Seite - 75 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

4. SYSTEMTECHNIKUNDVERSUCHSAUFBAU 75 Abbildung 4.24: Stationäre Wärmestrombetrachtung der Konsolidierungsrolle: (a) Konsolidierungs- rolle und (b) thermisch isolierendeKeramikplatte. GlobaleWärmeabfuhr durch dieKonsolidierungsrolle DermaximalmöglicheDifferenzdruckunddiemaximalmöglicheKühlleistungstellen indiesemFalldie Rahmenbedingungendar.FürdieBetrachtungderglobalenWärmeabfuhr sindbei einemWärmeüber- trager das Durchflussvolumen V˙ des Kühlwassers und die Vorlauf- T1wie auchRücklauftemperatur T2 ausschlaggebend. DerVolumenstrom ergibt sich aus dem anliegendenDifferenzdruck δp und dem Rohrleitungsquerschnitt A. Nach demGesetz vonHagen-Poiseuille in Gleichung 4.17 kann aus der Druckdifferenz und dem kleinstenQuerschnitt im offenenKühlkreislauf derKonsolidierungsrolle der maximale undminimaleVolumenstromberechnetwerden: V˙ = dV dt =−pi ·r 4 8 ·η ∂p ∂z (4.17) Der geringsteQuerschnitt imSystembefindet sich inden radialenBohrungenderKonsolidierungsrol- le und beträgt 3mm. So ergibt sich einmaximaler Volumenstrom von 41,7 l/min und einminimaler Volumenstromvon 0,1 l/min. Der hier betrachtete Abkühlprozess wird wegen der niedrigen Prozessgeschwindigkeiten (bis max. 1,5m/min) als quasistationär angenommen. Als Laminat für die Probekörper PK1 und PK2 wird dasGewebe inKöperbindungPA66-CF verwendet. DieserWerkstoff besitzt eineGlasübergangstem- peraturTg von 69°Cund eine SchmelzpunktTm von 262°C.Die Spannplatte auf derUnterseite der beidenProbekörperwird als thermisch ideal isolierend angenommen.Hierdurch kann eineWärmelei- tungüber die Spannvorrichtung ausgeschlossenwerden.Weiterhinwird angenommen, dass zuBeginn der Abkühlung das gesamte KontrollvolumenKV die Schmelztemperatur besitzt. Bei dem späteren Schweißprozesswird einePlastifizierungdesPK2nurbis etwazurHälftederDickeangestrebt, umdie Rückseite nicht aufzuschmelzenund eineRestfestigkeit desLaminateswährenddes Schweißvorganges zugewährleisten.DasKontrollvolumenKVerstreckt sichüberbeideProbekörper derDicke t=2mm auf einerGrundflächemit derBreite b=20mm.