Page - 72 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

72 4. SYSTEMTECHNIKUNDVERSUCHSAUFBAU Abbildung 4.19:Darstellung der elastischen Deformation bei der Hertz‘schen Pressung: Kugel (li.) undZylinder (re.) nach [106]. Höhe aufgebracht werden, der jedoch die Lage der Fasern und die Geometrie des Laminates nicht verändert. DesWeiteren muss ein über die Bahnlänge gleichbleibender Abkühlgradient δT erreicht werden. In den Untersuchungen zur Rekonsolidierung (vgl. 2.1.5) wird der Einfluss der Parameter- variation untersucht. In diesemAbschnitt werden die anlagentechnischenVorkehrungen beschrieben, um eine funktionsfähige Anlage zu gestalten, mit der die Untersuchungen durchgeführt werden. Die Überlegung zurArt desKontaktierungselementes ist geprägt durch folgendeAnforderungen: • Abfahren einer 3D-förmigenKontur und ein hoherGrad anZugänglichkeit. • Aufbringen des Fügedrucks auf einer ausreichendenBreite. • Aufbringen eines ausreichend hohenFügedrucks. • Realisierung einerAbkühlrate, die eineProzessgeschwindigkeit bis zu 1,5m/min ermöglicht. • Zur Realisierung der Handlingsfestigkeit nach der Schweißung ist eine Temperatur nach der Konsolidierung unter derGlasübergangstemperaturTg nötig. • geringerVerschleiß • DieOberfläche desKontaktelements soll eine gleichmäßige und geschlosseneOberfläche hinter- lassen. • Die unmittelbare Nähe zum elektromagnetischen Feld bedarf einesMaterials mit geringerma- gnetischer Permeabilität. Werden die geometrischenKörper hinsichtlich ihrer Freiheitsgrade beurteilt, stellt sich dieKugel als vielseitigster Körper dar. Die Berührung erfolgt nach der Theorie der Hertz’schen Pressung [106] nur in einemPunkt (vgl. Abbildung 4.19). Die Rolle als geometrische Form eines Zylinders kann im Gegensatz zur Kugel ohne Schlupf nur um seine Längsachse rotieren, jedoch kann nach Hertz eine linienförmige oder bei plastischer Deformation eine quaderförmige Kontaktfläche realisiert werden. Über dieRollenbreite kanndieFügeflanschbreite eingestelltwerden.Eine gleichzeitigeKontaktierung über die gesamte Breite ist somitmöglich. Da eine Lagerungwie auch eineVersorgungmit dem zur Kühlung notwendigen Fluid bei der Rollenausführung technisch umsetzbar sind, wird dieser Körper alsKonsolidierungselement verwendet. EineweiterewichtigeAnforderung an dieKonsolidierungsein- heit ist der roboterunabhängige Positions- undKraftausgleich, wodurch ein konstanter Fügedruck pi eingestellt werden soll. Dies wird durch einen servoelektrischen Linearantrieb umgesetzt, der die ge- lagerteRolle in z-Richtung positioniert.