Wenn sich ein Automobilhersteller für die Entwicklung einer neuen Antriebsstrangkomponente oder eines Antriebssystems entscheidet, ist dies der Beginn eines langwierigen und komplizierten Prozesses. Entscheidungen wie Abmessungen, Material und Anforderungen an das Bauteil sind miteinander verknüpft und tragen zu einer Komplexität bei, die dem durchschnittlichen Verbraucher unbekannt ist. Während dieses facettenreichen Produktdesigns wird die erforderliche Methode zur Montage der Einheit und dem Verbinden der Komponenten oft übersehen, bis die Auslegung erfolgt ist.

Allzu oft wird die Überlegung, komplexe Komponenten miteinander zu verbinden, zu einem Zeitpunkt angestellt, an dem die Optionen begrenzt sind und Möglichkeiten zur Kosteneinsparung verlorengehen. Dieser Artikel stellt ein allgemeines Beispiel dar; er basiert jedoch auf mehreren tatsächlichen und praktischen Beispielen. Kosteneinsparungen wurden hier schon bei nur einer Komponente eines neuen Fahrzeugs, durch die frühzeitige Auswahl des Verbindungselements und unter Berücksichtigung des gesamten Konstruktions- und Montageprozesses erzielt.

Automobilzulieferer stehen vor Herausforderungen, wenn neue Fahrzeugkonstruktionen eine Neukonfiguration von Komponenten des Antriebsstrangs erfordern. Verschiedene Kraftübertragungseinheiten (Power Transfer Units - PTU) wie Getriebe und Allradantriebe benötigen typischerweise eine Vielzahl von Verbindungselemente. Diese Anwendungen bieten erhebliche Möglichkeiten zur Kosteneinsparung, wenn gewindefurchende TAPTITE® Schrauben eingesetzt werden. Dieses Maß an Kosteneinsparungen kann man jedoch nur erreichen, wenn das Konstruktionsteam die Verwendung von TAPTITE® Schrauben im Vorfeld in Betracht zieht. Während des Konstruktionsprozesses können die Konstrukteure des Antriebsstrangs Informationen interner Abteilungen und/oder externen Lieferanten einholen. Wir haben gesehen, daß sich die Erfolgsgeschichten von TAPTITE® Schrauben aus dem Zusammenspiel beider Situationen ergeben.

Dieses Beispiel zeigt die Zusammenarbeit zwischen dem Konstruktionsteam für Antriebsstrangkomponenten und den hausinternen Spezialisten für Verbindungstechnik. Das Ziel der Verbindungstechnikspezialisten war es, zuvor aufgetretene Probleme mit herkömmlichen Verbindungselementen zu vermeiden, die Kosten für die Montage vor Ort zu senken und Reparatur- und Garantiekosten zu reduzieren oder zu eliminieren. Während der Untersuchung stellten die Verbindungstechnikspezialisten fest, daß bei der Montage der PTU-Gehäuse zuvor schwerwiegende Probleme aufgetreten waren. Das größte Problem war das Überdrehen und Ausreißen von Gewinden, wenn herkömmliche Schrauben zum Verbinden der beiden Gehäusehälften verwendet wurden.

PTU-Gehäuse werden in der Regel aus Aluminiumdruckguß hergestellt. Die vorgesehenen Verbindungselemente werden entweder automatisch oder von Hand zugeführt und in vorgefertigte Gewinde verschraubt. Unabhängig davon, ob die Schrauben automatisch oder von Hand verschraubt werden, kann es vorkommen, daß sie dem Verlauf des Innengewindes nicht richtig folgen. Sie können verklemmen, sich im Innengewinde „festfressen“ oder es zerstören. Diese Art von Problem – dem sogenannten „Cross-Threading“- hat in dem genannten Beispiel zu Reparaturkosten von bis zu USD
$50,00 pro Befestigungsstelle führen, ein erheblicher Prozentsatz der Gesamtkosten des kompletten Bauteils des Herstellers.

Um bei der Neuentwicklung des Getriebes das „Cross-Threading“ auszuschließen, entschieden sich die Verbindungstechnikspezialisten und das PTU-Konstruktionsteam mit Unterstützung unserer Mitarbeiter für die Verwendung von dreizehn TAPTITE 2000® Schrauben mit Sechskant-Flanschkopf M8 x 1,25 x 35 der Festigkeitsklasse 10.9, anstelle von herkömmlichen metrischen Schrauben für die Montage des Deckels am Gehäuse. Da TAPTITE 2000® Schrauben ihr eigenes Innengewinde in gebohrten oder gegossenen Vorlöchern ausbilden, entfiel die Notwendigkeit des Gewindeschneidens und Reinigens der Mutterteile. Die erste Kosteneinsparung in diesem Fall ergab sich daher aus dem Wegfall des Gewindeschneidens und Reinigens, die von einigen Unternehmen auf ca. USD $ 0,04 pro Verbindungsstelle geschätzt wird.

Die zweite signifikante Kosteneinsparung wurde durch den Wegfall der mit dem Gewindeschneiden verbundenen Stationen und deren Stellfläche erreicht. Beide Kosteneinsparungen wurden mit dem zusätzlichen Vorteil realisiert, daß die TAPTITE 2000® Schrauben mit einer automatisierten Anlage eingebracht wurden und kein manuelles Ansetzen erforderlich war.

In dem Bewußtsein, wie wichtig es ist, das Verbindungselement frühzeitig im Projekt auszuwählen, können sich die interne Verbindungstechnikspezialisten in der Regel an die Verbindungselementelieferanten oder an unsere Mitarbeiter wenden, um Unterstützung zu erhalten. Verschraubungstests und eine Anzugsstrategie können auch mit Hilfe dieser Ressourcen entwickelt werden. Dieses Beispiel zeigt, wie unsere Mitarbeiter in Zusammenarbeit mit dem PTU-Team das perfekte Verbindungselement für diese Anwendung identifizierten.

Neben der Kosteneinsparung und der Vermeidung des „Cross-Threadings“ gibt es noch einen weiteren wichtigen Vorteil bei der Verwendung von gewindefurchenden TAPTITE 2000® Schrauben. Selbst wenn es im Betrieb zu einem Verlust der Vorspannkraft kommen sollte, werden sich TAPTITE 2000® Schrauben nicht lösen. Dies ist auf das in der Verbindung bestehende Klemmmoment von TAPTITE 2000® Schrauben zurückzuführen. Das Klemmmoment ist das Drehmoment, das erforderlich ist, um eine Schraube zu drehen, wenn z.B. der Kopf nicht aufsitzt. Es wird als Maß für den Widerstand gegen das Lösen durch Vibrationen angesehen.

Aus der Sicht der Verbindungselemente ist es offensichtlich, daß in diesem Fall die Verbindungstechnikspezialisten und das PTU-Konstruktionsteam bei der Montage der PTU proaktiv vorgegangen sind. Sie betrachteten zunächst alle Komponenten des Montageprozesses und entschieden sich erst dann für TAPTITE 2000® Schrauben als beste Wahl. Dieser fortschrittliche Ansatz bei der Verbindungsauslegung führte zu Kosteneinsparungen, konstanter Leistung und einer qualitativ hochwertigen Einheit. Wir sehen, daß dieser Ansatz jetzt ebenso von Herstellern von Elektrofahrzeugen bei ihren neuen Modellen eingesetzt wird.

Obwohl bei dieser älteren Anwendung TAPTITE 2000® Schrauben verwendet wurden, wäre das Produkt der Wahl heute unsere TAPTITE PRO® Schraube mit seinen Verbesserungen hinsichtlich der Verbindungsqualität. Bitte kontaktieren Sie die Mitarbeiter von REMINC/CONTI Fasteners AG für Unterstützung oder Fragen.