DELTA CALC^®

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Individuelle Konstruktionsunterstützung mit DELTA CALC^®

Als wertvolle Unterstützung bietet EJOT für Konstrukteure und Entwickler ein Prognoseprogramm für die Vor-Auslegung von Direktverschraubungen in thermoplastische Werkstoffe an. Mit diesem Tool können die Verschraubungsparameter der DELTA PT^® Schraube in Abhängigkeit von Werkstoffen und Vorlochdimensionierungen berechnet werden. Insbesondere bei der Neuauslegung eines Bauteils ergeben sich damit bereits in der Konstruktionsphase signifikante Einspareffekte.

Die EJOT DELTA PT^® Schraube ist das leistungsfähige Verbindungselement für eine sichere und problemlose Direktverschraubung in thermoplastische Kunststoffe (siehe Abb. I). Ein auf den mechanischen Parametern vieler tausend Anwendungs- und Testverschraubungen basierendes Forschungsprogramm brachte die Erkenntnis, auch bei Thermoplasten mit Vorspannkräften verlässlich kalkulieren zu können (vgl. VDI 2230). Neben der DELTA PT^® Geometrie entstand so das dazugehörige Prognoseprogramm EJOT DELTA CALC^®.

Basierend auf der VDI 2230 existieren heute bereits zahlreiche leistungsfähige Berechnungsprogramme im Markt. Deren Anwendungsfelder beschränken sich jedoch lediglich auf die Berechnung metrischer Schraubverbindungen in metallischen Werkstoffen. Für die Kalkulation selbstfurchender Schraubverbindungen in Kunststoffe sind die Richtlinien der VDI 2230 somit nur bedingt anwendbar. Insbesondere der Prozess des Gewindefurchens und die spezifischen Werkstoffeigenschaften thermoplastischer Kunststoffe werden dort nicht berücksichtigt. Mit der Entwicklung des Prognoseprogramms DELTA CALC^® hat sich EJOT als Marktführer in der Kunststoff-Direktverschraubung dieser Problematik angenommen, um den Kunden eine optimale Hilfestellung in der Konstruktion anbieten zu können. Entstanden ist ein leistungsfähiges und präzises Berechnungswerkzeug, welches sich bereits in zahlreichen Anwendungen bewährt hat sowie Gegenstand einer fortlaufenden Optimierung und Weiterentwicklung ist.

Kurz-Charakteristik der Anwendungsmöglichkeiten des Prognoseprogramms EJOT DELTA CALC^®:

Gestaltung des Einschraubdoms

Für die Dimensionierung des Einschraubdoms rechnet DELTA CALC^® standardmäßig mit den Konstruktionsrichtlinien der EJOT DELTA PT^®. In der Praxis ergeben sich aber oft Abweichungen von diesen Vorgaben. Die Auswirkungen dieser Abweichungen lassen sich innerhalb realistischer Grenzen mit dem Programm simulieren (siehe Abb. II). Durch die Anbindung einer Werkstoffdatenbank kann aus einer Vielzahl von ca. 350 verschiedenen Thermoplasten für die Berechnung der Schraubverbindung ausgewählt werden.

Vorspannkraftorientiertes Konstruieren

Die Vorspannkraft, das eigentliche „Qualitätsmerkmal“ einer Schraubverbindung, ist die zentrale Größe für die Berechnung mit DELTA CALC^®. Unter Angabe der Vorspannkraft sowie der Kenntnis des Einschraub- sowie des Klemmteilmaterials kann zuverlässig ermittelt werden, welche Schraubenabmessung und welches Anziehdrehmoment erforderlich sind, um die vorgegebene Vorspannkraft prozesssicher erreichen zu können. Auch eine reversible Berechnung, also die Vorgabe des Anziehdrehmoments zur Ermittlung der Vorspannkraft, ist mit DELTA CALC^® möglich.

Ermittlung optimaler Montageparameter

DELTA CALC^® ist in der Lage, verschiedene Versagensarten (z.B. Überdrehen, Schraubenbruch) und deren Eintrittszeitpunkte (z.B. Vorspannkraft beim Überdrehen) zu berechnen (siehe Abb. III). Durch deren Kenntnis ist es möglich, optimale Montageparameter durch das Programm festzulegen, um so Fehlerrisiken zu minimieren und eine prozesssichere Verschraubung zu gewährleisten.

Prognose des Langzeitverhaltens der Schraubverbindung

Die durch das Anziehdrehmoment aufgebrachte Vorspannkraft nimmt durch das Relaxationsverhalten des Kunststoffs bedingt zeit- und temperaturabhängig ab. DELTA CALC^® ermöglicht es, diesen Vorspannkraftverlust unter Angabe von Zeit und Temperatur zu prognostizieren.

Diese und weitere Funktionen zur Vorausberechnung der Schraubverbindung führen zu einer deutlichen Reduktion der Entwicklungszeit und somit folglich auch zu signifikanten Kosteneinsparungseffekten bei der Konstruktion von Bauteilen. Mittels DELTA CALC^® können diese Einsparpotenziale frühzeitig erkannt und genutzt werden. Eine Überdimensionierung der Schraubverbindung wird vermieden, Material und damit Gewicht werden eingespart. Zeitaufwändige und kostenintensive Versuche am Bauteil werden auf ein Minimum reduziert.

Dieses Berechnungsprogramm steht den Kunden nun, neben weiteren Services wie beispielsweise Download-Möglichkeiten für CAD-Daten und Produktinformationen, auch online unter „www.industrie.ejot.de“ zur Verfügung. Nach erforderlicher Registrierung unter „CAD & mehr“ können Konstrukteure und Entwickler in diesem Servicebereich DELTA CALC^® in einer so genannten „Light-Version“ direkt online nutzen. „Light“ deshalb, da bei der Entwicklung dieses Tools nach dem Motto „weniger ist mehr“ größter Wert auf die Benutzerfreundlichkeit gelegt wurde, damit die User dieses Werkzeug eigenständig nutzen können. Für hochkomplexe Anwendungen, die unter Umständen durch die „Light-Version“ nicht abgedeckt werden können, stehen den Kunden selbstverständlich das gesamte verbindungstechnische Know-how der EJOT Anwendungsingenieure und des Schraublabors APPLITEC zur Verfügung.