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Schraube

Hochleistungskunststoffe direkt verschrauben

| Redakteur: Dorothee Quitter

Gegenüber dem Einsatz von metrischen Schrauben können bei der Direktverschraubung von Hochleistungskunststoffen Arbeitsschritte und damit Kosten gespart werden. Welche das sind, lesen Sie im folgenden Beitrag.

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Das Radiusprofil der Remform-Schraube verdrängt den Kunststoff zur steilen Lastflanke hin. So kann die nötige Vorspannkraft generiert werden.
Das Radiusprofil der Remform-Schraube verdrängt den Kunststoff zur steilen Lastflanke hin. So kann die nötige Vorspannkraft generiert werden.
( Bild: Arnold Umformtechnik )

Der Trend, dass Metalle durch immer leistungsstärkere und hochfeste Kunststoffe ersetzt werden, hält gerade im Leichtbau an. Optimal ausgelegte und für diese Hochleistungskunststoffe angepasste Direktverschraubungen gewinnen vor diesem Hintergrund an Bedeutung. Mit der Remform-Schraube hat die Arnold Umformtechnik eine Verbindungslösung im Programm, die nicht nur dem Leichtbaugedanken Rechnung trägt. Auch Montagezeiten können verkürzt und Montagerisiken minimiert werden. Dabei spielen 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. Das Bauteil kann direkt mit optimal ausgelegten Kernlöchern gespritzt werden und unmittelbar im Anschluss mittels Kunststoffschraube montiert werden. Dadurch entfallen zeitaufwendige Handling-Schritte.

Asymmetrisches Gewindeprofil

Die Remform-Schraube gewährleistet durch das asymmetrische Gewindeprofil verlässliche Sicherheit in der Verbindung der Kunststoffdirektverschraubung. Verglichen mit einer herkömmlichen Kunststoffschraube hat sie einen optimierten Gewindekern, der neben der Schwingfestigkeit auch das Bruchdrehmoment der Schraube deutlich erhöht. Dies führt zu einer stabileren Verbindung der Fügepartner und ermöglicht auch bei hochfesten Kunststoffen ein höheres Montagedrehmoment, ohne das Risiko eines Schraubenbruchs zuzulassen.

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

Prozesssicheres Wiederholen möglich

Aus den geometrischen und werkstofflichen Eigenschaften der Remform resultiert zudem die Möglichkeit, prozesssichere Wiederholverschraubungen zu realisieren. Dadurch können Bauteil-Reparaturen prozesssicher und ohne Einschränkungen durchgeführt werden.

Neben den technischen Vorteilen spielen auch die kaufmännischen Vorteile eine große Rolle. So werden mit Hilfe 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 Kernloch und Schraube den entsprechenden Anforderungen angepasst. Kostenintensive Versuche können somit reduziert werden. (qui)

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