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Direktverschraubung Geschäumte Kunststoffe sicher verbinden

| Redakteur: Dorothee Quitter

Ejot hat mit der Cell-PT-Schraube ein leistungsfähiges Verbindungselement für im Mu-Cell-Verfahren hergestellte, geschäumte Thermoplaste entwickelt.

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Die Gewindekontur ermöglicht, im Gegensatz zu selbstfurchenden Geometrien, materialschonendes Gewindeprägen durch eine elastische/plastische Umformung im Kunststoff-Tubus.
Die Gewindekontur ermöglicht, im Gegensatz zu selbstfurchenden Geometrien, materialschonendes Gewindeprägen durch eine elastische/plastische Umformung im Kunststoff-Tubus.
(Bild: Ejot )

Bei der Entwicklung von Kunststoff-Bauteilen finden aus Gewichtsgründen zunehmend geschäumte Thermoplaste ihre Berücksichtigung im Lastenheft. Dieses innovative Material ermöglicht eine deutliche Kosteneinsparung in der Herstellung, da es sich sehr gut verarbeiten lässt und damit den gesamten Produktionsprozess erheblich effizienter gestaltet. In der Praxis wird zwischen zwei unterschiedlichen Schäumverfahren unterschieden, physikalisch oder chemisch. Diese unterscheiden sich sowohl im Herstellungsprozess als auch in der Struktur des fertigen Kunststoffteils, was sich in unterschiedlichen Zellgrößen niederschlägt. Das Ergebnis bei beiden Verfahren ist immer eine mikrozellulare Schaumstruktur im Bauteil (auch bei Wandstärken unter 1 mm) und eine kompakte Randschicht.

Gewichtseinsparungen bis 15 % möglich

Neben den verarbeitungstechnischen Vorzügen dieses innovativen Verfahrens ist der wichtigste Grund für die steigende Beliebtheit der unbestrittene Gewichtsvorteil. Je nach Bauteil sind 5 bis 15 % Gewichtseinsparung realisierbar. Dies eröffnet thermoplastisch geschäumten Bauteilen ein breites Spektrum möglicher Anwendungen. Für den Automobilsektor ist beispielsweise der gesamte Interior-Bereich prädestiniert für deren Einsatz. Vom Instrumententräger über Blenden, Klappen, Tür- und Sitzverkleidungen, Elektronik- und Steuergehäusen bis hin zu Griffen oder Abdeckungen, dem Spektrum möglicher Einsatzgebiete sind kaum Grenzen gesetzt.

Neues Befestigungskonzept nötig

Da sich die geringere Dichte des geschäumten Thermoplastes, die letztlich den Gewichtsvorteil ausmacht, unmittelbar auf die Stabilität auswirkt, stellt sich für den Produktentwickler die Herausforderung, dies bei der Bauteilauslegung konstruktiv zu berücksichtigen. Damit einhergehend muss auch das Befestigungskonzept neu überdacht werden, da herkömmliche selbstfurchende Schrauben für diese veränderten Materialeigenschaften nicht ausgelegt sind und daher schnell an ihre Grenzen stoßen. Für diesen Anwendungsfall hat der Verbindungstechnik-Spezialist Ejot die Cell PT entwickelt. Diese neuartige Schraube besitzt eine spezielle Gewindekontur aufgrund der besonders ausgeformten Gewindespitzen in Verbindung mit einer ausgefeilten Flankenwinkel-Radien-Kombination im Gewindebereich.

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Gewindekontur verformt das Material

Diese spezielle Gewindekontur der Cell-PT-Schraube wurde in umfassenden Versuchsreihen eigens für die zellular geschäumten Thermoplaste entwickelt. Diese Kontur ermöglicht, im Gegensatz zu selbstfurchenden Geometrien, materialschonendes Gewindeprägen durch eine elastische / plastische Umformung im Kunststoff-Tubus. Durch das Gewindeprägen wird die kompakte Randschicht im Kernloch vom Gewindezahn verformt und nicht zerstört – sie bleibt somit erhalten. Die daraus resultierende, hohe Drehmoment- und Kraftübertragung in Mu-Cell-geschäumten Thermoplasten gewährleistet höchste verbindungstechnische Sicherheit. Bei Sacklochverschraubungen wird sogar eine weitere Erhöhung der Drehmomente erreicht, da die besonders ausgeformte Spitze zusätzlich in das Kunststoffmaterial am Sacklochgrund eindringt. (qui)

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