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Auslegung von Verbindungslösungen

Beratungskonzept mit Köpfchen

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Verschraubungen | Beim Leichtbau in der Automobilindustrie spielt auch die Verbindungstechnik eine gewichtige Rolle. Mit Blue Fastening ermöglicht Arnold Umformtechnik eine Gewichtsreduzierung und Qualitätssteigerung in der Automobilindustrie.

Sibylle BeckMarketing & CommunicationsArnold Umformtechnik

„Für die Fahrzeughersteller sind Leichtbau, Elektrifizierung und Effizienzsteigerung wichtige Stoßrichtungen. Ziel ist die CO2-Reduzierung. Entsprechend müssen unsere Lösungen leicht und effizient sein und sich durch einen optimalen Verbindungscharakter auszeichnen“, erklärt Thomas Jakob, Leiter Anwendungstechnik bei Arnold Umformtechnik.
Mit dem Blue-Fastening-Ansatz zeigt das Unternehmen, wie die Verbindungstechnik die Anforderungen der Automobilindustrie und deren Zulieferer nach Gewichtsreduzierung und Qualitätssteigerung unterstützen kann. Blue Fastening ist als produktübergreifendes Innovations- und Effizienzkonzept über die gesamte Wertschöpfungskette zu verstehen. Um dies konkret umzusetzen, nutzt der Hersteller das Beratungskonzept „Fasteneering“ für die Auslegung einer Verbindungslösung. Auch die Bauraumoptimierung ist ein wichtiger Ansatz.
„Wenn der Kunde mit einer Idee zu uns kommt“, erklärt Jakob, „analysieren wir die Verbindung durch eine komplexe Berechnung.“ So werden beispielsweise die Scherfestigkeiten des Schrauben- und Muttergewindes ermittelt und durch die Auswahl der Kopfgeometrie die Übertragung des erforderlichen Drehmomentes sichergestellt, wobei auch die zulässigen Grenzflächenpressungen des Klemmteiles unter dem Schraubenkopf beachtet werden. „Anschließend erstellen wir einen Konzeptvorschlag für die Umsetzung“, so Jakob weiter. Dazu gehören eine Einschraubtiefenoptimierung und – wenn möglich – eine Reduktion des Schraubenkopfvolumens. Durch diese Vorgehensweise werden eine belastungsgerechte Konstruktion sichergestellt und ‚Oversizing‘ vermieden.
Der Einsatz von tragfähigkeitsoptimierten, gewindefurchenden und fließlochformenden Schrauben ist die nachhaltigere Lösung – auch mit Blick auf eine Prozesskostenoptimierung. „Durch den Einsatz von gewindefurchenden Taptite-2000-Schrauben in GD-Al entfällt ein Bohren und Gewindeschneiden. Und durch Einsatz von fließlochformenden Flowform-Schrauben kann das Vorlochen und Gewindeschneiden in Blechen entfallen“, nennt Jakob Beispiele.
Ein weiterer Ansatzpunkt für Einsparungen ist die Nutzung innovativer Werkstoffe und Technologien. So eignen sich laut Jakob beispielsweise ENAW-6056-Aluminiumschrauben für das Fügen von Leichtmetallen wie Aluminium oder Magnesium. Bei Magnesium-Legierungen ist optional der Einsatz gewindefurchender TT2000 ENAW 7075 möglich. Im Kunststoffbereich ist die Direktverschraubung mit Remform eine kostengünstige und effiziente Wahl für das Fügen von Thermoplasten. Eine Kunststoffverbindung mit voller Tragfähigkeit wird hingegen durch APT-Al-Buchsen erreicht, die mit Taptite 2000 verschraubt werden.
Aus den vielen kleinen Bausteinen, die im Daily Business gemeinsam mit dem Kunden erarbeitet und besprochen werden, hat Arnold jetzt die Systematik Blue Fastening generiert, die Step-by-step mit dem Kunden abgearbeitet wird. Die möglichen Einsparungen bei der konsequenten Umsetzung des Blue-Fastening-Ansatzes sind mannigfaltig: So kann die Leistungsverdichtung im Verbindungsbereich umgesetzt und gleichermaßen eine geforderte Sicherheit gewährleistet werden. Auch finanzielle Einsparungen sind denkbar, etwa beim Einsatz gewindefurchender Schrauben.
Kostengünstige Dehnschrauben
Thomas Jakob beschreibt den Ablauf: „Bei einem Projekt sollte eine Flansch-Hülse auf einer rotierenden Welle fixiert werden. Geplant war eine Dehnschraube M10 – eine teure Lösung, da aufwendig spanend nachbearbeitet werden muss. Nach einer Analyse und Berechnung konnte eine M9-Schraube eingesetzt werden, die 9 mm kürzer war. So wurde eine deutlich preisgünstigere Lösung entwickelt. Wenn bisher im Standardprozess eine Verbindungslösung Schraube-Scheibe-Messinginsert (in Kunststoff eingebettet) realisiert wurde, so kann eine Kunststoffdirektverschraubung mit Remform-Flachrundkopf die Komplexität reduzieren.
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