DER KONSTRUKTEUR 12/2017

SPECIAL LEICHTBAU DEN

SPECIAL LEICHTBAU DEN DREH RAUS 46 DER KONSTRUKTEUR 12/2017

LEICHTBAU Leichtbau ist ein Thema, das in vielen Bereichen des Maschinenbaus in Zukunft stark an Bedeutung gewinnen wird. Leichtbau stellt hohe Anforderungen an Materialien, aber auch an die Verbindungstechnik. Ein Verfahren das sich hier heute schon in der Automobilindustrie etabliert hat, ist die Fließformverschraubung. 01 Die speziell geformte Spitze der sogenannten Fließlochoder Fließformschraube generiert durch hohen Anpressdruck und hohe Drehzahl Reibungswärme und erwirkt einen Fließprozess des nicht vorgebohrten Metallblechs. Zu Beginn des Prozesses bildet sich zunächst ein Krater, in den nach Durchtritt der Schraube und Formung eines Durchzugtrichters bei reduziertem Anpressdruck das mehrgängige Gewinde gefurcht wird. Ein Maschinengewinde entsteht, das im Reparaturfall auch eine normale Schraube aufnehmen kann. Nach dem Ausformen dieses Fließlochs wird die Drehzahl herabgesetzt, es folgen der Voranzug der Schraube bis zur Kopfauflage und der Endanzug des Verbindungselements auf die zuvor festgelegten Parameter Drehmoment und Drehwinkel. Der komplette Vorgang dauert in der Regel weniger als zwei Sekunden. Zusätzliche Sicherungselemente wie Muttern oder Bolzen sind nicht erforderlich, da sich bei der Montage Durchzug EINE NEUE MONTAGEEINHEIT ERHÖHT DIE QUALITÄT DER PRO- ZESSFÜHRUNG UND DAMIT AUCH DIE VERSCHRAUBUNGSQUALITÄT und Gewinde der Schraube optimal anpassen. Die Schraube sitzt. Vorbereitendes Bohren oder Stanzen der Bauteile entfällt. Dieses Verfahren erlaubt nicht nur das Verbinden von Blechen verschiedener Materialien, sondern bietet auch in Bezug auf Prozesskosten und -zeiten deutliche Vorteile. Doch eignet sich dieses Schraubverfahren auch bei schwankenden Toleranzen und Bauteilvarianten? VERSCHRAUBUNGSQUALITÄT TROTZ BAUTEILTOLERANZEN Um die Verschraubungsqualität trotz Bauteiltoleranzen wie Lageabweichungen, Blechdickentoleranzen, Schraubenlängentoleranzen oder Gefügeunterschieden sicherzustellen, müssen bei bis herigen Schraubsystemen für alle Schraubstellen die Schraubparameter aufwändig und separat ermittelt werden. Üblicherweise basieren deren Zustellbewegungen und -kräfte auf Druckluftzylindern mit Proportionalventil. Die notwendige Genauigkeit der Statusänderung von Zustellkräften und -positionen lassen dann unter Umständen zu wünschen übrig. Das Verhalten komprimierter Luft kann verhindern, dass die einzelnen Prozessschritte mit der gewünschten Genauigkeit erfolgen. Besonders kritisch ist dabei der Übergang von der Ausformung des Durchzugs zum Gewindefurchen. Hier besteht bei verfrühter Reduzierung von Schrauberdrehzahl und/oder Andruckkraft die Gefahr, dass der Durchzug nicht vollständig ausgebildet wird und durch erhöhtes Furchmoment die Schraube oder das Bauteil VERBINDUNGSTECHNIK FÜR DEN LEICHTBAU Das Schraubsystem kann durch Austausch der schraubenspezifischen Baugruppen einfach an unterschiedliche Verbindungs elemente angepasst werden CO 2 -Reduktion und die Verlängerung von Ladezyklen bei der E-Mobilität: beides Ziele, denen man durch leichtere Fahrzeuge näher kommt. Der moderne Fahrzeugbau hat das längst erkannt und setzt auf Leichtbaustoffe. Hohe Sicherheitsanforderungen, die Werkstoffverfügbarkeit, eine einfache Reparatur, der leichte Austausch von Karosseriebauteilen bis hin zum Recycling und der Möglichkeit zur Wiederverwertung stellen die Automobilindustrie vor große Herausforderungen. Auch für die Montage bedeutet dies ein Umdenken: Die Wahl der richtigen Verbindungstechnik ist im Leichtbau von entscheidender Bedeutung. Im Karosseriebau der Automobilindustrie hat sich die Fließlochverschraubung etabliert. DER KONSTRUKTEUR 12/2017 47