Das Projekt legt eine Prüfsystematik mit verschiedenen Prüfständen zur Bewertung des Dichtverhaltens von mechanisch gefügten Verbindungen vor, die den Einfluss von unterschiedlichen Werkstoffen und Oberflächenvorbereitungen mit verschiedenen Schließringbolzen, Blindnietverbindern und Funktionselementen berücksichtigt.
Anhand eines vorgegebenen Leitfadens kann der Anwender schrittweise eine Auswahl von Fügeelement und Dichtsystem zur Realisierung einer Fügeverbindung mit optimierter Dichtfunktion treffen.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Im Rahmen dieses Projektes wurde prinzipiell nachgewiesen, dass das Stanznieten mit überlagerter Bewegung – Radialstanznieten – als Verfahrensvariante des Stanznietens mit Halbhohlniet geeignet ist, reproduzierbare Verbindungen bei deutlich reduziertem Kraftbedarf (gegenüber konventionell gesetzten Stanznietverbindungen um ca. 40 ... 55%) zu erzeugen.
Hinsichtlich Verbindungsausbildung und Verbindungsfestigkeiten sind Radialstanznietverbindungen konventionell erzeugten Stanznietverbindungen gleichzusetzen. Voraussetzung dafür ist, dass der Setzvorgang durch eine rein translatorische Stempelbewegung mit gerade stehendem Stempel eingeleitet wird.
Stempelgeometrie, maximaler Stempelauslenkwinkel sowie Anteil des Stempelhubes mit überlagerter Bewegung am Gesamthub des Setzvorganges wurden als wesentliche, verfahrensspezifische Einflussparameter auf die Fügeelementausbildung herausgearbeitet und ihre Wirkung untersucht.
Fügekraft, Drehzahl des Radialantriebes und Stempeleingriffszeit sind sich gegenseitig beeinflussende Parameter für die Prozessauslegung.
Anlagentechnisch wurden Konzepte für Nietzuführung, Nietpositionierung und Niederhalter ausgearbeitet und realisiert. Durch ihre Integration in eine prototypische, robotergeführte Radialfügezange wurden die Umsetzbarkeit und Funktionsfähigkeit nachgewiesen.
Das Radialstanznieten als neue Verfahrensweise des Stanznietens mit Halbhohlniet ist somit sowohl als Robotergeführte Anwendung in die Praxis überführbar als auch als Erweiterung des Einsatzspektrums für stationäre Radialnietmaschinen zu sehen.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Schließringbolzenverbindungen stellen auch in Mischbauweisen unter thermischer Beanspruchung eine sichere und effiziente Verbindungstechnologie dar. Im Rahmen dieses Projektes wurden Standard-Schließringbolzen im Stahl-Aluminium-Mischbau eingesetzt und unterschiedlichen Temperaturbeanspruchungen zwischen RT und 180°C unterzogen. Der Klemmkraftverlust in der Verbindung infolge einmaliger Erwärmung auf 180°C beträgt 14...21% der nach dem Setzen vorhandenen Ausgangswerte.
Nach 3...5 wiederholten Erwärmungen auf 160°C stellte sich ein Gleichgewicht ein, so dass kein weiterer Klemmkraftverlust zu verzeichnen war. Es wurde nachgewiesen, dass die aus der Temperaturbeaufschlagung resultierende Klemmkraftreduktion nicht zur Verringerung der Verbindungsfestigkeit führt. Auch für die untersuchten Mehrpunktproben wurde keine signifikante Beeinflussung der Proben wie auch der Verbindungselemente hinsichtlich Deformation und Verbindungsfestigkeit infolge der Temperaturbeanspruchung festgestellt. Die FE-Berechnungsergebnisse des Beanspruchungs- und Deformationsverhaltens einer Schließringbolzenverbindung in einer Stahl-Aluminium-Mischbauweise zeigten eine befriedigende bis gute Übereinstimmung mit den experimentell ermittelten Resultaten.
Mit der FE-Simulation ergeben sich auch weitere Untersuchungsmöglichkeiten zum Einfluss unterschiedlicher Parameter auf die Tragverhaltenseigenschaften von Schließringbolzen-Verbindungen, z.B. Variation der Materialstärken des Bauteiles, der Festigkeitswerte sowie geometrischer Daten von Bolzen und Schließring und der Reibbeiwerte der Kontaktpartner bei praxisrelevanten Beschichtungen. Für eine weitere Verbesserung der Auslegung mechanisch gefügter Mischverbindungen hinsichtlich Leichtbau und höherer Zuverlässigkeit haben die Finite-Elemente-Berechnungen ein erhebliches Potential aufgezeigt.
Aktualisiert: 2019-10-09
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