Wolfratshausen. Auf den ersten Blick haben Schrauben nichts mit Klimaschutz zu tun. Auf den zweiten schon! Autohersteller beispielsweise setzen bevorzugt auf Leichtbaustoffe. Die reduzieren das Fahrzeuggewicht, die Autos verbrauchen weniger Sprit, pusten weniger Schadstoffe raus. Aber es gibt ein Problem: Will man Leichtbaustoffe verschrauben, braucht es dazu völlig andere Verbindungtechniken! Schlaue Schrauben also.

Ein Dom aus Kunststoff

Hier setzt die Firma Weber aus Wolfratshausen an. Der 1956 gegründete Mittelständler hat sich auf automatisierte Verbindungstechnik spezialisiert. Bisher stand vor allem das klassische Schrauben auf dem Programm. Doch für die immer häufiger eingesetzten Leichtbaustoffe entwickelte Weber mit der Firma Ejot aus Nordrhein-Westfalen eine neue Lösung: den sogenannten thermischen Stoffschlussdom.

Mit dem Dom, einer Art Verbindungsstift aus Kunststoff, schafft man es, Leichtbaustoffe aneinanderzumontieren. Diese besitzen eine besondere Sandwichstruktur: Außen liegt eine feste Deckschicht, innen jedoch ein wabenförmiger oder schaumiger Kern.

Dank des luftigen Inneren wiegt das Material wenig. Und es ist stabil, „biegefest“, sagt der Fachmann. Leichtbaumaterialien ersetzen etwa Spanplatten, die früher im Auto als Ladeböden dienten. Auch für Hutablagen und Kofferraum-Abdeckungen verwenden Hersteller längst gewichtssparende Komponenten auf Kunststoffbasis.

Allerdings muss dafür ein Verbindungsstück sicher im weichen Inneren des Bauteils verankert werden. „Eine normale Schraube greift da nicht“, sagt Robert Stützer, Technologe für Fügeprozesse bei Weber. Will man sie trotzdem nutzen, müssen aufwendig Nieten gesetzt, Schraubmuttern eingebracht oder das Bohrloch mit Harz ausgekleidet werden.

Luftfahrt-Industrie ist interessiert

Stoffschlussdome dagegen machen sich die physikalischen Eigenschaften schneller Drehbewegungen zunutze. Eine Spindel positioniert zunächst den Dom auf der Platte, dreht, gibt einen exakt berechneten Druck ab und stoppt in gewünschter Position. Die entstehende Reibungswärme lässt die Kunststoff-Oberfläche des Doms schmelzen. Das Material fließt in die Wabenstruktur der Zwischenschicht und fixiert so den Dom. „Das dauert nur wenige Sekunden“, sagt Stützer. „Im Anschluss kann das Werkstück leicht an andere Bauteile angefügt werden.“

Der Prozess läuft vollautomatisch ab und wird ständig überwacht. So lassen sich nach Jahren noch Materialdicke, verwendete Drehkraft oder Position des Doms nachvollziehen. Stützer: „Das ist auch für Betriebe interessant, die ihre Fertigung digitalisieren.“

Mehrere Autobauer nutzen bereits die neue Schraub-Technik. Die Luftfahrt ist ebenfalls interessiert und setzt sie für Teile der Inneneinrichtung sowie für Transportbehälter ein. Vorteil: Die Verbindung lässt sich einseitig ohne Durchschrauben setzen, bildet so keine Wärmebrücke und rostet nicht.