Behälter/Boxen/Paletten

Die Schrauben sind der Schlüssel

Sie sollten leicht, stabil und hitzebeständig sein. So lautet die Anforderung eines Herstellers für die in seinen Produkten eingesetzten Schrauben. Kunststoffspezialist Werit, in der Fachzeitschrift Materialfluss bisher eher für seine Behälterlösungen bekannt, hat auch in diesem Segment Antworten. In Branchen wie Apparatebau, Gehäusebau, Anlagenbau, Elektrotechnik und so weiter erweisen sich Kunststoffschrauben und -muttern oftmals als das Mittel der Wahl. Was zeichnet sie aus, welche Schwachstellen bieten sie und wie gestaltet sich die Nachfrage?

Schrauben aus hochwertigem technischen Kunststoff haben den konventionellen Pendants aus Metall einiges voraus: Bei hoher Stabilität sind sie besonders leicht und rosten nicht. Sie erfüllen damit spezielle Anforderungen, beispielsweise in feuchten Umgebungen.

Werit Kunststoffschrauben
Werit Kunststoffschrauben

Die Werit Kunststoffwerke, unter anderem als Hersteller von IBCs (Intermediate Bulk Containers) bekannt, sind seit 1960 im Markt der Schrauben und Muttern aus Kunststoff tätig. Kunde der ersten Stunde war die Fima August Lepper, ein Hersteller von Transformatoren für die Energieversorgung und Waschautomaten. Auf Grund der hier eingesetzten Medien waren Kunststoffschrauben die ideale Lösung. Im Jahr 1984 wurde August Lepper vom ABB Transformatorenwerk übernommen und ist bis heute Abnehmer von Produkten aus dem Hause Werit. Während damals vorwiegend große Inbusschrauben geordert wurden, wuchs der Bedarf des Kunden im Laufe der Jahre und wurde spezifischer. Hieraus entwickelte sich für Werit der Geschäftsbereich „Kunststoffschrauben und -muttern“.

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Die Vorteile fallen ins Gewicht

Aber welche Vorzüge bieten derartige Kunststoffprodukte im Detail? Sie sind deutlich leichter als andere Materialien wie Aluminium und Stahl und besitzen eine Dichte zwischen 0,8 und 2,2 g/cm3. Daraus ergibt sich das niedrige Gewicht. Im Vergleich bedeutet dies: Eine Kunststoffschraube verfügt über ein Gewicht von 1, eine Aluminiumschraube beträgt rund das Zweifache und Stahl das Fünffache.

Zudem weisen Kunststoffprodukte eine hohe Beständigkeit gegen Korrosion und Verrottung auf, sie rosten logischerweise nicht. Eine gleichzeitig hohe elektrische Isolierfähigkeit führt dazu, dass das Material nicht elektrisch leitend ist. Ferner bietet es eine gute Wärmeschutzwirkung, da es nicht gut Wärme leitet. Auch wird der Schall absorbiert. Je nach Kunststoffart ist diese chemikalien- und säurebeständig, was sie insbesondere für Einsatzbereiche im Umfeld der chemischen Industrie prädestiniert beziehungsweise überall dort, wo bestimmte Flüssigkeiten im Einsatz sind.

Gute Verarbeitungsmöglichkeiten bei der Formgebung beziehungsweise Herstellung ergeben sich ebenfalls. Die einfache Farbgebung und komfortable Aufdruckmöglichkeit sowie weitere Vorteile machen dieses Material für die Massenproduktion ökonomisch attraktiv. Die Nachteile liegen in der geringeren mechanischen Festigkeit gegenüber Stahl, sowie der Formbeständigkeit bei hohen Umgebungstemperaturen und der Brennbarkeit – hierdurch können sie schneller brechen oder verlieren ihre Stabilität.

Welche Materialien sind wofür besonders geeignet?

Kunststoffschrauben
Kunststoffschrauben sind korrosionsbeständig und haben eine hohe elektrische Isolierfähigkeit.

Man unterscheidet zwischen Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren. Diese werden in Standard-, Technische, Funktions- und Hochleistungs-Kunststoffe eingeteilt. Die Werit Kunststoffwerke setzt Thermoplasten ein und verwendet dabei technische Kunststoffe.

Das meist eingesetzte Material (Standard) ist Polyamid im Bereich der Schrauben und Muttern. Hauptsächlich wird dabei PA6.6 (im Volksmund auch unter dem Namen Nylon bekannt) verarbeitet. Dieses bietet eine gute mechanische Festigkeit. Es ist zudem elastisch durch die Aufnahme von Wasser. Um dies zu erreichen, werden gefertigte Teile konditioniert. Unter Einfluss von Feuchtigkeit nimmt die Festigkeit ab und die Bruchdehnung zu. Dieses Verhalten ist bei der Konstruktion zu berücksichtigen und bei bestimmten Anwendungen gewünscht. Das Material sind temperaturstabil unter 0 Grad (-20 bis -30 Grad) und bis über 100 Grad (kurzzeitig bis 130 bis 150 Grad). Polyamid bietet eine gute wirtschaftliche Verarbeitung des Materials, jedoch eine nicht so gute UV-Beständigkeit – es wird in der Sonne gelb und porös bzw. spröde. Das Material ist zudem ungeeignet für Trinkwasseranwendungen, da die Oberfläche nicht glatt ist.

Polypropylen und Polypropylen H ist deutlich härter als Polyamid und besitzt die geringste Dichte, was es zu einem extrem leichten Material macht. Die gute Härte, Festigkeit und Steifigkeit sowie die Zugfestigkeit in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur zeichnen dieses Material aus. Daher eignet es sich für die kurzzeitige mechanische Belastung bei höherer Temperatur, da der Werkstoff keine Feuchtigkeit aufnimmt. Damit quillt das Material nicht. Es bleibt temperaturstabil bei Gebrauchstemperaturen von 0 bis 80 Grad. Die sehr gute Chemikalienbeständigkeit macht das Produkt auch beim Einsatz mit Lösungsmitteln (Säuren und Laugenbeständigkeit) interessant. Eine gute wirtschaftliche Verarbeitung ist gegeben.

Das Material PVDF ist im Vergleich zu Polyamid und Polypropylen sehr hochpreisig. Die guten mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften, sehr hohe UV- und chemische Beständigkeit sowie die Eignung für Trinkwasseranwendungen begründen den Vorzug in bestimmten Anwendungsbereichen gegenüber Polyamid.

In zahlreichen Branchen bewährt

Somit ergeben sich für Kunststoffschrauben und -muttern die unterschiedlichsten Einsatzszenarien in Branchen wie Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Beleuchtungsindustrie und viele mehr. So produziert beispielsweise eine Firma in Fürstenfeldbruck Spezialmaschinen für nasschemische Prozesse in den Bereich Photovoltaik und Halbleiter. Die eingesetzten Schrauben müssen daher hitzebeständig und nicht leitend sein. „Wir erfahren im Bereich der Schrauben und Muttern aus Kunststoff eine kontinuierlich steigende Nachfrage. Überall dort, wo beispielsweise Säure und verschiedene chemikalische Flüssigkeiten im Spiel sind oder Hitzebeständigkeit und Leichtigkeit gefragt sind, sind sie geeignet. Unsere Kunden sind zum Beispiel Hersteller von Spezialmaschinen nasschemischer Prozesse oder von Anlagenkomponenten für die Industrie“, erklärt abschließend Anja Bovenderd, Mitarbeiterin aus dem Werit-Vertrieb.

Kontakt: Werit Kunststoffwerke W. Schneider GmbH & Co. KG D-57610 Altenkirchen Tel.: 0 26 81 / 8 07-01 www.werit.eu

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