17. FEBRUAR 2019

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Zuverlässig verschrauben


Gerade im Leichtbau werden oft gewindefurchende Schrauben eingesetzt. Um Prozesssicherheit in der Montage sicherzustellen, ist bei der Auslegung der Verbindungslösung neben dem Schraubendesign eine genaue Definition des Oberflächensystems erforderlich.
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Gewindefurchende Schrauben formen ihr Gegengewinde beim Einschrauben in ein vorgebohrtes oder gegossenes Kernloch durch eine spezielle Gewindegeometrie spanlos selbst. Deshalb wirken sie als kraftschlüssiges Verbindungselement mit der Zusatzfunktion einer formschlüssigen Verliersicherung. Die Schrauben werden in Durchgangslöchern, in gegossenen Kernlöchern in Aluminiumdruckguss und manchmal auch in Magnesium- oder Zinkdruckguss angewendet.

Um eine sichere Montage zu realisieren, stützen sich Fachleute auf die DIN 267 Teil 30. Die Norm definiert die mechanischen Eigenschaften von gewindefurchenden Schrauben der Festigkeitsklasse 10.9. Diese umfassen das Mindestbruchmoment, Einschraub- und Furchmomente in dafür vorgesehene Prüfplatten mit definierten Löchern sowie Zugbruchkräfte. Außerdem wird die Furchzone der Schraube und das Verhältnis zur metrischen Schraube festgelegt. Das heißt: Das gefurchte Mutterngewinde muss eine handelsübliche metrische Schraube aufnehmen können.

Gute Furchperformance
Neben dieser DIN gibt es spezielle Unternehmensnormen, beispielsweise von Magna, Ford, BMW oder Bosch. Diese definieren oft höhere Anforderungen für bestimmte Anwendungen. Um als Zulieferer darauf reagieren zu können, sind genaue Kenntnisse des gesamten Schraubenverbundes erforderlich.

Thomas Jakob ist Leiter Product-Engineering bei Arnold Umformtechnik. Er kennt sowohl die Kundenanforderungen als auch die möglichen Verbindungslösungen zur Realisierung. „Gewindefurchende Schrauben werden primär bei Leichtmetallen eingesetzt. Unser Produkt Taptite 2000 weist eine sehr gute Furchperformance auf. Dessen Radiusprofil erleichtert zudem das Fließen des Mutternwerkstoffes in Richtung des Schraubengewindekerns. Dadurch entstehen weniger Reibung und ein niedrigeres Furchmoment“, erklärt Jakob.

Die trilobularen Taptite-Schrauben gibt es seit gut 30 Jahren auf dem Markt. Ziel des trilobularen, leicht dreieckigen Querschnitts ist es, die Furchmomente zu reduzieren, um einen stabilen Montageprozess zu gewährleisten. Dabei wird eine große Differenz zwischen Furch- und Anziehmoment sowie ein ausreichender Abstand zwischen Anziehmoment zum Versagensmoment (Überdrehmoment oder Schraubenbruchmoment) angestrebt.

Für die gewindefurchenden Schrauben gibt es ein breites Anwendungsfeld. Häufig werden sie für Leichtmetallanwendungen genutzt, also in Aluminium oder Aluminiumdruckguss, anderen Leichtmetallen, Magnesiumdruckguss, aber auch in Massivstahlverschraubungen. Beispiele für den Einsatz gewindefurchender Schrauben sind Getriebe- und Sensorverschraubungen, Befestigungen im Motorenbereich, Befestigungsplatinen, Aktuatoren oder Pumpen.

Passgenaue Beschichtung und Gleitmittel definieren
Wenn beispielsweise im Bereich der gehobenen Kundenanforderungen mit niedrigeren Furchmomenten gearbeitet werden soll, spielt auch das Oberflächensystem eine entscheidende Rolle. Auf der Oberfläche der Schraube ist meist eine Basisbeschichtung gegen Korrosion aufgetragen – in der Regel eine Zink-, Zink-Nickel- oder Zinklamellenbeschichtung.

„OEMs haben Vorschriften für Oberflächen, die sich in der Regel auf die Basisoberfläche und den Korrosionsschutz beziehen. Wir definieren dann entsprechend die Gleitbeschichtung für die Schraube. Diese ist bei einer vorspannorientierten Auslegung gefügter Metallkomponenten wichtig“, so Jakob.


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Datum:
28.01.2019
Unternehmen:
Bilder:
Arnold Umformtechnik
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