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DER KONSTRUKTEUR 5/2017

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- WERKSTOFF- /

- WERKSTOFF- / VERBINDUNGSTECHNIK "LEICHTBAU IST IMMER EINE KOM- PLEXE AUFGABEN- STELLUNG" Dr. Michael Döppert, Chefredakteur Leichtbau, das ist nicht nur die anwendungsgerechte Materialauswahl und die lastgerechte Konstruktion, das ist auch die passende, gewichtsoptimierte Verbindungstechnik. Und damit noch nicht genug. Am Ende soll das leichtere Bauteil bzw. die Gesamtkonstruktion auch noch kostengünstiger sein und verbesserte technische Eigenschaften bieten. Dass es, wie im Beispiel von Aluminiuminserts für die Verbindung von Kunststoffteilen, immer wieder gelingt, all diese Anforderungen zu erfüllen, spricht für die Innovationskraft der Werkstoff- und Verbindungstechnikanbieter. www.DerKonstrukteur.de Technik. Arnold Umformtechnik möchte hier mit dem Aluminiuminsert Eco-Sert anknüpfen. Auch hinsichtlich der Festigkeit sei das Verbindungselement für diese Anwendungsbereiche geeignet. „Durch eine passende Legierungsauswahl können Festigkeiten bis 450 MPa realisiert werden“, so Lenz. OPTIONEN FÜR INDIVIDUELLE VERBINDUNGSLÖSUNGEN DAS ALUMINIUMINSERT IST UM BIS ZU 30 % LEICHTER ALS VERGLEICHBARE MESSINGELEMENTE Wenn das Aluminiuminsert eingepresst wird, muss das Bauteil von zwei Seiten zugänglich sein. Das Element wird dann mittels axialer Krafteinwirkung eingebracht. Anschließend kann eine gewindefurchende Schraube von der Gegenseite aus die Verbindung herstellen und mit einem definierten Anziehdrehmoment im Insert verschraubt werden. Eingebettete Aluminiuminserts werden direkt bei der Herstellung des Bauteils eingebracht. Hierbei bestimmt die Kontur des Inserts die resultierenden Eigenschaften. Anschließend kann das eingebettete Element wie das eingepresste auch mit einer gewindefurchenden Schraube von der Gegenseite verschraubt und mit einem definierten Drehmoment angezogen werden. Die Inserts gibt es in verschiedenen Ausführungen, sodass passgenau zur umzusetzenden Verbindungsstelle eine individuelle Lösung entwickelt werden kann. Grundlage dafür können die Module des Eco-Sert-Baukastens sein, die dann mit den Verbindungselementen aus dem Arnold-Sortiment kombiniert werden. Alle Inserts sind mit Sackloch oder Durchgangsloch erhältlich, sodass die Elemente universell eingesetzt werden können. Ferner haben Kunden die Wahl zwischen einem Element mit Innengewinde und einer Kombination aus Insert und gewindefurchender Schraube zur Direktverschraubung. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN "WIR WOLLEN MIT ALUMINIUM IN KUNST- STOFF APPLIZIEREN UND GEGEN MESSING KONKURRIEREN" Timo Lenz, Projektleiter bei Arnold Umformtechnik In der Verbindungstechnik möchten die Automobilhersteller und Komponentenfertiger weg vom Warmeinbetten und Ultraschalleinbetten – Verfahren, die für das Einbringen von Messinginserts notwendig sind. Die dabei erforderlichen Kosten für Energie, Anlagentechnik und Personal sind hoch. Zudem spielt natürlich der Leichtbau eine wichtige Rolle. Hier bieten Inserts aus Aluminium für die Verbindung von Kunststoffbauteilen gegenüber Messinginserts in vielerlei Hinsicht Vorteile. www.DerKonstrukteur.de KOMPLEXE KUNDENERWARTUNGEN ERFÜLLEN Und wie reagieren die Kunden? „Wenn ich ein System ersetzen möchte, beispielsweise um eine Gewichtsersparnis zu erreichen, dann ist die Preisneutralität ein wichtiges Argument“, weiß Projektleiter Lenz aus Gesprächen mit den Kunden. „Auch die Eigenschaften des Verbindungsteils müssen mindestens gleich sein, vielleicht sogar noch etwas besser als beim zu substituierenden Teil.“ Entsprechend haben die Entwickler von Arnold Umformtechnik die Anforderungen für das neue Verbindungselement aus vielen Kundengesprächen mitgenommen. Bereits 2012 gab es erste Gespräche zu dieser Thematik mit einem Kunden. Für den Komponentenfertiger, der komplette Baugruppen mit diversen Verschraubungen an verschiedene Automobilzulieferer liefert, waren es gleich drei Punkte, die ihn über eine Substitution nachdenken ließen: Prozessvereinfachung, Leichtbau und Kosten. Jetzt ist die Entwicklung abgeschlossen und Eco-Sert hat sich im Testlabor unter praxisnahen Bedingungen bewährt. Hierbei wurden zahlreiche Verschraubungen in diversen Kunststoffen realisiert. Die daraus resultierenden Erkenntnisse ermöglichen eine bessere Bewertung der Kundenapplikationen. Einer Überführung in ein breites Anwendungsspektrum steht aus Sicht von Lenz also nichts mehr im Weg. „Was wir vom Kunden auch bei Eco-Sert benötigen, sind die klassischen Randbedingungen wie Ausreißkraft, Überdrehmoment oder Überdreheigenschaften des Inserts. Außerdem ist es wichtig, dass wir den zur Verfügung stehenden Bauraum kennen. Optional können wir den Einsatz der Aluminiuminserts für jede individuelle Applikation im anwendungstechnischen Labor testen, in dem die konkrete Verbindungslösung mit Bauteil und Element analysiert werden kann. Auf jeden Fall aber empfehlen wir, uns frühzeitig in den Entwicklungsprozess für die Verbindungslösung einzubeziehen“, so Lenz. Bilder: Arnold Umformtechnik www.arnold-fastening.com 20 DER KONSTRUKTEUR 5/2017

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