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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
Inhaltsverzeichnis
- 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