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Arnold Umformtechnik

Direktverschraubung in Kunststoffe optimiert den Leichtbau

| Redakteur: Peter Königsreuther

Das Thema Leichtbau führt dazu, dass die relativ schweren Standardmetalle an hochleistungsfähige Kunststoffe Terrain verlieren. Mit der richtigen Schraube lassen sich die polymeren Eroberer auch wieder wirtschaftlich fügen.

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Die Gesamtkosten beim Fügen um bis zu 72 % reduzieren? Das klappt laut Arnold Umformtechnik mit der Schraube des Typs Remform, dem besonderen Verbindungselement für Kunststoffe zur Direktverschraubung, besonders gut.
Die Gesamtkosten beim Fügen um bis zu 72 % reduzieren? Das klappt laut Arnold Umformtechnik mit der Schraube des Typs Remform, dem besonderen Verbindungselement für Kunststoffe zur Direktverschraubung, besonders gut.
( Bild: Arnold Umformtechnik )

Mit der Remform-Schraube habe Arnold Umformtechnik aus Forchtenberg ein Verbindungselement geschaffen, das nicht nur dem Leichtbaugedanken Rechnung trage. Auch Montagezeiten können verkürzt und Montagerisiken minimiert werden, so Arnold. Dabei spielten vor allem das Schraubendesign und die richtige Auslegung des Kunststoffbauteils eine wichtige Rolle.

Im Gegensatz zur üblichen Kunststoffverschraubung ist der Verarbeitungsprozess in der Kunststoffdirektverschraubung mit der Remform-Schraube deutlich schlanker machbar, wie es weiter heißt. Das Bauteil könne direkt mit optimal ausgelegten Kernlöchern gespritzt werden und unmittelbar im Anschluss per Kunststoffschraube montiert werden. Dadurch entfallen zeitaufwendige Handlingschritte, wie Arnold betont.

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Sichere Verschraubung durch asymmetrisches Gewindeprofil

Die Remform-Schraube gewährleiste durch ihr asymmetrisches Gewindeprofil verlässliche Sicherheit bei der Verbindung der Kunststoffdirektverschraubung. Verglichen mit einer üblichen Kunststoffschraube hat die Remoform-Type, wie es heißt, einen optimierten Gewindekern, der außer der Schwingfestigkeit auch das Bruchdrehmoment der Schraube deutlich erhöht. Daraus folge eine stabilere Verbindung der Fügepartner, was auch bei hochfesten Kunststoffen ein höheres Montagedrehmoment erlaube, ohne dass das Risiko eines Schraubenbruchs bestehe.

Anwendungsvideo zur Remform-Schraube

Eine weitere Verbesserung zur üblichen 30°-Flanke stellt das Radiusprofil der Gewindeflanken dar, so Arnold. Durch die schnell auftretenden Druckspannungen während des Gewindeformens und die vergleichsweise hohen Drehzahl finde ein gezielter lokaler Wärmeeintrag in den Kunststoff statt. Aufgrund der temperaturabhängigen visko-elastischen Eigenschaften des Kunststoffs können Fließverhalten und -richtung laut Arnold gezielt beeinflusst und ausgenutzt werden. Das Radiusprofil verdränge wegen seines höheren Materialvolumens dabei den Kunststoff hin zur lasttragenden Flanke, ohne starke Spannungsspitzen zu generieren.

Bauteilreparaturen werden prozesssicher möglich

Aus den geometrischen und werkstofflichen Eigenschaften der Remform-Schraube resultiert zudem die Möglichkeit, prozesssichere Wiederholverschraubungen zu realisieren, wie Arnold erklärt. Dadurch könnten Bauteilreparaturen prozesssicher und ohne Einschränkungen durchgeführt werden.

Außer den technischen Vorteilen spielten auch die kaufmännischen Pluspunkte eine große Rolle. So würden mithilfe des Arnold-Prognosetools „Fast Designer Plastics“ die mechanischen Anforderungen an die Verbindung mit dem ausgewählten Kunststoff in Einklang gebracht. Dabei werden der Montageprozess und die Montagevorspannkräfte bereits im Designprozess prognostiziert und sowohl das Kernloch als auch die Schraube den entsprechenden Anforderungen angepasst, wie Arnold erklärt. Kostenintensive Versuche könnten also auf ein Minimum reduziert werden

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