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Schraubverbindungen

Stützhülsen reduzieren Flanschdicke bei Kunststoffverschraubungen

Beim Verschrauben von thermoplastischen Kunststoffen sollen Stützhülsen die eingebrachte Vorspannkraft aufnehmen. Eine Teleskopstützhülse ermöglicht aufgrund der speziellen Auslegung eine Flanschdicke, die kleiner als die Einschraubtiefe der Schraube ist. So hilft sie bei der Umsetzung von Leichtbaukonzepten.

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Bild 1: Funktionsprinzip der Tensiotec-Stützhülse für das Verschrauben von Kunststoffteilen. (Bild: Ejot)
Bild 1: Funktionsprinzip der Tensiotec-Stützhülse für das Verschrauben von Kunststoffteilen. (Bild: Ejot)

Im heutigen Automobilbau werden aus Gewichtsgründen zunehmend Komponenten aus Kunststoff eingesetzt, die neben dem Leichtbau weitere Vorteile bieten können. Die Folge ist eine zunehmende Komplexität der verbindungstechnischen Aufgabenstellungen.

Kunststoffschrauben bieten Vorteile durch Relaxation

Die überwiegend eingesetzten thermoplastischen Kunststoffe haben das Bestreben, eingebrachte Spannungen über die Zeit, beschleunigt durch Temperatureinwirkung, abzubauen. Direkte Folge dieses Phänomens ist der Rückgang der Vorspannkraft der Schraubverbindung. Man bezeichnet diesen Effekt auch als Relaxation.

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Um die vielfältigen Vorteile dieser Kunststoffe auch im Kraftfahrzeug-Motorenbau nutzen zu können, werden gezielt Stützelemente in die zu verschraubenden Bauteile eingesetzt. Diese nehmen die Vorspannkraft aus der Schraubverbindung auf, ohne dabei eine schädigende Belastung des Kunststoffes zuzulassen.

Diese als Stützhülsen bezeichneten Elemente bestehen aus einem System von Schraube und Hülse, die unverlierbar miteinander verbunden sind. Bekannte Anwendungen für diese Stützhülsen sind beispielsweise Zylinderhauben, Kunststoffölwannen oder Saugmodule.

Flanschdicke kann kleiner sein als die Einschraubtiefe

Diese Kunststoff-Anbauteile sind aufgrund ihrer Geometrie sowie der Notwendigkeit, hohe Vorspannkräfte zur Dichtheit der Verbindung aufzunehmen, mit mehreren Schraube-Hülse-Kombinationen bestückt. Um eine problemlose Montage zu gewährleisten, sind die Schraubenlänge, die Länge der Stützhülse und die Höhe des Kunststoffbauteils individuell aufeinander abgestimmt.

Damit eine sichere metrische Schraubverbindung erzeugt werden kann, sollte die Einschraubtiefe im Trägerbauteil das Zweifache des Gewinde-Außendurchmessers betragen. Bezogen auf ein metrisches Gewinde M6 bedeutet dies beispielsweise eine Einschraubtiefe von 12 mm.

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