Mit zunehmender Technologisierung von Gebäuden und durch den Einsatz neuartiger Leichtbausysteme (z. B. Hohlkörperdecken) wird der Querschnitt hochbauüblicher Stahlbetondecken zunehmend geschwächt. Die integrierten Hohlräume führen zu einer Minderung der Querkrafttragfähigkeit von nicht querkraftbewehrten Stahlbetondecken. An der TU Kaiserslautern wurden in den vergangenen Jahren eingehende Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit von Decken mit integrierten Leitungen durchgeführt. Es wurden hierzu Bemessungsvorschläge entwickelt, die in die allgemeine Bemessungspraxis eingegangen sind. Des Weiteren wurden von den Antragstellern umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen zum Tragverhalten von Hohlkörperdecken durchgeführt. Für eine kombinierte Beanspruchung aus Querkräften und Längszugkräften liegt bisher jedoch kein abgesichertes Bemessungskonzept vor.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In vielen industriellen Infrarotschweißprozessen ist ein Rauchen der infraroterwärmten Bauteilbereiche zu beobachten. In der vorliegenden Arbeit werden die mechanischen Eigenschaften von Infrarotschweißverbindungen mit der Rauchbildung und thermisch-oxidativen Kunststoffbelastung korreliert und zwei Ansätze zur schonenden Erwärmung untersucht. Die Ergebnisse weisen nach, dass eine thermisch-oxidative Kunststoffschädigung zu einer Verschlechterung der mechanischen Schweißnahteigenschaften führt. Das Schweißen in Argonatmosphäre und mit aktiver Strahlerleistungsregelung verhindern die Kunststoffzersetzung und führen in der Regel zu besseren mechanischen Schweißnahteigenschaften. Weiterhin wird deutlich, dass Umstellzeiten ≥ 5 s eine erhebliche Reduzierung der Schweißnahteigenschaften zur Folge haben. Die derzeit übliche Stumpfanordnung der Fügeteile führt beim Infrarotschweißen faserverstärkter Kunststoffe zu einer Faserumlenkung in der Fügenaht und hat zur Folge, dass die Faserverstärkung nicht über die Fügeebene hinweg genutzt werden kann. Im Rahmen der Arbeit wird das überlappende Infrarotschweißen von Organoblechen untersucht. Um Hohlkörper aus Organoblechen mit erhöhter Komplexität, Größe und Steifigkeit herstellen zu können, werden zudem zwei industriell nutzbare Verfahrensvarianten auf Basis des Infrarotschweißens entwickelt. Die Ergebnisse zeigen, dass in Plattenprobekörpern und in Hohlkörpern eine Nutzung der Faserverstärkung über die Fügeebene hinweg möglich ist.
Aktualisiert: 2022-05-19
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Hohlkörper aus Kunststoffen findet man heutzutage nahezu überall. Sie finden Verwendung in der Verpackung, Lagerung, beim Transport oder bei der Führung von Flüssigkeiten oder Schüttgütern.Durch Blasformen werden Hohlkörper aus thermoplastischen Kunststoffen mit nahezu beliebiger Geometrie gefertigt. Das sind zum Beispiel pharmazeutische Verpackungen mit Inhalten unter einem Milliliter und technische Artikel (z. B. Kunststoff-Kraftstoff-Behälter (KKB), Luftführungen im Kfz oder Öltanks) mit bis zu 10 000 l Fassungsvermögen. Die am häufigsten eingesetzten Verfahren sind das Extrusionsblasformen und das Streckblasformen, auf die in diesem Buch detailliert eingegangen wird. Während durch Streckblasformen nahezu ausschließlich Flaschen aus PET (seltener auch PEN oder PVC, neuerdings auch PLA) in hohen Stückzahlen hergestellt werden, ist das Spektrum für extrusionsblasgeformte Hohlkörper ungleich größer. Der Leser erhält die nötigen Informationen, um die Blasformtechnik grundlegend zu verstehen. Damit kann er Zusammenhänge bei der Verarbeitung und Anwendung leicht nachvollziehen und selber bilden. Dieses Grundlagenwissen erleichtert ihm das Studium bzw. die tägliche Arbeit. Neben verschiedenen Einsatzgebieten und Fertigungsverfahren werden Aspekte der Produktentwicklung und Möglichkeiten der Blasformsimulation dargestellt. Weitere Kapitel über Peripheriegeräte und Folgeeinrichtungen, Recycling und Troubleshooting runden das Buch ab. Die zweite Auflage wurde durchgehend aktualisiert und wenn nötig ergänzt.
Aktualisiert: 2022-12-15
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Hohlkörper aus Kunststoffen findet man heutzutage nahezu überall. Sie finden Verwendung in der Verpackung, Lagerung, beim Transport oder bei der Führung von Flüssigkeiten oder Schüttgütern.
Durch Blasformen werden Hohlkörper aus thermoplastischen Kunststoffen mit nahezu beliebiger Geometrie gefertigt. Das sind zum Beispiel pharmazeutische Verpackungen mit Inhalten unter einem Milliliter und technische Artikel (z. B. Kunststoff-Kraftstoff-Behälter (KKB), Luftführungen im Kfz oder Öltanks) mit bis zu 10 000 l Fassungsvermögen. Die am häufigsten eingesetzten Verfahren sind das Extrusionsblasformen und das Streckblasformen, auf die in diesem Buch detailliert eingegangen wird. Während durch Streckblasformen nahezu ausschließlich Flaschen aus PET (seltener auch PEN oder PVC, neuerdings auch PLA) in hohen Stückzahlen hergestellt werden, ist das Spektrum für extrusionsblasgeformte Hohlkörper ungleich größer.
Der Leser erhält die nötigen Informationen, um die Blasformtechnik grundlegend zu verstehen. Damit kann er Zusammenhänge bei der Verarbeitung und Anwendung leicht nachvollziehen und selber bilden. Dieses Grundlagenwissen erleichtert ihm das Studium bzw. die tägliche Arbeit.
Neben verschiedenen Einsatzgebieten und Fertigungsverfahren werden Aspekte der Produktentwicklung und Möglichkeiten der Blasformsimulation dargestellt. Weitere Kapitel über Peripheriegeräte und Folgeeinrichtungen, Recycling und Troubleshooting runden das Buch ab.
Die zweite Auflage wurde durchgehend aktualisiert und wenn nötig ergänzt.
Aktualisiert: 2022-10-11
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Elastomere Hohlkörper werden üblicherweise im Dornverfahren, einem mehrstufigem und aufwendigem Extrusionsprozess, gefertigt. Ein alternatives Verfahren zur Herstellung von komplexen Hohlkörpern ist die gas- oder wassergetriebene Projektilinjektionstechnik (PIT), die bisher jedoch lediglich in der Thermoplastverarbeitung eingesetzt wird.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Bereitstellung eines grundlegenden anlagen- und verfahrenstechnischen Wissens, mit dem elastomere Hohlkörpern aus Flüssigsiliconkautschuk (LSR) unter Verwendung der heißwassergetriebenen Projektilinjektionstechnik hergestellt werden können. Der Einsatz von überhitztem Wasser gewährleistet hierbei eine volumenstromgeregelte Fluidinjektion sowie einen zusätzlichen Wärmeeintrag in die Kavität. Somit ist dieses Verfahren eine Weiterentwicklung der klassischen gas- oder wassergetriebenen Projektilinjektionstechnik.
Die grundsätzliche Eignung der Projektilinjektionstechnik zur Herstellung von unverstärkten Hohlkörpern aus Flüssigsiliconkautschuken wird mittels einer Machbarkeitsstudie und einer einfachen Anlagentechnik nachgewiesen. Um das vollständige Potenzial der Projektilinjektionstechnik für die Elastomerverarbeitung jedoch auszuschöpfen, wird im Anschluss eine modifizierte Anlagentechnik aufgebaut, mit der erstmals überhitztes Wasser als Prozessfluid eingesetzt werden kann. Der Einsatz des überhitzten Wassers ermöglicht, die Fluidinjektion zu regeln, ohne dass durch kaltes Prozesswasser die Vernetzungsreaktion unterbunden wird. Neben den klassischen Einflussfaktoren wie der Werkzeugtemperatur oder der Verfahrensvariante kann so auch die Fluidinjektion zur Steuerung der Restwanddickenverteilung verwendet und eine homogenere Restwanddicke reproduzierbar eingestellt werden. Zudem reduziert sich die notwendige Heizzeit signifikant durch den zusätzlichen Wärmeeintrag in die Kavität im Vergleich zur gasgetriebenen Projektilinjektionstechnik. Die heißwassergetriebene Projektilinjektionstechnik kann darüber hinaus zur Herstellung verstärkter Hohlkörper eingesetzt werden, sodass die Berstdruckfestigkeit der Hohlkörper signifikant zunimmt. Die Untersuchungen zur Herstellung verstärkter Hohlkörper zeigen jedoch auch, dass die Bauteilqualität mittels der Prozessparameter kaum mehr beeinflussbar ist und die Reproduzierbarkeit des Prozesses stark abnimmt.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Mit zunehmender Technologisierung von Gebäuden und durch den Einsatz neuartiger Leichtbausysteme (z. B. Hohlkörperdecken) wird der Querschnitt hochbauüblicher Stahlbetondecken zunehmend geschwächt. Die integrierten Hohlräume führen zu einer Minderung der Querkrafttragfähigkeit von nicht querkraftbewehrten Stahlbetondecken. An der TU Kaiserslautern wurden in den vergangenen Jahren eingehende Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit von Decken mit integrierten Leitungen durchgeführt. Es wurden hierzu Bemessungsvorschläge entwickelt, die in die allgemeine Bemessungspraxis eingegangen sind. Des Weiteren wurden von den Antragstellern umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen zum Tragverhalten von Hohlkörperdecken durchgeführt. Für eine kombinierte Beanspruchung aus Querkräften und Längszugkräften liegt bisher jedoch kein abgesichertes Bemessungskonzept vor.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die Projektilinjektionstechnik (PIT) stellt eine wirtschaftlich und technologisch hochattraktive Verfahrensvariante der etablierten Fluidinjektionstechnik (FIT) zur Herstellung spritzgegossener Hohlkörper dar. Die in dieser Arbeit vorgestellten und erstmals systematisch durchgeführten Untersuchungen liefern ein grundlegendes Prozessverständnis. Dabei werden alle derzeit absehbaren zur erfolgreichen Implementierung der PIT erforderlichen Aspekte aufgezeigt. Dazu zählen die vergleichenden Grundlagenuntersuchungen der Mechanismen der Hohlraumausbildung bei der GIT und der PIT sowie der systematische Vergleich der PIT-Verfahren mit den Verfahren der konventionellen FIT. Des Weiteren liefert insbesondere die Beschreibung des Prozesses hinsichtlich des Einflusses der Prozessparameter, der Bauteil- und Projektilgeometrie und der eingesetzten Materialien auf die resultierenden Bauteileigenschaften wertvolle Erkenntnisse für eine erfolgreiche Implementierung des Verfahrens.
Die Untersuchungen mit Hilfe des Sichtwerkzeugs zeigen die grundlegenden Unterschiede der Mechanismen der Hohlraumausbildung zwischen der GIT und der PIT auf. Während bei der GIT die Hohlraumausbildung maßgeblich von den rheologischen Schmelzeeigenschaften und den Prozessparametern beeinflusst wird, folgt bei der PIT die Hohlraumkontur dem starren Projektilquerschnitt.
Der ausführliche Verfahrensvergleich mit praxisrelevanten Materialien und dem Bauteil Medienleitung bestätigt die gravierenden Vorteile der PIT in Bezug auf die Materialersparnis und eine mögliche Zykluszeitreduktion.
Die systematischen Untersuchungen zu den Parametereinflüssen bei der PIT liefern wichtige Erkenntnisse für eine verfahrensgerechte Prozessführung. So ist der Einfluss der Prozessparameter zwar statistisch signifikant, aber von untergeordneter Bedeutung für die Bauteileigenschaften. Dagegen zeigen die Projektil- und Bauteilgeometrie erwartungsgemäß einen sehr großen Einfluss auf die Bauteileigenschaften und erlauben weiterhin die Realisierung von Bauteilgeometrien, die bislang nicht als FIT-gerecht eingestuft wurden. Insbesondere der Projektildurchmesser, -querschnitt sowie die Ausform¬zylinderhöhe bestimmen die Qualität der Hohlraumausbildung maßgeblich. Zudem hat die Materialpaarung von Projektil und Bauteil einen signifikanten Einfluss auf die Bauteileigenschaften.
Aktualisiert: 2019-03-15
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