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Bleche ohne Vorlochung verschrauben

21.10.2008
Space-Frame-Strukturen stellen aufgrund der Mischbauweise und der vielfach einseitigen Zugänglichkeit hohe Anforderungen an die Fügetechnik im Karosserie-Rohbau. Wurden bei Verbindungen mit der Ejot-FDS-Schraube im Audi TT die zu verklemmenden Bauteile noch vorgelocht, hat man beim Audi R8 auf das Lochen der Klemmteile verzichtet, wie Ejot auf der Euroblech 2008 zeigt.

Dazu wurden die Fügeparameter angepasst und die Geometrie der Schraube unterhalb des Schraubenkopfs optimiert, weil ein geringer Anteil des Werkstoffs der Einschraubrichtung entgegenfließt. Diente in der Vergangenheit das Durchgangsloch zur Aufnahme dieses aufsteigenden Durchzuges, wird dieser jetzt durch den erhöhten Freiraum unterhalb des Schraubenkopfes aufgenommen.

Niederhalter minimiert Spaltbildung während der Verschraubung

Zum Fügen wird die fließlochformende Schraube über eine automatische Zuführung in das Mundstück des roboterunterstützten Schraubsystems eingeführt. Bevor der eigentliche Schraubvorgang startet, drückt der vor dem Mundstück positionierte Niederhalter auf die Fügestelle, wodurch eine Spaltbildung zwischen den beiden Bauteilen während der Verschraubung minimiert wird.

Beim Aufbringen der Axialkraft wird gleichzeitig die Spindeldrehzahl hochgefahren. Die Schraube durchdringt die beiden Bauteile mit ihrer Schraubenspitze und formt dann spanlos ein metrisches Mutterngewinde.

Bei Erreichen der Kopfauflage wird der Anteil des zuvor aufsteigenden Materials vom Schraubenkopf aufgenommen. Bis zum Erreichen des Anziehdrehmoments zieht die Schraube die beiden Bauteile zusammen und sorgt aufgrund ihres hohen Gewindetraganteils für eine höherfeste Verbindung.

Schraube zerstörungsfrei wieder gelöst werden

Die Materialanordnung bei der Verschraubung ohne Vorlochen sollte dünn in Dick oder weich in hart sein, weil sich dadurch höhere Anziehdrehmomente darstellen lassen und die Spaltbildung zwischen den beiden Bauteilen minimiert wird. Die Schraube kann zerstörungsfrei wieder gelöst werden, was für den Reparaturfall und beim Recycling von Vorteil ist. Auf diese Weise werden beim Audi R8 serienmäßig 310 FDS-Schrauben ohne Vorlochung automatisch im Karosserie-Rohbau gefügt.

Auch die prozesssichere Montage vorgelochter, dünner Bleche stellt seit jeher ein Problem bei lösbaren Verbindungen dar. Hatte man früher noch häufig Blechdicken von 1 mm und dicker zur Verfügung, haben sich die Dickenbereiche aufgrund von Kosten- und Gewichtseinsparungen reduziert. Durch diese Reduzierung und Einhaltung der DIN 7975 für Blechschraubenverbindungen stellt sich das Problem, dass die Dicke der zu verbindenden Bauteile mindestens der Steigung der Blechschraube entsprechen muss.

Dünnblechschrauben mit 60°-Gewinde weit verbreitet

In den vergangenen Jahren haben sich die Dünnblechschrauben immer häufiger am Markt durchgesetzt. Sie haben ein metrisches 60°-Gewinde und sind häufig mit konischer Spitze ausgeführt.

Da aber zumeist das geformte Mutterngewinde den Schwachpunkt der Verbindung darstellt und nicht die Schraube, hat Ejot sich dieses Themas angenommen. Die gewindefurchende Schraube Sheet-Tracs hat einen asymmetrischen 45°-Flankenwinkel, um damit aufgrund der geringeren Materialverdrängung ein stabileres Mutterngewinde im Einschraubblech zu erzeugen. Dadurch wird das Drehmomentniveau der Verschraubung erhöht und eine mehrfache Wiederholmontage ermöglicht.

Verstärktes Mutterngewinde erlaubt einheitliches Anziehdrehmoment

Ein weiterer Vorteil des verstärkten Mutterngewindes ist die Vereinheitlichung von Anziehdrehmomenten. Bedingt durch den großen Schraubkanal, können Bleche mit unterschiedlichen Dicken mit einem einheitlichen Anziehdrehmoment verbunden werden.

Im unteren, konischen Bereich der Schraube dreht sich der Flankenwinkel um, wodurch der entstehende Durchzug überwiegend in Einschraubrichtung ausgebildet wird. Die unrunde Gewindeformzone sorgt für ein einfaches, zentriertes Ansetzen, die erhöhten Gewindebereiche für ein sicheres Eindringen in den Blechwerkstoff.

Der kreisrunde Querschnitt im oberen, tragenden Gewinde erzielt eine höhere Flankenüberdeckung im Gegensatz zu unrunden Gewindegeometrien im Einschraubblech. Die metrische Steigung der Sheet-Tracs ermöglicht eine Austauschbarkeit mit herkömmlichen metrischen Schrauben.

Ejot GmbH & Co. KG, Halle 13, Stand C72

Rüdiger Kroh | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/verbindungstechnik/articles/150996/

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