Schrauben Prozesssichere Montage dünner Bleche

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Um dünne Materialien sicher zu verschrauben, waren bislang zusätzliche Fügeelemente und Prozessschritte nötig. Damit macht die neue Schraube Sheetite Schluss.

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Das Fügen dünner Bleche spielt in vielen Branchen eine wichtige Rolle – sei es in der Automobil- und Zulieferindustrie oder bei den Herstellern Weißer Ware, z. B. Waschmaschinen.
Das Fügen dünner Bleche spielt in vielen Branchen eine wichtige Rolle – sei es in der Automobil- und Zulieferindustrie oder bei den Herstellern Weißer Ware, z. B. Waschmaschinen.
(Bild: Arnold Umformtechnik)

Die neue Dünnblechschraube gehört zu den gewindeformenden Schrauben und dient zum Verschrauben vorgelochter Bleche. Die Funktionsweise ist folgende: Während des Einschraubvorgangs verdrängt die Schraube Sheetite mit ihrem gewindeformenden Bereich spanlos Material des Einschraub- teils und formt sich selbstständig ein Mutterngewinde. Je nach Art der Vorlochung verdrängt sie dabei Material in Fügerichtung, wodurch sich die Einschraubtiefe im Vergleich zur ursprünglichen Blechstärke vergrößert. Gleichzeitig nimmt die Anzahl der tragenden Gewindegänge im geformten Gewindedurchzug zu.

Jan Büchle, bei Arnold Umformtechnik in der Abteilung für Forschung und Entwicklung tätig, beziffert das Mehr an Einschraubtiefe abhängig von der Blechstärke auf bis zu 60 %. „Im weiteren Fügeverlauf steht nach dem vollständigen Einschrauben und Erreichen der Kopfauflage ein höherer Materialanteil gegen die Überlastung der Schraubverbindung zur Verfügung“, erläutert er den positiven Effekt.

Die patentierte gewindeformende Schraube Sheetite erspart Arbeitsschritte und unterstützende Zusatzfügeelemente.
Die patentierte gewindeformende Schraube Sheetite erspart Arbeitsschritte und unterstützende Zusatzfügeelemente.
(Bild: Arnold Umformtechnik)

Auch im Hinblick auf verkürzte Durchlaufzeiten sowie optimierte Prozessabläufe sei die Fügetechnik ein erster Ansatzpunkt, so Büchle weiter: „Neue Verbindungselemente müssen zum einen fortbestehende Prozesssicherheit gewährleisten. Zum anderen sollen innovative Fügeverfahren die Verarbeitungszeit verkürzen oder vorgelagerte Prozessschritte zum Vorbereiten der Fügestelle einsparen. Beides schaffen wir mit Sheetite. Es ist lediglich notwendig, das Blech vorzulochen. Muttern oder andere Hilfsfügeelemente entfallen komplett.“ Bei einer hohen Anzahl an Fügestellen reduziere dies die Durchlaufzeiten enorm.

Auswahlkriterien für den Einsatz von Dünnblechschrauben

Sheetite ist zum Verschrauben von zwei oder mehr aufeinanderliegenden plattenförmigen Bauteilen mit einem Gesamtverbund von 0,5 x d (Nenndurchmesser) oder weniger vorgesehen. Dieser Verbund besteht mindestens aus einem obenliegenden Klemmteil mit Durchgangsloch sowie einem untenliegenden vorgelochten Einschraubteil mit oder ohne Durchzug. Bei seiner Entwicklungsarbeit hat Jan Büchle die Vorteile der Dünnblechschraube ausführlich untersucht: „Im direkten Vergleich mit herkömmlichen Blechschrauben kann man erkennen, dass diese aufgrund ihrer großen Gewindesteigung vermehrt während des Einschraubvorgangs kippen und sich nicht senkrecht zur Werkstückoberfläche einschrauben lassen. Dadurch entsteht keine ebene Kopfanlage auf der Werkstückoberfläche und der Schraubenkopf wird einseitig stärker belastet.“ Zudem ließen sich die Blechschrauben bereits von Hand überdrehen, da der Werkstoff bei der geringen Einschraubtiefe nicht genügend Sicherheit für eine prozesssichere Montage böte. Bei steigenden Materialstärken und damit größeren Einschraubtiefen können Konstrukteure jedoch auf herkömmliche Verbindungselemente für die Metalldirektverschraubung zurückgreifen.

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