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FA 06/ Drahtprodukte erzeugen Verbindungen:
Von Schrauben hängt viel ab.

Draht und die daraus gefertigen Produkte sind aus dem täglichen Leben nicht wegzudenken. Sie sind nötig, damit technische System funktionieren können, haben oft direkten Einfluss auf deren Sicherheit und müssen meist hohe Anforderungen erfüllen. Zu diesen Produkten gehören Verbindungselemente wie Schrauben, Nieten und Muttern. So sind beispielsweise in jedem modernen Pkw weit mehr als 1000 Schrauben verbaut, wohingegen der einzigartige Eiffelturm in  Paris durch 2,5 Mio. Niete zusammengehalten wird. 


Größter Abnehmer von Verbindungselementen ist die Automobilbranche. Aber auch die Hausgeräte-, Elektro- und Möbelindustrie, der Maschinen- und Apparatebau, die Luft- und Raumfahrttechnik, die Eisenbahnindustrie, die Energietechnik, die Armaturenindustrie, der Stahlbau, die Bauindustrie und die Medizintechnik benötigen große Mengen davon; ein weiterer Teil der Produktion wird über den Handel abgesetzt. Da die Wirtschaft vieler Länder auf die Produktion industrieller Güter angewiesen ist, wächst weltweit der Bedarf an Verbindungselementen. Gemäß der Studie „World Industrial Fasteners Market”, die von Reportlinker.com im Oktober 2012 veröffentlicht wurde, dürfte das jährliche Wachstum mehr als 5 % betragen und im Jahr 2016 einen Wert von mehr als 80 Mrd. US $ erreichen.


Schrauben, die wohl am meisten eingesetzten Verbindungselemente, werden in vielen unterschiedlichen Formen hergestellt und sind dazu vorgesehen, Bauteile kraftschlüssig miteinander zu verbinden. Die Verbindung beruht auf einem komplexen Zusammenspiel von Kräften und lässt sich, anders alsgenietete Verbindungen, wieder lösen. Schrauben bestehen aus einem als Antriebseinheit vorgesehenen Kopf und einemzur Schraubenspitze hin zylindrisch oder konisch verlaufenden Schaft mit eingearbeitetem Gewinde.


Über das Gewinde, physikalisch gesehen eine aufgerollte schiefe Ebene, lassen sich mit relativ geringem Kraftaufwand beim Montieren sehr große Haltekräfte erzeugen. Die zahlenmäßig am meisten verwendeten Schrauben werden durch Kaltmassivumformen, das heißt ohne zusätzliche Erwärmung, hergestellt. Diese Technik hat den Vorteil, dass die Erzeugnisse sehr präzise gefertigt werden können und sehr günstige mechanische Eigenschaften aufweisen, und ist kostengünstiger als andere Formgebungsverfahren. Ausgangsmaterial ist Draht aus speziellen Stählen oder Nichteisenmetallen, der aufgerollt in Form von Ringen geliefert und vor dem Einlaufen in die Umformmaschine gerade gebogen („gerichtet“) wird. Vom Draht abgetrennte („abgelängte“) Abschnitte werden schrittweise durch die verschiedenen Arbeitsstationen des Umformwerkzeugs geführt und erhalten dabei zusehends die gewünschte Form und in einem abschließenden Walzvorgang das Gewinde.


Oft folgt noch eine Vergütung, die den Schrauben endgültig die jeweils verlangten technologische Eigenschaften verleihen. Die Leistung der Maschinen hängt unter anderem von den Schraubenabmessungen ab und kann bis zu 300 Stück pro Minute und mehr erreichen. Die kleinsten, für Elektronikbauteile und Uhrwerke verwendeten Schrauben haben einen Außendurchmesser von weniger als 0,5 mm, die größten, noch durch Kaltumformen herstellbaren Schrauben einen von etwa 30 mm.


Die mit Begriffen wie „Rohstoff- und Energieeffizienz“, „Miniaturisierung“ und „Leichtbau“ charakterisierte allgemeine technische Weiterentwicklung stellt die Verbindungselemente-Industrie ständig vor neue Aufgaben, die nur durch die Kooperation von Fachleuten unterschiedlicher Disziplinen lösbar sind, weil das Zusammenwirken von Werkstoffen, Werkzeugen und Beschichtungen, der Einsatz von Software für die Dimensionierung und Fertigungsabläufe, Fragen der automatischen Montage und der Verbindungssicherheit und nicht zuletzt ökologisch-ökonomische Kriterien bei der Fertigung bedacht werden müssen.

 

Die Fachmesse wire 2014

Für die produktionstechnische Lösung dieser wie auch weiterer Aufgaben, bei denen Draht und Drahtprodukte eine wichtig Rolle spielen, sind innovative Verfahren nötig. Über die dazu erforderlichen Maschinen und Anlagen, den Stand der Fertigungstechnik und Entwicklungstendenzen informiert die internationale Branchenleitmesse wire, die vom 7. bis 11. April 2014 wieder gemeinsam mit der Internationalen Rohrfachmesse Tube auf dem Düsseldorfer Messegelände stattfindet.