgeformten (gerollten) Gewinden sehr wichtig, da er entlang des Gewindeprofils ununterbrochen und ununterbrochen bleibt. Der Kornfluss ist wichtig, weil er für eine ununterbrochene Struktur, höhere Festigkeit und bessere Ermüdungsbeständigkeit sorgt und verhindert, dass sich Risse unter starken zyklischen oder wiederholten Belastungen ausbreiten. Es sorgt außerdem für eine Oberflächenkompression und schützt so das Befestigungselement vor Verschleiß und Ausfall. 

Wie lang ist ein typischer Felsbolzen?

Ein typischer Felsanker, der im Untertagebergbau und Tunnelbau verwendet wird, ist 2 bis 3 Meter (6,5 bis 10 Fuß) lang.