Getestet im Salzsprühnebel

Mara Hofacker,

Edelstahl-Stellmuttern korrosionsgeschützt

Korrosionsgeschützte Stellmuttern sind in vielen anspruchsvollen Anwendungsbereichen, wie Fluidtechnik, Verpackungsmaschinen, Pumpen, Automation und Handling, unverzichtbar für einen dauerhaft sicheren Betrieb von Maschinen und Anlagen. Sie müssen hohe Anforderungen hinsichtlich Prozesssicherheit, Präzision, Effizienz und Wartungsfreundlichkeit erfüllen.

Edelstahl-Stellmuttern nach bestandenem Salzsprühnebeltest. © Spieth-Maschinenelemente

Für diese Anwendungen bietet Spieth Stellmuttern mit individuell auf die Anforderungen des Kunden abgestimmtem (skalierbarem) Korrosionsschutz – in verschiedenen Beschichtungsarten und in Edelstahl. Die Korrosionsbeständigkeit und Funktionalität der einzelnen Ausführungen hat Spieth in umfangreichen Salzsprühnebeltests nach DIN EN ISO 9227-NNS im Forschungslabor untersucht. Aufgrund der detaillierten Ergebnisse können Kunden hinsichtlich des optimalen Korrosionsschutzes für ihre jeweilige Anwendung noch zielgerichteter und besser beraten werden.

Skalierbarer Korrosionsschutz

Aufgrund der ökologischen Nachteile sowie den Einschränkungen in der Kompatibilität mit der REACH-Verordnung bei Beschichtungswerkstoffen wird sowohl die Verfügbarkeit als auch die Nachfrage nach Bauteilen mit Gelbchromatierung sinken. In einigen Bereichen ist diese Art der Beschichtung sogar verboten. Daher signalisieren immer mehr Kunden Bedarf an Produkten, die diese besonderen Anforderungen an den Korrosionsschutz erfüllen.

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Spieth hat sein Programm nun erweitert und bietet Stellmuttern in verschiedenen Beschichtungen (Blauchromatierung, Zink-Nickel) sowie auch in Edelstahl-Ausführung an, die in Salzsprühnebeltests eine sehr hohe Widerstandskraft aufweisen. Dem Maschinen- und Anlagenbau stehen Präzisionsmuttern mit „skalierbarem“ Korrosionsschutz zur Verfügung, zugeschnitten auf anspruchsvolle Anwendungen und auch in Sonderausführungen verfügbar.

Illustration: das Funktionsprinzip der Stellmutter. © Spieth-Maschinenelemente

Jede korrosionsgeschützte Stellmutter basiert auf dem bewährten Spieth-Prinzip: Die Einstellmöglichkeit des Gewindeflankenspiels auf null stellt nach Unternehmensangaben eine optimale Ausrichtung auf dem Gewinde, bestmögliche Sicherungswerte und hohe Losbrechmomente sicher. Damit einhergehen sollen auch eine hohe axiale Steifigkeit, sehr gute Rundlaufeigenschaften und mehr Funktionssicherheit auch bei großen Lasten und hoher Dynamik. Die Stellmuttern eignen sich für hohe Drehzahlen, bieten hohe Planlaufgenauigkeit, weniger Verschleiß und sind schnell und präzise zu montieren.

Harte Prüfungsbedingungen im Test

In einer umfangreichen Salzsprühnebel-Testreihe gemäß DIN EN ISO 9227-NSS hat der Hersteller Stellmuttern in verschiedenen Beschichtungs-Varianten bis hin zu Edelstahl-Stellmuttern jeweils mit und ohne Spannschrauben auf Korrosion und Funktionsfähigkeit untersucht. Für insgesamt 8 x 20 Muttern wurde eine extrem korrosive Umgebung quasi im „Zeitraffer“ simuliert. Die Prüfdauer betrug maximal 1.000 Stunden. Es erfolgten Zwischenprüfungen in sieben Zeitintervallen, nach denen Muttern entnommen werden: nach 96 Stunden, 192 Stunden, 336 Stunden, 432 Stunden, 504 Stunden, 672 Stundenund 1.000 Stunden.

Die Korrosionsprüfung in einem solchen „Zeitraffer“ kann natürlich nicht eine 1:1-Abbildung der jeweiligen Einbausituation in korrosiver Umgebung der Kundenanwendung sein, gibt jedoch eine detaillierte Aussagekraft, wie sich das Produkt in den jeweiligen Beschichtungsvarianten über einen definierten Zeitraum verhalten würde. So lässt sich besser abschätzen, welches Produkt in welcher Ausführung für die Einbausituation geeignet ist. 

Stellmutter erhältlich in verschiedenen galvanischen oder chemischen Beschichtungen und in Edelstahl. © Spieth-Maschinenelemente

Die Auswertung findet nach genau definierten Bewertungskriterien entsprechend DIN EN ISO 10289 (Schutzgrad Rpund Aussehen RA) auf sehr hohem Kompetenzniveau statt. Nach sieben Zeitintervallen wird die prozentuale Fehlerfläche (nach Schutzgrad Rpund Aussehen RA) unterschieden und der Grad der Verschlechterung detailliert beurteilt. Hierzu untersucht man im Labor den Zustand der Stirnflächen, Bohrungen und der Schrauben. Stellmuttern, die eine Grundmetallkorrosion oder Fehlerfläche von >50 Prozent aufweisen, bestehen diesen Test nicht – sie entsprechen nicht den hohen Maßstäben, die Spieth ansetzt. Denn ein wesentlicher Aspekt der Auswertung ist, dass bei den verschiedenen getesteten Kombinationen – Stellmuttern mit und ohne Spannschrauben – die Quelle der Korrosionsbildung (Stirnfläche, Bohrungen, Spannschrauben) exakt lokalisiert und analysiert wurde, um entsprechende Optimierungen, etwa den Einsatz anderer Schrauben, vorzunehmen.

Anhand der Testreihe mit über 150 geprüften Bauteilen können nun sehr detaillierte Aussagen zum Korrosionsverhalten der einzelnen Beschichtungsarten und Ausführungen getroffen werden.

Edelstahl-Stellmuttern halten über 1.000 Stunden durch

Die Stellmutter aus Edelstahl zeigte im Salzsprühnebeltest nach 1.000 Stunden noch keine Grundmetallkorrosion. © Spieth-Maschinenelemente

Gewinnerin der Testreihe ist die Stellmutter aus Edelstahl. Sie zeigte im Salzsprühnebeltest selbst nach 1.000 Stunden unter härtesten Umgebungsbedingungen noch keine Grundmetallkorrosion und keine signifikanten Fehlerflächen – sowohl die Spannschrauben, die Axial- und Radialbohrung sowie die Stirnfläche und die Funktionalität der Stellmutter waren in Ordnung.

Bei extrem korrosiven Umgebungen oder im Lebensmittelbereich sind Edelstahl-Stellmuttern unverzichtbar. Oft genügen aber auch entsprechend beschichtete Stellmuttern, die dann die wirtschaftlichere Lösung sind. Die Ergebnisse für blauchromatierte Stellmuttern mit blauchromatierten Schrauben lagen bei 192 Stunden. Stellmuttern aus Zink-Nickel mit blauchromatierten Schrauben hielten bis zu 432 Stunden durch. Alle Beschichtungen bieten mindestens den Korrosionsschutz, den Kunden von Spieth-Produkten mit Gelbchromatierung kennen.

Exakte Toleranzen: Schichtdicke und Materialien abgestimmt

Jede Beschichtung ändert die Toleranz der Stellmutter durch die entsprechende Schichtdicke. Im Fertigungsprozess bei Spieth wird deshalb die genau definierte Dicke der späteren Beschichtung bereits berücksichtigt. Beschichtung und Materialien der Stellmutter sind exakt auf die Anforderungen abgestimmt, so entstehen Präzisionsprodukte mit geringsten Fertigungstoleranzen und bester Maßhaltigkeit. „Durch Optimierung unserer Prozesse weisen die Ergebnisse nur eine sehr geringe Streuung auf. Die Schichtdicken und die verwendeten Materialien sind sehr genau definiert“, erklärt Dr.-Ing. Heiko Alxneit, Leiter Produktmanagement bei Spieth. „Uns ist es sehr wichtig, Kunden ein Spektrum an Produkt-Alternativen zu bieten, die qualitativ das hohe Spieth-Niveau erfüllen und dazu ein deutliches Plus an Korrosionsschutz bieten, wie zum Beispiel die Edelstahl-Ausführung.“

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