Echte Leichtgewichte: Schrauben aus GFK

Schrauben aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) statt aus Stahl? Weippert Kunststofftechnik erzielt dadurch 80 % Gewichtsersparnis.

Der Kunststoffverarbeiter aus Öhringen produziert leichtgewichtige Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben aus GFK bereits seit 2016 auf seinen Spritzgießmaschinen – und hat dafür nun die Thinking-Auszeichnung des Monats Juli 2022 der Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg erhalten.

Durch den gezielten Einsatz von GFK sind die Schrauben von Weippert Kunststofftechnik nicht nur deutlich leichter als ihre Pendants aus Stahl, sondern sie erreichen auch wesentlich höhere Zugkraft- und Drehmomentwerte. Weitere werkstoffbedingte positive Eigenschaften sind ihre Korrosionsbeständigkeit sowie thermische und elektrische Isolation.

In der Variante als selbstfurchende Schraube mit einer Spitze aus glasfaserverstärkten Kunststoffen kann sie in Weichholz, unverstärkten – auch geschäumten – Kunststoffen wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA) oder in Polyphenylensulfid (PPS) eingesetzt werden. Sie ermöglicht das Eindrehen ohne Gegengewinde, es genügt eine Kernlochbohrung.

Im Einsatz in der Recyclingindustrie werden mit dieser Schraube Transponder an gepressten Kunststoffballen befestigt, um die Wertstoffe zu erfassen und nachverfolgen zu können. Bisher waren diese Schrauben aus Metall. Die Kunststoffschraube erleichtert das Recycling, da sie mit in den Recyclingprozess gelangen darf. So entstehen weniger kostenintensive Störfälle und ein Arbeitsschritt entfällt. Da die Schrauben aus glasfaserverstärktem Polyamid sogar etwas schwerer sein müssen, um sich beim sortenreinen Recycling sauber von den PP- oder PE-Wertstofffraktionen trennen lassen zu können, hat diese Anwendung auf den ersten Blick nichts mit Leichtbau zu tun – und doch war die Gewichtsersparnis Teil des Projekts.

Denn in der Praxis werden bei dieser Anwendung die Schrauben in einem Magazin eines Akkuschraubers bevorratet, den der Staplerfahrer mit sich führt. Dank der leichten Kunststoffschraube kann der Transponder am Ballen mit einer Hand ohne große Anstrengung befestigt werden.

Schnelle Verarbeitung ohne zusätzliches Werkzeug und eine demontierbare Fügetechnik, die nur wenig zusätzliches Gewicht mitbringt, verspricht auch für die Montage von Gehäusen für Elektrogeräte viele Vorteile. Denn im täglichen Gebrauch dieser Geräte ist ein geringes Gewicht in der Anwendung – beispielsweise für Staubsauger, Hochdruckreiniger, Fensterreiniger oder Hand-Werkzeugmaschinen – ein deutlicher Vorteil bei der Handhabung.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten finden sich beispielsweise in der Holzverarbeitung für Möbel oder den Bau von Tiny-Houses – immer dann, wenn viele Schrauben verwendet werden, aber das Gewicht eine wichtige Rolle spielt. „Deshalb konnten wir nun auch das erste Projekt in der Luftfahrt starten, das sich bereits in der Testphase befindet“, sagt Geschäftsführer Günter Weippert. „Wenn im Innenraum zum Befestigen von Bauteilen 3.000 bis 5.000 Schrauben verwendet werden, macht sich eine Gewichtsersparnis – auch wenn sie im Einzelfall noch so gering erscheint – durch die Summe bemerkbar. Und so tragen unsere leichten Schrauben sowohl in der Anwendung als auch beim Transport zu einem geringeren CO₂-Footprint bei.“

Mit dem Label Thinking gibt Leichtbau BW monatlich innovativen Produkten oder Dienstleistungen im Leichtbau aus Baden-Württemberg eine Plattform.

sk