In modernen Produktionsanlagen ist die Ausnutzung von Kosteneinsparungspotenzialen und damit einhergehend die Bauteiloptimierung ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Durch den Wegfall bisher typischer Arbeitsgänge wie Bohren, Gewinde schneiden, Reinigen sowie Optimierungen in den Bereichen Werkzeugbeschaffung, Lagerhaltung und kürzere Taktzeiten können die Gesamtkosten einer Verbindung mit dem Einsatz einer gewindefurchenden Schraube um bis zu 30 Prozent reduziert werden.
Aufgrund dieser wirtschaftlichen Vorteile gewinnt das „Gewindefurchen in Leichtmetalle“ zunehmend an Bedeutung, insbesondere bei anspruchsvollen konstruktiven Gegebenheiten. Im Markt haben sich hierbei zwei unterschiedliche Schraubenkonzepte etabliert, die sich in wesentlichen Punkten unterscheiden:
Der eine Schraubentyp zielt darauf ab, in einer gegebenen Verbindung über ein besonders niedriges Eindrehmoment (Drehmoment zum Erreichen der Kopfauflage) zu verfügen und dabei noch ein sicheres Verschrauben zu gewährleisten. Dies wird dadurch erreicht, dass das Schraubengewinde nicht vollumfänglich vorhanden ist. Damit wird die Kontaktfläche mit dem beim Einschrauben geformten Muttergewinde reduziert, wodurch die Gesamtreibung verkleinert wird. Der Nachteil eines solchen Konzeptes lässt sich leicht erahnen: Durch den verminderten Traganteil des Gewindes sinkt die mechanische Stabilität und die erreichbare Vorspannkraft der gesamten Verbindung. Die Verbindungssicherheit wird damit dem Vorteil einer leichteren Verschraubbarkeit untergeordnet.
Demgegenüber steht die ALtracs® Produktfamilie des Verbindungstechnik-Spezialisten EJOT. Durch einen kreisrunden, voll tragenden Querschnitt in Kombination mit einer speziellen, auf den Einsatz in Leichtmetalle hin optimierten 33°-Gewindeflanke lassen sich höchste Vorspannkräfte und Verbindungsfestigkeiten auf dem Niveau einer metrischen Schraubverbindung (Festigkeitsklasse 10.9) erreichen.
Von vielen Anwendern wurde damit in der Vergangenheit ein Kompromiss abverlangt. Liegt der Fokus auf maximaler Prozesssicherheit – oder doch eher auf maximaler Verbindungsfestigkeit? Dieses Dilemma kann nun mit der neuesten Entwicklung von EJOT, der ALtracs® Xt, aufgelöst werden. Diese Schraube verspricht Gewindefurchen ohne derartige Kompromisse. Das so genannte „Progressive Forming Profile“ an der Schraubenspitze, bestehend aus speziell angeordneten, ausbalancierten Unrundheiten, ermöglicht ein fein austariertes Gleichgewicht zwischen Gewindefurchen und Reibminimierung, so dass das beim Verschrauben nachfolgende Traggewinde ebenfalls reibungsarm in das Mutterngewinde eindringen kann. In Verbindung mit der nach bionischen Gesichtspunkten optimierten Gewindeflankengestaltung können so die Vorteile der beiden beschriebenen Schraubenkonzepte in idealer Weise kombiniert werden.
Darüber hinaus lassen sich mit dem eigens für die ALtracs® Xt entwickelten Prognoseprogramm Xt CALC® bereits in der Entwicklungsphase wertvolle Zeit und Ressourcen einsparen. Xt CALC® ermöglicht die analytische Vorauslegung der gewindefurchenden Verschraubung inklusive aller relevanten Prozessparameter (z.B. Drehmomente, Vorspannkräfte oder Versagensmechanismen). Somit erlaubt dieses Prognoseprogramm ein vorspannkraftorientiertes Konstruieren – analog zur VDI 2230.
Weiterhin bietet EJOT maßgeschneiderte Engineering-Dienstleistungen als Unterstützung in der Entwicklungsphase an. Dabei liegt der Fokus auf dem Einfluss eines oder mehrerer Verbindungselemente auf das komplette Bauteil. So sind z.B. Analysen der Vorspannkraftrelaxation sowie Dichtigkeitsuntersuchungen im Rahmen der EJOT CAE-Services möglich.
Damit eröffnen sich mit ALtracs® Xt anwendungstechnisch neue Horizonte. Durch den geringen Anstieg des Drehmoments beim Einschrauben lassen sich ALtracs® Xt Schrauben sehr vielseitig einsetzen, da diese auch bei unterschiedlichen Einschraubtiefen sehr gute Verschraubungsparameter ermöglichen. Dies führt zu Potenzialen bezüglich der Vereinheitlichung von Schrauben in der Anwendung. Durch das niedrige Eindrehmoment in Verbindung mit dem hohen Überdrehmoment ergibt sich ein außergewöhnlich großes Prozessfenster, verbunden mit einer hohen Vorspannkraft und Lösesicherheit der Verbindung.
ALtracs® Xt – Optimale Performance bei Prozesssicherheit und Verbindungsfestigkeit!
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EJOT ALtracs® Xt – Thread forming in light alloys without tradeoffs
In modern assembly lines cost saving and component optimization are a decisive competitive factor. By omitting production steps such as drilling, thread-cutting, cleaning as well as optimization in the field of tooling, warehousing and shorter cycle times, the total costs of a screw joint can be reduced by up to 30 percent with the use of a thread-forming screw.
Due to these economic advantages, „thread forming in light alloys“ is gaining importance, especially in demanding conditions. So far in the market, there are two different established screw concepts, which differ significantly in key points:
One type of screw aims to have an exceptionally low installation torque (the torque required to achieve head contact) in a given connection while still ensuring secure fastening. This is achieved by not having a completely circular screw thread. As a result, the contact area with the female thread is reduced during installation, minimizing overall friction. However, the downside of this concept is evident: The reduced bearing ratio of the thread compromises the mechanical stability and achievable clamp load for the entire screw joint. Thus, joint integrity is sacrificed in favor of easier assembly.
In contrast, EJOT’s ALtracs® product family takes a different approach. By combining a circular, fully load-bearing cross-section with a specially optimized 33° thread flank for light alloys, it achieves higher clamp loads and joint integrity comparable to metric screw joints (property class 10.9).
Many users have faced a dilemma in the past: Should they prioritize maximum process safety or maximum joint integrity? EJOT’s latest development, the ALtracs® Xt, puts an end to that dilemma. The „Progressive Forming Profile“ at the screw tip limits contact areas between screw and boss material and thus creates low friction during thread forming. Consequently, the load-bearing thread can also enter the female thread with low friction. When combined with the bionically optimized thread flank design, the advantages of both screw concepts can be ideally merged.
Additionally, ALtracs® Xt comes with the opportunity of pre-designing the thread forming screw joint via the corresponding calculation software Xt CALC®. This software enables the calculation of all relevant process and joint parameters (e.g. torques, load levels, failure mechanisms). Thus, Xt CALC® allows clamp load oriented design – based on the VDI 2230.
Furthermore, EJOT offers a wide range of customized engineering services. With the focus on the influence of the fastener(s) on the complete component, analyses of clamp load relaxation or leak-tightness, among others, are possible.
This opens up new horizons in terms of application engineering. Due to the low installation torque in combination with high failure torques, ALtracs® Xt screws can be used very flexibly, even at varying installation depths. This leads to potentials regarding the standardization of screws in the application. The low installation torque, combined with a high stripping torque, results in an exceptionally wide process window, along with a high clamp load and excellent joint integrity.
ALtracs® Xt – Optimal performance in terms of process safety and joint integrity!
Autor:
Author:
- Eng. Christoph Sinner
Produktmanager ALtracs®
Product Manager ALtracs®
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Bildunterschrift I:
ALtracs® Xt – Gewindefurchen in Leichtmetalle ohne Kompromisse
ALtracs® Xt – Thread forming in light alloys without tradeoffs
Bildunterschrift II:
Das „Progressive Forming Profile“ an der Schraubenspitze der ALtracs® Xt
„Progressive Forming Profile“ at the tip of the ALtracs® Xt
Bildunterschrift III:
EJOT. Bringing it together.
Kontakt im Produktmanagement ALtracsâ:
- Eng. Christoph Sinner
Telefon +49 2751 529-5974
E-Mail csinner@ejot.com
Kontakt im Marketing:
Dipl.-Kfm. Andreas Blecher
Telefon +49 2751 529-118
E-Mail ablecher@ejot.com
