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Einsatzhärten

Einsatzhärten ist ein spezielles Härtungsverfahren für kohlenstoffarme Stähle, die aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehaltes eigentlich nicht härtbar sind. Dabei wird in mehreren Schritten eine gehärtete Oberflächenschicht erstellt, der Rest des Werkstückes bleibt ungehärtet. So kann man die Eigenschaften ungehärteter und gehärteter Stähle miteinander kombinieren, beispielsweise bei Zahnrädern, wo die Zähigkeit des Werkstoffkerns vorteilhaft ist, und die Härte der Oberflächenschicht für niedrigen Verschleiß sorgt. Beim Einsatzhärten wird das Werkstück zunächst aufgekohlt. Darunter versteht man die Einbringung von Kohlenstoff in die äußere Schicht des Werkstückes. Dies wird durch Glühen des Stahls in Kohlenstoff abgebenden Einsatzmitteln für mehrere Stunden bei Temperaturen um 950° Celsius erreicht. Als Kohlenstofflieferanten kommen dabei unterschiedliche Einsatzmittel zur Verwendung: Entweder eine Koks-Holzkohlemischung, eine Zyansalzschmelze oder Gasmischungen, deren Hauptbestandteile Kohlenmonoxid und Wasserstoff sind. Allen diesen Methoden ist gemein, dass dabei Kohlenmonoxid und Kohlendioxid in die Randschicht des Werkstückes eindringen und dort mit dem Werkstoff zu Eisenkarbid reagieren. So lassen sich Schichten bis zu etwa einem Millimeter Dicke erstellen. Die eigentliche Härtung des Werkstückes findet aber erst beim anschließenden Härten und Anlassen statt. Erst bei diesem Aufheizungs- und Abschreckungsprozess entsteht die gehärtete Randschicht.

Einlippen-Bohrverfahren

Das Einlippen-Bohrverfahren ist ein Tiefbohrverfahren, bei dem ein Hartmetallbohrkopf verwendet wird, der eine einzelne Schneide besitzt, die auch Lippe genannt wird (daher der Verfahrensname). Zusätzlich ist der Bohrkopf mit in der Regel zwei Führungsleisten ausgestattet, die beim Anbohren für die Zentrierung des Bohrers sorgen. Der benötigte Kühlschmierstoff wird mit hohem Druck durch den Schaft des Bohrers gepumpt, tritt an der Bohrungsspitze aus, und transportiert die anfallenden Späne über eine in den Schaft eingewalzte Sicke aus der Bohrung ab.

Einheitswelle

Mit dem Begriff Einheitswelle wird das zweite der beiden Passungssysteme bezeichnet, die zur Reduzierung der Vielzahl möglicher Toleranzen im Maschinen- und Fahrzeugbau verwendet werden. Ziel ist es ebenso wie bei der Einheitsbohrung, Bauteile problemlos austauschen zu können. Das System der Einheitswelle, definiert in DIN 7155, sieht als Welle ein bereits auf das Endmaß gefertigtes Stück Rundmaterial vor, für das die darauf angebrachten Bauteile mittels individueller Bohrung auf die gewünschte Passung gebracht werden. Dieses System ist eher selten anzutreffen, und wird vorzugsweise bei sehr langen Wellen benutzt, zum Beispiel in Maschinen der Textilindustrie, bei landwirtschaftlichen Maschinen oder Transmissionen.

Einheitsbohrung

Da im Maschinen- und Fahrzeugbau eine Vielzahl einzeln gefertigter Teile miteinander verbunden werden müssen, und diese Teile alle Toleranzen aufweisen müssen, die miteinander kompatibel sind, wurden Passungssysteme eingeführt, bei denen man sich auf ein gemeinsames Toleranzmaß verständigt hat, um eine größere Anzahl Toleranzen zu vermeiden und durch definierte Passungen den problemlosen Austausch von Maschinen- sowie Normteilen zu ermöglichen. Bedingt durch unterschiedliche Anforderungen wurden daher zwei Passungssysteme entwickelt, die Einheitsbohrung (definiert in der DIN 7154) und die Einheitswelle (definiert in DIN 7155). Der Grundgedanke der Systeme ist, die Toleranzen jeweils in das andere Bauteil zu verlagern. So werden im Passungssystem Einheitsbohrung die Bohrungen stets mit dem gleichen Werkzeug erstellt, und der Durchmesser der zugehörigen Wellen je nach gewünschter Passungsart angepasst. Dieses System kommt im Maschinenbau vorwiegend zum Einsatz, da es kostengünstig ist weil nur wenige unterschiedliche Bohrwerkzeuge benötigt werden. Im Gegensatz zu Drehwerkzeugen ist die Geometrie von Bohrwerkzeugen nicht ohne größeren Aufwand änderbar, so dass es von Vorteil ist, mit wenigen unterschiedlichen Bohrwerkzeugen zu arbeiten, und den Anpassungsaufwand in den Bereich der Drehwerkzeuge zu verlagern.