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6 1. EINLEITUNG
Abbildung 1.5: SchematischeDarstellung der verschiedenenArten vonVerbindungen nach [2].
Abbildung 1.6: BeispielevongrundlegendenKonzeptenfürdiebeanspruchungsgerechte formschlüssige
Lasteinleitung bei flächigen, stab- und rohrförmigenFKV-Strukturen [16].
dieVerfahrenKleben, SchweißenundSchrauben/NietenhergestelltwerdenkannunddieseVerfahren
konkurrierendwie auch ergänzend verwendetwerden. Schürmann [2] nennt alsmögliche Fügeverfah-
ren zurHerstellung vonKrafteinleitungsmöglichkeiten den Schlaufenanschluss, dieBolzenverbindung
und die Klebeverbindung. Die Klebeverbindung ist der Verfahrensgrupe 4.4 zu zuordnen und kann
sowohl bei thermoplastischen wie auch duroplastischen Bauteilen realisiert werden. Die Bolzenver-
bindung kann derGruppe 4.1 und 4.3 zugeordnet werden, wobei nach Schürmann [2] hier besonders
auf die Gestaltung der Flächenpressung im Bereich der Lochleibung zu achten ist. Dies stellt eine
Einschränkung derEignung für dieVerwendung bei FVWdar.Durch eine entsprechendeEinhaltung
derKonstruktionsrichtlinien von Schürmann [2] können dieseNachteile jedoch reduziertwerden.
Helms [16] untersucht in seinerArbeit dieKrafteinleitungsmöglichkeiten bei thermoplastischenFKV
und deren angepasste Anwendung (vgl. Abbildung 1.6). Hierbei zeigt er Lösungen durch die Kon-
turverbindung, die Profilierung, die umfortechnische Vergrößerung des Durchmessers amAnschluss-
stück (Aufspreizung, Torsionsstauchen, Axialstauschen) und die Integralefertigungsmethode durch
Schlauchblasen [16]. Demzufolge ist eine Einteilung in die Gruppe 4.1, im Sinne der faserverbund-
gerechten Fügeverfahren, zu bevorzugen. Die Klebeverbindung ist hingegen eindeutig der Gruppe
4.8 zuzuordnen. Ergänzt werden diese Fügeverfahren im Saechtling-Kunststoff-Taschenbuch [14] um
die klassischen kalten Verbindungstechniken – Schrauben und Nieten – der Verfahrensgruppe 4.1,
SchnappverbindungenderGruppe4.4undKunststoff-SchweißverfahrenderGruppe4.6.EineBetrach-
tungderVerfahrenseignung für dieAnwendunganBauteilen ausFKVerfolgt unterBerücksichtigung
der üblichen Schadensursachen bei FKVundder spezifischenEigenschaften von duroplastischen und
thermoplastischen Kunststoffen, die direkten Einfluss auf dieMöglichkeit der Verfahrensanwendung
haben.
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Table of contents
- Abkürzungen XIV
- Symbolverzeichnis XVI
- 1 Einleitung 1
- 2 Stand derTechnik 11
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 2.1.1 Grundlagen undEinteilung derKunststoffe 11
- 2.1.2 Werkstoffeigenschaften vonThermoplasten 12
- 2.1.3 FaserverstärkteThermoplaste 16
- 2.1.4 Herstellverfahren vonHalbzeugen undBauteilenmit thermoplastischerMatrix 21
- 2.1.5 Konsolidierung vonThermoplasten 22
- 2.1.6 Betrachtung des Schmelzschweißprozesses bei Thermoplasten 23
- 2.1.7 Prüfmethoden 23
- 2.1.8 Ermüdungsverhalten 29
- 2.1.9 ThermischeKunststoffkennwerte 31
- 2.1.10 BildgebendeAnalyseverfahren 32
- 2.1.11 Schadensanalyse 33
- 2.2 Grundlagen der induktivenErwärmung 33
- 2.3 Erwärmung carbonfaserverstärkterKunststoffe 44
- 2.4 Schweißbarkeit 48
- 2.5 Modelle zurmathematischenBeschreibung 51
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 3 Aufgabenstellung 53
- 4 Systemtechnik undVersuchsaufbau 55
- 5 Plastifizierung derMatrix 97
- 6 Rekonsolidierung und Schweißnahteigenschaften 151
- 7 FertigungstechnischeUmsetzung 171
- 8 Zusammenfassung 177
- Literaturverzeichnis 178
- Abbildungsverzeichnis 189
- Tabellenverzeichnis 197
- A Zeichnungen, Tabellen undErklärungen 199
- A.1 Werkstoffeigenschaften undDatenblätter 199
- A.2 Numerische Lösungsverfahren 213
- A.3 Datenblätter und Spezifikation derAnlagentechnik 215
- A.4 Berechnungen zu den Strömungszuständen in derKonsolidierungsrolle 224
- A.5 Komponenten undProgrammumgebung derVersuchs-anlage 231
- A.6 Optimierungsmethode 234
- A.7 Festigkeitsuntersuchung 245
- A.8 Prozessfenster 246
- A.9 Prozessfähigkeitsuntersuchung 247
- B Veröffentlichungen 249