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Hallo,

zuerst möchte ich mich kurz vorstellen.
Ich bin Marco und Student des Maschinenbaus an der Technischen Hochschule Wildau (FH).
Zur Zeit absolviere ich ein Praktikum als Vorbereitung für meine Abschlussarbeit.

In dieser Arbeit geht es um ein Aluminiumdruckgussteil, welches gewichts- als auch fertigungstechnisch optimiert werden soll.
Bei diesem Teil müssen 3 Durchgangsgewinde M12 erstellt werden. Für direkte Verschraubung in Aluminium wird eine Stärke von 1,5-2 x Gewindenenndurchmesser genannt.
Bei meiner Recherche bin ich bereits auf Ensateinsätze, HeliCoils und Gewindefurcher bzw. Gewindefurchende(Taptide) Schrauben gestossen. Dabei habe ich auch durch die Suche diesen Beitrag hier im Forum gefunden: Beitrag
Meine Fragen sind nun folgende:
Reicht es aus, bei Ensateinsätzen wirklich nur die Länge des Einsatzes + mögliche Zugabe für versenkten Einsatz als Materialstärke zu nehmen oder geht man auch von den üblichen Werten für direkt geschnittenes Gewinde aus? Wenn ich z.B. den Ensat 307000120M12 nehme mit einer Länge von 12mm, dann hätte ich eine Verringerung der Materialstärke um die Hälfte zu direkt geschnittenem Gewinde. Beim 307000120M12 eine Verringerung um 2mm ebenso beim 302000120M12 da die Länge 22mm beträgt.

Wie stark muss das Aluminium  sein, wenn man Gewindefurcher bzw. Gewindefurchende Schrauben verwendet?

Es ist mein erstes Aluminiumdruckgussteil und ich freue mich, wenn mir jemand einige Hinweise geben kann.
Eine Anfrage bei Arnold habe ich schon gestellt und bei Boellhoff auch.

Gruß
Marco

edit: dann habe ich noch eine kurze Frage zu den Schraubenauflageflächen. Müssen diese nachgearbeitet werden wenn sie Parallel zur Teilungsebene liegen?

[Diese Nachricht wurde von marco w am 06. Mrz. 2012 editiert.]

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Hallo Marko, willkommen bei CAD.de.

Das wichtigste bei solchen Problemen: Wie oft wird geschraubt ?

Wenn die Verschraubung oft gelöst wird sind die genannte Einsätze sicher notwendig.

Wenn nur einmal eine Schraube eingedreht wird, mach das Gewinde etwas länger und Fertig.

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Klaus

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Hallo,

oh das hatte ich vergessen zu erwähnen. Eigentlich nur beim Zusammenbau von beiden Teilen. Höhestens 1 von 500000 Verschraubungen muss mal gelöst und dann wieder verschraubt werden.

Gruß
Marco

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Dann kannst Du auch selbstschneidende Schrauben nehmen, wenn in der Länge genug Platz ist.

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Klaus

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Der Platz sollte ausreichen. Wie stark muss das Material sein für solche Schraube?

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Hallo Marco,
ein Blick in die technischen Richtlinien des VDD wird sicher hilfreich sein.

Beste Grüße

Matthias

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Nihil Ex Nihilo

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Die o.g. Zahl von 1,5 bis 2 mal GewindeNenn Ø stimmt schon.

Da es auch bei Aludruckguss verschiedene Legierungen gibt, würde ich für weiches Material die 2-fache Gewindeläge nehmen und für hartes die 1,5 fache.

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Klaus

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Vielen Dank für die Antworten.
Leider habe ich noch keine Antworten auf meine Anfragen.

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Dann hätte ich noch eine Frage zur Formteilungsebene. Bedingt durch die Form des Teils wäre ein Versatz in der Trennebene. Ist dies möglich bzw. zulässig? Wenn nicht müsste zuviel Material im Nachhinein abgetragen werden. Die jetzige Lage der Trennung würde jedoch eine maschinelle Entgratung ermöglichen und Hinterschneidungen gibt es dadurch nicht.
Leider darf ich weder das Teil noch Bilder davon einstellen.

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Ein Versatz in der Trennebene ist meistens das kleinere Problem.

Hinterschneidungen sind das Größere.

Hinterschneidungen nach innen sind ganz schlecht wiel sie kaum zu temperieren sind.

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Klaus

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Hallo,

ich muss nochmal kurz nachfragen.
Wie sieht es mit Einlegeteilen mit Innengewinde im Druckguss aus, die gleich umspritzt werden?
Ich hätte 3-5 Einleger, die ein M12er Innengewinde haben müssten. Stückzahl der Teile ca. 100000/a eher mehr.
Auch muss ich meine Angabe von oben korrigieren bezüglich der Verschraubung. Es kann durchaus öfter vorkommen, dass die Verschraubung gelöst und wieder angezogen wird. Dies kann teilweise während der Montage noch einmal passieren falls an dem anderen Teil etwas nicht stimmt bzw. bei späteren Wartungsfällen.

Gruß
Marco

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Die Buchsen mit Innengewinde von Hand einzulegen ist gefährlich, weil man sich da die Finger verbrennen kann.

Bei der Stückzahl, ist eine Vorrichtung oder Roboter mit Greifer angebracht.

Probleme kann es mit dem Abdichten geben. Das flüssige Alu könnte in das Gewinde reinlaufen.

Beim Verschrauben ist Fett das beste Schmiermittel. Das ist aber in der Industrie sehr unbeliebt.
Üblich sind vermessingte Schrauben. Die sehen auch aus wie Messing.

Messing schmiert ein bisschen und schützt einigermaßen vor Korrosion.

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Klaus

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Vielen Dank.
Bei der Menge von Gewindebuchsen/-einlegern dürfte es doch auch Sonderanfertigungen mit anderer Steigung geben oder? Wie werden die Teile in der Form gehalten und gegen Verschiebung gesichert?
Ich werde mal einige Anbieter anschreiben und nachfragen.

Gruß
Marco

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Solche Gewindebuchsen kann natürlich jede Dreherei herstellen.

Gehalten werden solche Buchsen über den Kern Ø des Gewindes. Im Der Form ist da ein runder Bolzen ( Ohne Gewinde ) auf den die buchsen aufgesteckt werden.
Das reicht meistens.

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Klaus

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Besten Dank.
Diese Bolzen sitzen fest mit in der Form oder werden diese teilweise auch als verschiebbare Bolzen eingesetzt? Bei meinem Druckgussteil wären die Buchsen mittig von einer Fläche auf einer Linie. So wie jetzt die Teilungsebene in meinem Modell sitzt würden die Bolzen für die Buchsen senkrecht zur Entformungsrichtung sein, was eine mehr als zweigeteilte Form erfordert oder ich müsste die Trennebene verlegen. Dies hätte allerdings Hinterschneidungen zur Folge. Wie weit sollten die Schiebebolzen von der Trenneben entfernt sein(falls man sie überhaupt einsetzen kann)?
Ist es zulässig die Trennebene an eine 90°-Kante zu setzten(Ausformschrägen jetzt nicht betrachtet)?

Wie verhält sich solch ein Bauteil aus Aluminium mit einer Messingbuchse? Ist eine starke Kontaktkorrosion gegeben oder hängt das von der Umgebung ab? Mein Bauteil würde in einem PKW-Motorraum eventuell verbaut werden. Verschraubt wird es mit einem weiteren Bauteil aus Aluminium mit Stahlschrauben.

Gruß
Marco

[Diese Nachricht wurde von marco w am 04. Mai. 2012 editiert.]

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Wenn die Gewinde nicht in Entformungsrichtung sind, wird es aufwendig.
Ich schätze mal, daß das Teil bei M12 schon ziemlich groß ist.
Trennebene versetzen würde ich nicht, weil das sehr teuer ist und auch aufwenig zu entgraten.

Entweder nachträglich bohren und dann die eingangs genannten Einsätze einschrauben.

Oder die Gewindebuchsen auf seitliche Schieber stecken die mechanisch oder hydraulisch bewegt werden.

Eventuell ist es möglich die Gewindebuchsen etwas länger auszuführen und dann außen festzuhalten.

Weitere Möglichkeit wäre bei den Gewindebuchsen einen langen Griff mit Sollbruchstelle anzubringen  und diesen nach dem Gießen abrechen.

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Klaus

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So groß ist das Teil nicht. 220x190x70 natürlich kein voller Quader sondern nur die maximalen Abmessungen.
Gerne würde ich nachgeschaltete Schritte für die Gewindeherstellung einsparen und auch andere Bearbeitungen soweit es möglich ist. Zumal beim HeliCoil erst ein Gewinde geschnitten wird und dann der Einsatz eingedreht wird. Daher tendiere ich bei den Einsätzen sowieso eher zu den Ensat-Einsätzen mit eventuell vorgegossener Bohrung. Wenn die Trennebene so bleiben kann, dann kann das Teil auch in einer Presse entgratet werden. Der größte Knackpunkt wird nur die Reststärke des Materials neben den Gewindebuchsen sein. Da wäre teilweise nur 6mm Platz ausgehend von der Bauteilbreite in dem Bereich und von den Maßen der Buchse nach DIN 16903 Form U.

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Hallo Marco,

so wie Klaus schon geschrieben hat, würde ich nicht versuchen die Gewindebolzen von Hand in eine mindestens 300 Grad warme Form einzulegen, auch wenn Handschuhe getragen werden.

Außerdem würde ich auf jedenfall empfehlen die Gewindebuchsen nicht schwimmend zu lagern, sondern fest von den Formhälften abstützend einbringen. D.h., wenn Du das Gewinde nicht so lang haben willst wie das Teil an dieser Stelle dick ist, einfach hinten noch einen Abstützbolzen mit ranmachen.

Mit Schiebern eine Gewindebuchse zu halten ist sehr schwer. Besser ist es einen Rechteckkörper einlegen, in dem dann das Gewinde eingearbeitet ist, was sich dann an der Formtrennebene wieder abstützen kann.

HTH Gruss Gerhard

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Hallo,

vielen Dnak für die Hinweise bis jetzt.
Ich habe noch zusätzlich 3 Durchgangsbohrungen in meinem Bauteil, die zur Befestigung am Gehäuse dienen. Diese Bohrungen sind senkrecht zur Entformungsrichtung und ich würde die gerne durch Kerne vorfertigen. Aus dem verlinkten Dokument bin ich auf 1,5° Schräge gestoßen. Ist es besser je einen Kern in eine Hälfte zu setzen und diese in der Mitte der Bohrung aufeinander treffen zu lassen oder nur einen Kern? Nimmt man das Endmaß für das Durchgangsloch oder etwas kleiner wählen und dann aufbohren/aufreiben? Der Durchmesser beträgt 11mm und die Stärke ca. 25mm.

Gruß
Marco

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25 * 1,5 tan ergibt 0,65 mm, im Durchmesser sind das dann 1,3 mm. 

Ob du in Alu bei den Verhältnissen 0,65 oder 1,3 mm aufbohrst ist doch völlig egal.

Deswegen reicht es die Bohrung nur von einer Sete zu entformen, dann ist das Werkzeug etwas einfacher.

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Klaus

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Hallo,

das Bauteil ist jetzt fast fertig. Einige Bearbeitungsschritte konnte ich einsparen.
Eine Frage habe ich jedoch noch. Die Achsen für die Schrauben zum Befestigen des Bauteils sind senkrecht zur Entformungsrichtung und somit die Schraubenauflagefläche sowie die Bauteilanlagefläche parallel zur Entformungsrichtung. Kann man diese Flächen gleich fertiggiessen bzw. welche Ebenheiten können im Druckguss erreicht werden? Eventuell kann ich den Bearbeitungsschritt dieser Auf-/Anlageflächen dann auch einsparen.

Gruß
Marco

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Ja, man kann Auflageflächen fertig giessen. Da die Formeinsätze für die Kernlöcher senkrecht in die Form eingeschraubt werden, stehen die Achsen der Kernlöcher IMMER senkrecht zur Auflagefläche. Damit ist sichgestellt, daß das aufzuschraubende Teil nicht schief steht.

Erreichbare Ebenheiten dabei sind stark von der Bauteilgröße und umgebenden Geometrie, bzw. der Geomterie "hinter" der Auflage abhängig. Handelt es sich um eine größere durchgehende Fläche als Auflage, wird die bei uns üblicherweise um 0,2mm tiefer gesetzt als die Schraubauflagen (ggf. auf Flächenpressung achten). Sind es nur "Stege" bleiben die auf gleicher Höhe.
Ein Problem kann irgendwann der Formverschleiß werden, z.B. die "Krampfadern" auf der Fläche durch kleine Wärmerisse in der Form.

Ein Beispiel:
Auf der "Standseite" ist eine vorgegossene Dichtfläche ca. 120mm x 200mm - 5mm Breite mit 6 gleichmäßig verteilten Schraubpunkten.
Ebenheit (prozessicher) zwischen den Schraubpunkten 0,2 , für die gesamte Fläche 0,4 .
Der Schieber wird wegen den Wärmerissen und sonstigem Verschleiß alle 5000 Schuß komplett getauscht.
Anforderungen an die Fläche: Dicht gegen Spitzwasser und Dampfstrahler von aussen. Druckdichtheit nach aussen ist nicht erforderlich.
Deswegen werden die sichtbaren Dichtstege bearbeitet, da hier Druckdichtheit  bis 15bar nach aussen gefordert ist.

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A Journey into Darkness, a Journey into Mystery, a Journey into ProEngineer
Schnapszahlbeitrag: der 444.

[Diese Nachricht wurde von maschinenbauheit am 23. Jun. 2012 editiert.]

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