Technische Informationen - Schraubverbindungen in dünnen Blechen

Schrauben-Mutter-Verbindungen werden speziell entwickelt, um Komponenten und Bleche wiederlösbar miteinander zu verbinden. Da sich lösende Muttern und Unterlegscheiben den Produktionsprozess verlangsamen und bei der Wartung verloren gehen oder in das Produkt fallen können, wird dort, wo die Möglichkeit besteht, das Gewinde unverlierbar im Material integriert. Schraubverbindungen können auf unterschiedliche Weise mit dem Trägermaterial verbunden werden. Im Zusammenhang mit der kontinuierlichen Nachfrage nach Kostenreduktion und immer strengeren Umweltschutzanforderungen und Arbeitsschutzgesetzen wird die mechanische Integration von Schraubbefestigungen bevorzugt.

Blindnietmutter in duenner Platte

Vorteile der mechnanischen Montage eines Gewindes in ein dünnes Blech:

  • Montage in ein gebohrtes, gelasertes oder gestanztes Loch hat eine präzise Positionierung des Befestigers zur Folge.
  • Sauberer Produktionsprozess, keine Schweißspritzer oder -dämpfe. Kein Materialverzug aufgrund von Schweißwärme.
  • Niedriger Energieverbrauch.
  • Optische Qualitätskontrolle.
  • Die zu verbindenen Materialien brauchen nicht vorbehandelt oder gereinigt werden.
  • Die Oberflächenbeschichtung (z.B. Zink- oder Lackschicht) wird nicht beschädigt.
  • Keine Nachbehandlung nötig, da die verzinkte Mutter in das verzinkte Blech eingesetzt werden kann.
  • Eine starke Verbindung mit ausreichenden Gewindegängen und einer Festigkeitsklasse nach Wahl.


Blindnietmutternbefestigungssysteme
Für das einseitige (von einer einzigen Seite aus) Montieren einer Schraubverbindung in ein Werkstück sind verschiedene Gewindebefestigungsarten entwickelt worden. Jede davon hat spezielle Eigenschaften. Einseitige Montage wird dann bevorzugt, wenn das Produkt nur von einer Seite aus zugänglich oder wenn es sehr groß ist und nicht unter einer Presse platziert werden kann. Bei der Montage von Schraubverbindungen dieser Form braucht man mit dem Werkzeug nur einseitgen Zugang zum Werkstück.

Blindnietmutternbefestigungssysteme sind nach der Oberflächenbehandlung des Werkstückes montierbar. Blindnietmuttern aus Aluminium können z.B. in Aluminiumprofile (Extrusion) montiert werden, ohne dass es zum Auftreten von Kontaktkorrosion kommt. Die Blindnietelemente sind optimal für die Montage in Rundrohren geeignet. Hier wird aufgrund des speziellen Montageverfahrens eine sehr hohe Verdrehsicherheit erzielt.

Blindnietmutter Extrusionsprofil           Blindnietmutter im Rohr


Anforderungsprofil
Ein wichtiger Punkt beim Selektieren des Gewindeträgers ist ein sorgfältiges Abwägen der Möglichkeiten und Einschränkungen der verschiedenen Systeme. Für eine wohlüberlegte Wahl ist ein sorgfältig aufgestelltes Anforderungsprofil unentbehrlich. Dieses Anforderungsprofil sollte aus funktionellen und produktionstechnischen Anforderungen und Wünschen bestehen.

  • Art der zu verbindenen Materialien
  • Kräfte, die auf die Verbindung wirken, wie Auszugskraft, Drehmoment und Anzugsmoment
  • Korrosionsbeständigkeit

Produktionstechnische Anforderungen können sein:

  • Automatisierbarkeit
  • Zugänglichkeit (einseitig, zweiseitig)
  • Randabstand
  • Lochabmessung
  • Verarbeitungsgeschwindigkeit (Anzahl der Verbindungen pro Zeiteinheit).


Die produktionstechnischen Konsequenzen einer Wahl werden häufig unterschätzt, obwohl sie oft bestimmend für die Produktionseffizienz und dem damit verbundenen Kostenpreis eines Produktes sind. Es ist notwendig, den gesamten Montageprozess zu analysieren, um eine optimale Wahl zu treffen.

Stärke
Die Stärke einer Schraubverbindung ist nicht nur abhängig von der Materialqualität der ausgewählten Gewindeträger und Schrauben, sondern auch von deren Verbindung mit dem Werkstück. Die Auszugskraft und das Durchdrehmoment (Abb. 9 und 10) sind ein guter Anhaltspunkt für die Stärke einer Verbindung. Auf den entsprechenden Produktseiten im Katalog sind für die meisten Gewindeträger die spezifischen Auszugskräfte und Durchdrehmomente angegeben. Die Festigkeitswerte, die auf den Produktseiten angegeben sind, gelten als Anhaltspunkte, da sie durch Härte des Werkstoffes, Klemmbereich, Lochabmessung, Randabstand und Montagekraft beeinflusst werden.

Auszugskraft Schraubgewinde

Auszugskraft: Kraft, die benötigt wird, um den Befestiger aus dem Trägermaterial herauszuziehen. Das Trägermaterial wird dabei von einem Haltering festgehalten, dessen Durchmesser dem 3-fachen Durchmesser der Blindnietmutter/ -schraube entspricht.

Drehmoment Schraubgewinde

Drehmoment: Drehmoment, welches benötigt wird, um den Befestiger im Trägermaterial drehen zu lassen, ohne die Spannkraft zu beeinflussen (nach Montage).

Anzugsmoment Schraubgewinde

Anzugsmoment: Empfohlenes Anzugsmoment einer Schraube mit der Güteklasse 8.8.

Die Werkstoffgüte des Gewindeträgers bestimmt im hohem Maße die Zugkraft und das Anzugsmoment (Abb. 11) der Schraubverbindung. In folgender Tabelle finden Sie Richtwerte für das Anzugsmoment für Schrauben und Muttern verschiedener Güteklassen.

Anzugsmomente für Standardschrauben

Anzugsmomente für Standardschrauben. Die angegebenen Werte sind Maximalwerte, die Minimalwerte sind um 7% niedriger. Der Reibungskoeffizient ist µ=0,14. Hinter dem Maß für das Gewinde steht die Gewindesteigung in Klammern, wenn es sich um ein normales Gewinde handelt. Handelt es sich um ein Feingewinde, dann steht diese Angabe nicht in Klammern.

Korrosionsbeständigkeit
Die Korrosionsbeständigkeit von Gewindeträgern gewinnt zunehmend an Bedeutung. Man unterscheidet zwischen atmosphärischen und galvanischen Korrosionen. Bei der atmosphärischen Korrosion reagieren das Material des Gewindeträgers und das Trägermaterial mit Stoffen, die sich in der Umgebungsluft befinden. Die galvanische Korrosion wird durch den elektrischen Potentialunterschied zwischen den Metallen verursacht, die direkt miteinander in Kontakt stehen. Je größer der elektrische Potentialunterschied, desto größer die Beeinträchtigung des jeweiligen Materials. Gewindeträger können aus diversen korrosionsbeständigen Materialien geliefert werden, wie Aluminium, Edelstahl und Monel®. Stählerne Befestiger sind mit verschiedenen Oberflächenbehandlungen lieferbar. Monel® ist eine Kupfer-Nickel-Legierung, die unter bestimmten Bedingungen eine bessere Korrosionsbeständigkeit besitzt als Edelstahl (Abb. 13). Wenn Edelstahlschrauben in Verbindung mit Monel® High-Torque-Blindnietmuttern verwendet werden, verhindert dieser Werkstoff das "Fressen" von Edelstahlschrauben in den Gewindeträger.

Aus der Sicht der Korrosionsgefahr ist es wünschenswert, dass das Material oder die Oberfläche des Gewindeträgers aus dem gleichen Material gefertigt ist, wie die des Trägermaterials. Wenn der Gewindeträger aus (produktions-)technischen Gründen aus einem anderen Material gefertigt ist, als das Trägermaterial, kann die Wahl der besten Materialkombination anhand der folgenden Tabelle getroffen werden.


Tabelle: Richtlinien galvanischer Korrosion
Richtlinien galvanischer Korrosion


Schraubgewinde in Kunststoffen
Wiederlösbarkeit ist eine funktionelle Anforderung, die mit Hilfe von Schraubgewinden realisiert werden kann. Aber haben Sie schon probiert, Schraubgewinde in Kunststoffe einzusetzen? Nicht so einfach...oder doch? Innerhalb unseres Produktangebots ist eine Reihe von Lösungen zu finden, die sich optimal für die Installation von Schraubgewinden in Kunststoffen eignen. Mit der richtigen Kombination von Befestigungselement und Werkzeug können Sie sowohl Kosten mindern als auch die Qualität Ihres Produktes verbessern. Im Folgenden werden Ihnen eine Anzahl innovativer Schraubgewindesysteme speziell für Kunststoffe vorgestellt.

Blindnietmuttern High Torque

‘Blinde’ Lösungen
Die innovative Blindniettechnik des High-TorqueSystems bietet Ihnen eine Lösung für das Einbauen von Schraubgewinden in Kunststoffe. In Anbetracht dessen, dass Kunststoffen (Laminat) häufig im Klemmbereich variieren, ist es wichtig, ein System zu verwenden, bei dem die Toleranzen im Klemmbereich keinen kritischen Aspekt für die Qualität der Verbindung darstellen.

High-Torque-Blindnietmuttern und Spreiz-Blindnietmuttern sind durch den großen Klemmbereich (Multigrip) sehr flexibel. Im Gegensatz zu den konventionellen Blindnietmuttern haben die High-Torque-Blindnietmuttern eine ausgezeichnete Montageloch füllende Funktionsweise (hohes Durchdrehmoment). Diese Multigripeigenschaft kommt durch die Verwendung von dem dazugehörigen drehmomentund kraftgesteuerten Montagewerkzeugen optimal zur Geltung. Mit diesem Werkzeugen entfällt die Hubeinstellung.

Die Neopren-Blindnietmutter beteht aus einer starken elastischen Hülse aus Neopren mit einem Gewindeeinsatz aus Messing. Die Niethülse dehnt sich durch das Einschrauben einer metrischen Standardschraube mit Hilfe eines gewöhnlichen handbetriebenen, elektrischen oder pneumatischen Schraubwerkzeuges aus. Hierdurch entsteht eine Befestigung, die, abgedichtet durch Neopren, beständig ist gegen Leckage, Vibrationen und Erschütterungen. Beim Einsetzen von 'blinden' Lösungen darf kein chemischer Schmierstoff hinzugefügt werden. Es besteht sonst die Möglichkeit des Mitdrehens des Blindnietbefestigers.