Leichtbau Neue Schraube für gewachsene Ansprüche
Hochfeste Stähle, Aluminium und Hybridwerkstoffe kennzeichnen heutige Fahrzeugarchitekturen. Arnold Umformtechnik hat für diesen Material-Mix eine neue fließlochformende Schraube entwickelt.
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Die fließloch- und gewindeformende Schraube „Flowform Plus“ des Zulieferers Arnold Umformtechnik ist eine Weiterentwicklung des Produkts Flowform. Lag die Anwendungsgrenze für das Fügen von Stahlblechen mit einer Dicke von 1,5 Millimeter bei der herkömmlichen Flowform bei maximal 600 Megapascal (MPa), liegt sie nun mit der Flowform Plus bei 1.000 MPa. Wie Arnold mitteilt, wurde bei der neuen Schraube der Durchmesser von 5 Millimeter auf 4 Millimeter geändert. Das bedeutet eine Gewichtseinsparung von 25 Prozent.
Zudem habe man die Geometrie der Fließlochformspitze optimiert und das Wärmebehandlungsverfahren angepasst, sodass eine vergleichbare Performance existiere. Der ebenfalls kleinere Kopfdurchmesser könne zudem die konstruktive Auslegung einer Baugruppe beeinflussen. So könnten beispielsweise Flansche schmaler und damit leichter gestaltet werden.
Vorlochen kann entfallen
Nach Angaben von Arnold ist die Flowform Plus für höherfeste Stahlbleche und dickere Blechkombinationen konzipiert. Diese Fügekombinationen mit mehreren Lagen können durch den Einsatz von Aluminium-Bauteilen entstehen. Das habe in der Vergangenheit bei dreilagigen Verbindungen dazu geführt, dass die Deck- und Mittellagen vorgelocht werden mussten.
Durch den Einsatz der Flowform Plus könne man nun in Abhängigkeit vom Fügewerkstoff Materialkombinationen bis zu 7,5 Millimeter ohne Vorloch fügen. Begründet sei dies in der geringeren Materialverdrängung aufgrund des kleineren Durchmessers. Dadurch entstehe eine kleinere Spaltbildung zwischen den Blechen und weniger Reibung. Somit falle das Furchmoment geringer aus.
Da bei der neuen Schraube das Drehmoment generell geringer ist, kann die Verbindung laut Arnold auch mit einem niedrigeren Anzugsdrehmoment hergestellt werden. Durch die geringere Materialverdrängung der Schraube seien zudem weniger Axialkräfte erforderlich, sodass sich die Prozessbelastung reduziert.
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