baier & michels GmbH & Co. KG Verbindungen müssen halten 13. September 2022

Wer Werkstoffe zusammenfügen will, kann sie kleben, nieten, schweißen oder löten, doch nur Verschraubungen stehen für sichere und zerstörungsfrei lösbare Verbindungen. Eine besondere Rolle nehmen dabei Direktverschraubungssysteme ein, bei dem gewindefurchende Schrauben beim Eindrehen in vorgefertigte Löcher ihr Mutterngewinde selbst formen. Mit diesem Prinzip lassen sich nicht nur Montage- und Fertigungskosten einsparen, sondern, so betont man bei b&m, auch Verbindungen mit höherer Festigkeit und Belastbarkeit erzeugen.

Während die üblichen Direkt­verschraubungssysteme vorwiegend auf eine trilobulare Gewindegeometrie zurückgreifen, setzt die von b&m erarbeitete Lösung auf einen kreisrunden Gewindequerschnitt, der durch seine am gesamten Umfang tragende Flankenüberdeckung eine besonders große Kraftübertragung ermöglichen soll.

Die b&m-Tight genannte Schraube verfügt über eine speziell gestaltete Formzonengeometrie, die den Werkstofffluss beim Generieren des Mutterngewindes begünstigt und zu niedrigen Einformmomenten führen soll. Bei entsprechender Kernlochgestaltung wirkt das Gewinde laut b&m zudem selbstdichtend gegenüber Gasen und Flüssigkeiten (bis 1 000 mbar) – und verspricht einen positiven Effekt in Sachen Korrosionsbeständigkeit.

Darüber hinaus will das kreisrunde System auf dem Gebiet der Prozesssicherheit überzeugen: Im Mittelpunkt stehen Verschraubungen, bei denen der Mutternwerkstoff eine zähweiche Aluminiumknetlegierung ist. Vor allem bei großen Einschraubtiefen neigen konventionelle Direktverschraubungssysteme, wie b&m betont, schon beim Einformen des Gewindes zum »Fressen«. Anders verhalte es sich hingegen bei der b&m-Tight. Durch ihre für diese Herausforderung gestaltete Formzonengeometrie verhindere sie zuverlässig Kaltverschweißungen zwischen Mutternwerkstoff und der Schraube, was aufwendige Nacharbeiten nicht notwendig mache.

Eine etwas andere Schraube

Ausgestattet mit diesen Merkmalen, wird die Schraube in Durchmessern von M8 bis M14 und einer Länge von 16 mm bis 140 mm vor allem für sicherheitsrelevante Bauteilverbindungen in Aluminium oder Stahl eingesetzt, beispielsweise in Sitzanbindungen, wo laut b&m übliche Direktverschraubungssysteme immer wieder Crashtest-Vorgaben nicht standhalten können. Durch ihren kreisrunden Gewindequerschnitt und vollständig ausgeprägte Gewindeflanken sorge die b&m-Tight hingegen für eine maximale Flankenüberdeckung und für hohe Auszugskräfte.

Auch an der Produktionslinie sollen sich Vorteile ergeben: Da die Werker Verbindungen wie etwa das Befestigen eines Autositzes häufig mit handgeführten Geräten durchführen und dabei beispielsweise auf der Schwellerseite in Stahl und auf der Tunnelseite in Aluminium verschrauben, ist bei der Verwendung von nur einem Schrauber ein identischer Parametersatz für beide Bereiche hilfreich. Dem Wunsch will die b&m-Tight entgegenkommen, auch um ein potenzielles Verwechslungs- und Fehlerrisiko im Montageprozess auszuschließen. Dabei werden auch die Teilevielfalt, beispielsweise für zwei unterschiedliche Schrauben, und die Anzahl der Abläufe im Sinne der Kosteneffizienz reduziert. Weitere Einsatzfelder für die b&m-Tight sieht der Hersteller vor allem im Bereich der Integralträger und der Hinterachse sowie der Karosserie und der Batterieanbindung.

Kaltverfestigung im Mutternwerkstoff

Die Lösungen von b&m wollen OEM und Zulieferer dabei unterstützen, im Sinne einer wirtschaftlichen Hybridbauweise die richtigen Materialien an den richtigen Stellen zu verwenden und prozesssicher zu verbinden. Was die b&m-Schrauben ausmacht, sind vor allem ihre Geometrie und die Fähigkeit, in der automatisierten Serienfertigung zu überzeugen.

Während sich die b&m-Tight für Konstruktionen in Alu-Stahl-Hybridanwendungen eignet, soll sich die b&m-Form LG Vario in Leichtmetallen wie auch in thermo- und duroplastischen Kunststoffen wohlfühlen. Ihre Flankengeometrie unterstützt eine hohe Flankenüberdeckung und einen homogenen Materialfluss. Auch für duktile Werkstoffe verweist b&m auf hohe Auszugs- und Vorspannkräfte.

Für eine robuste Direktverschraubung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen empfiehlt sich der Sonderstahl der b&m-Carbonplast. Damit ist ein direkter Kontakt mit Kohlestofffasern realisierbar, ohne dass es zu einer Korrosionsreaktion kommt. Zugleich sollen sich durch die Gewindegeometrie Radialspannungen vermeiden lassen, die zu Delaminationseffekten führen könnten.    t