Mehr Qualität bei geringeren Kosten - das ist die zentrale Zielsetzung, der sich die Systempartner der Automobilhersteller zukünftig noch stärker als bislang stellen müssen. Mit ihrem Ansatz, "vom Hersteller zum Dienstleister", hat die Arnold Umformtechnik eine Unternehmensphilosophie umgesetzt, die erfolgreich unter Beweis stellt, dass durch eine frühzeitige Einbindung in den Entwicklungsprozess des Automobilherstellers enorme Kostensenkungspotentiale unter Ausschluß von Qualitätseinbußen durchaus umsetzbar sind. Gerade am Beispiel der Direktverbindungstechnik bei Kunststoffen konnten die Forchtenberger in der jüngeren Vergangenheit nachweisen, dass ganzheitliche Lösungsansätze die Chancen einer Zielerreichung deutlich steigern.
"Durch die frühzeitige Einbindung in den Entwicklungsprozess konnten wir in den vergangenen Jahren den Trend zur Direktverschraubung bei Kunststoffverbindungen in der Automobilindustrie nachhaltig begleiten", bilanziert Arnold Produktmanager Mario Metzger die konsequente Überzeugungsarbeit. Gestützt wurden die Argumente durch die Tatsache, dass sich Kunststoff als Werkstoff in der Automobilindustrie zunehmend durchsetzt. Formbarkeit, Gewicht und Recyclingfähigkeit der synthetischen Materialien sprechen für ihren Einsatz in den Autos der Zukunft. Remform-Verbindungselemente aus dem Arnold-Sortiment sorgen in zunehmendem Masse dafür, dass die Verwendung von Kunststoffkomponenten auch einer Betrachtung unter Kostenaspekten auf sämtlichen Wertschöpfungsebenen standhält.
Kosten reduzieren sich über die Prozesskette Im Rahmen einer Kostenstudie, die Arnold gemeinsam mit führenden Unternehmen aus der Zulieferindustrie durchgeführt hat, konnte nachgewiesen werden, dass die Verbindungskosten durch Kunststoff-Direktverschraubung unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette nachhaltig reduziert werden. Gegenüber manuellen Schraubverbindungen mit metrischem Insert werden durch den Einsatz der Remform-Direktverschraubungstechnologie durchschnittlich 0,26 € pro Verbindung eingespart. Dabei entfallen 0,13 € und damit 50 Prozent des Einsparpotentials, auf die Montagekosten. Weitere 0,10 € bedeuten eine Reduktion von 38 Prozent auf die Bearbeitungs- und lediglich 0,03€ oder 11 Prozent auf die Teilekosten. Selbst bei der automatischen Verarbeitung, die durch den fehlenden Personalkostenanteil ohnehin schon einen Kostenvorteil von 0,08 € in den Montagekosten ausweist, liegt das Einsparpotential noch bei 0,20 € pro Verbindung.
Die Effekte resultieren aus der speziellen Eigenschaft von Remformschrauben, sich selbstständig ein Gewinde zu furchen. Speziell bei Applikationen mit vorgespritztem Kernloch spielen die Remform-Elemente ihre Vorteile aus. Die kostenintensiven Prozesse im Umfeld der Vorbereitung der Schraubstelle entfallen automatisch. Materialkosten für Inserts erübrigen sich vollständig, Bearbeitungskosten für die Implementierung der Inserts stehen in der Gesamtkalkulation ebenfalls nicht an. Gleichzeitig verkürzt die geforderte hohe Einschraubgeschwindigkeit die Produktionszeit und steigert den Optimierungsgrad von Direktverschraubungen.
Vorteile gegenüber metrischen Varianten Vor allem die asymmetrische Gewindegeometrie der Remformschrauben eröffnet der Direktverschraubungstechnik im Kunststoffbereich neue Applikationsfelder, während die metrische Variante in der Vergangenheit spätestens bei der Verarbeitung in schmalen Domen eingesetzt wurde. Die beim Einschrauben entstehenden Kräfte werden automatisch in die axiale und damit richtige Richtung gelenkt. Im Vergleich zu 30-Grad Flachwinkelschrauben liegen die Messergebnisse bei Überdrehmoment, Ausreißlast und der Differenz zwischen minimalem Überdrehmoment und maximalem Einschraubmoment teilweise weit über 30 Prozent.
Um ein mögliches Platzen der Aufnahmestelle auszuschließen, sorgen die asymmetrisch geformten Gewindeflanken der neuesten Remform-Generation dafür, dass die während der Gewindeformung entstehenden Ringspannungen reduziert werden. Gleichzeitig sorgen die zur Gewindespitze abnehmenden Flankenwinkel dafür, dass die radialen Spannungen, die eine Sprengung des Einschraubdomes provozieren könnten, vermindert werden.
Patentierte Gewindegeometrie Bei der Sicherheit der Verbindung öffnen Remform-Verschraubungen keine Lücken. Um den Materialfluss zu verbessern, wurde die vom Schraubenkopf abgewandte Gewindeflanke mit einem Radius versehen. Die dem Schraubenkopf zugewandte steile Seite fängt den verdrängten Kunststoff ab und erhöht so automatisch die Gewindeflankenüberdeckung. Diese gewährleistet die hohen Ausreißkräfte bei Zugkraft und Drehmoment. Gleichzeitig sorgt die steile Flanke dafür, dass die meiste Kraft in die axiale Richtung geleitet wird und der Widerstand gegen das Ausschälen des Muttergewindes steigt. Der große Spielraum im Spannungsverhältnis zwischen Form- und Überdrehmoment bietet spätestes im Anziehmoment den zusätzlichen Sicherheitsspielraum, der sich in stets vollständig angezogenen Schrauben widerspiegelt.
Mit der Remform-Technologie weisen die Verbindungsspezialisten von Arnold überzeugend nach, dass das Applikationsspektrum von selbstfurchenden Schrauben in der Kunststoffdirektverbindung nachhaltig zu erweitern ist. Der Remform-Einsatz bietet Kosteneinsparungen über die gesamte Systemkostenkette. Dabei eröffnen sich die größten Potentiale bei den Montage- und Bearbeitungskosten, wogegen die Vorteile im Materialkostenbereich nur eine vernachlässigbare Größenordnung beanspruchen. Gleichzeitig gelingt es mit Remform-Elementen, die mechanischen Eigenschaften der Verbindung zu verbessern.
Fazit Über diesen Kosten-Qualitäts-Spagat ist es Arnold gelungen, sowohl den unterschiedlichen Zuliefererebenen als auch den Automobilherstellern selbst Einsparungspotentiale aufzuzeigen, die zusätzliche Potentiale über sämtliche Wertschöpfungsebenen der Automobilproduktion bereitstellen.
"Durch die frühzeitige Einbindung in den Entwicklungsprozess konnten wir in den vergangenen Jahren den Trend zur Direktverschraubung bei Kunststoffverbindungen in der Automobilindustrie nachhaltig begleiten", bilanziert Arnold Produktmanager Mario Metzger die konsequente Überzeugungsarbeit. Gestützt wurden die Argumente durch die Tatsache, dass sich Kunststoff als Werkstoff in der Automobilindustrie zunehmend durchsetzt. Formbarkeit, Gewicht und Recyclingfähigkeit der synthetischen Materialien sprechen für ihren Einsatz in den Autos der Zukunft. Remform-Verbindungselemente aus dem Arnold-Sortiment sorgen in zunehmendem Masse dafür, dass die Verwendung von Kunststoffkomponenten auch einer Betrachtung unter Kostenaspekten auf sämtlichen Wertschöpfungsebenen standhält.
Kosten reduzieren sich über die Prozesskette Im Rahmen einer Kostenstudie, die Arnold gemeinsam mit führenden Unternehmen aus der Zulieferindustrie durchgeführt hat, konnte nachgewiesen werden, dass die Verbindungskosten durch Kunststoff-Direktverschraubung unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette nachhaltig reduziert werden. Gegenüber manuellen Schraubverbindungen mit metrischem Insert werden durch den Einsatz der Remform-Direktverschraubungstechnologie durchschnittlich 0,26 € pro Verbindung eingespart. Dabei entfallen 0,13 € und damit 50 Prozent des Einsparpotentials, auf die Montagekosten. Weitere 0,10 € bedeuten eine Reduktion von 38 Prozent auf die Bearbeitungs- und lediglich 0,03€ oder 11 Prozent auf die Teilekosten. Selbst bei der automatischen Verarbeitung, die durch den fehlenden Personalkostenanteil ohnehin schon einen Kostenvorteil von 0,08 € in den Montagekosten ausweist, liegt das Einsparpotential noch bei 0,20 € pro Verbindung.
Die Effekte resultieren aus der speziellen Eigenschaft von Remformschrauben, sich selbstständig ein Gewinde zu furchen. Speziell bei Applikationen mit vorgespritztem Kernloch spielen die Remform-Elemente ihre Vorteile aus. Die kostenintensiven Prozesse im Umfeld der Vorbereitung der Schraubstelle entfallen automatisch. Materialkosten für Inserts erübrigen sich vollständig, Bearbeitungskosten für die Implementierung der Inserts stehen in der Gesamtkalkulation ebenfalls nicht an. Gleichzeitig verkürzt die geforderte hohe Einschraubgeschwindigkeit die Produktionszeit und steigert den Optimierungsgrad von Direktverschraubungen.
Vorteile gegenüber metrischen Varianten Vor allem die asymmetrische Gewindegeometrie der Remformschrauben eröffnet der Direktverschraubungstechnik im Kunststoffbereich neue Applikationsfelder, während die metrische Variante in der Vergangenheit spätestens bei der Verarbeitung in schmalen Domen eingesetzt wurde. Die beim Einschrauben entstehenden Kräfte werden automatisch in die axiale und damit richtige Richtung gelenkt. Im Vergleich zu 30-Grad Flachwinkelschrauben liegen die Messergebnisse bei Überdrehmoment, Ausreißlast und der Differenz zwischen minimalem Überdrehmoment und maximalem Einschraubmoment teilweise weit über 30 Prozent.
Um ein mögliches Platzen der Aufnahmestelle auszuschließen, sorgen die asymmetrisch geformten Gewindeflanken der neuesten Remform-Generation dafür, dass die während der Gewindeformung entstehenden Ringspannungen reduziert werden. Gleichzeitig sorgen die zur Gewindespitze abnehmenden Flankenwinkel dafür, dass die radialen Spannungen, die eine Sprengung des Einschraubdomes provozieren könnten, vermindert werden.
Patentierte Gewindegeometrie Bei der Sicherheit der Verbindung öffnen Remform-Verschraubungen keine Lücken. Um den Materialfluss zu verbessern, wurde die vom Schraubenkopf abgewandte Gewindeflanke mit einem Radius versehen. Die dem Schraubenkopf zugewandte steile Seite fängt den verdrängten Kunststoff ab und erhöht so automatisch die Gewindeflankenüberdeckung. Diese gewährleistet die hohen Ausreißkräfte bei Zugkraft und Drehmoment. Gleichzeitig sorgt die steile Flanke dafür, dass die meiste Kraft in die axiale Richtung geleitet wird und der Widerstand gegen das Ausschälen des Muttergewindes steigt. Der große Spielraum im Spannungsverhältnis zwischen Form- und Überdrehmoment bietet spätestes im Anziehmoment den zusätzlichen Sicherheitsspielraum, der sich in stets vollständig angezogenen Schrauben widerspiegelt.
Mit der Remform-Technologie weisen die Verbindungsspezialisten von Arnold überzeugend nach, dass das Applikationsspektrum von selbstfurchenden Schrauben in der Kunststoffdirektverbindung nachhaltig zu erweitern ist. Der Remform-Einsatz bietet Kosteneinsparungen über die gesamte Systemkostenkette. Dabei eröffnen sich die größten Potentiale bei den Montage- und Bearbeitungskosten, wogegen die Vorteile im Materialkostenbereich nur eine vernachlässigbare Größenordnung beanspruchen. Gleichzeitig gelingt es mit Remform-Elementen, die mechanischen Eigenschaften der Verbindung zu verbessern.
Fazit Über diesen Kosten-Qualitäts-Spagat ist es Arnold gelungen, sowohl den unterschiedlichen Zuliefererebenen als auch den Automobilherstellern selbst Einsparungspotentiale aufzuzeigen, die zusätzliche Potentiale über sämtliche Wertschöpfungsebenen der Automobilproduktion bereitstellen.
