Seite - 191 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

ABBILDUNGSVERZEICHNIS 191 4.12 TemperaturverlaufTüber demOrt x inderFügeebenebei derÜberfahrt des Schweiß- kopfes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 4.13 SchematischerTemperaturverlaufTüberderZeit twährenddesSchweißvorganges: (a) Induktor und (b) flüssigkeitsgekühlteKonsolidierungsrolle [104]. . . . . . . . . . . . . . 66 4.14 Darstellung der Systemkomponentenmit den Systemgrenzen (gestrichelte Linie). . . . 66 4.15 LokaleErwärmungszonemitPA66-CFGewebe inKöperbindung undFlächeninduktor (rechteckig, 2Wdg.) bei der statischen Erwärmung: Induktorseite (li.) und Laminat- rückseite (re.). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4.16 Vergleich von drei unterschiedlichen Flächeninduktoren anhand der Erwärmungsform undGeschwindigkeit des PA66-CF-Laminats inKöperbindungmit t=2,0mm. . . . . . 68 4.17 Darstellung der Faktor-Effekte ausTabelle 4.3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 4.18 Zeichnung des Induktors I05: rI= 10mm, 2Wdg., Stichmaß 120mm, Leitungsdurch- messer 3mm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.19 Darstellung der elastischenDeformation bei derHertz‘schenPressung:Kugel (li.) und Zylinder (re.) nach [106]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 4.20 Deformation imBereich der Schweißnaht durch dieKonsolidierungsrolle. . . . . . . . . 73 4.21 CAD-Modell der Konsolidierungsrolle D= 40mm, B= 20mm; blau dargestellt sind die innenliegendenKühlwasserkanäle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 4.22 Lagerung undAnordnung derKonsolidierungsrolle am Induktionsschweißkopf. . . . . . 74 4.23 Berechnung der realenKontaktflächeAreal aus derBogenlänge b. . . . . . . . . . . . . 74 4.24 StationäreWärmestrombetrachtung derKonsolidierungsrolle: (a)Konsolidierungsrolle und (b) thermisch isolierendeKeramikplatte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.25 Anteil derWärmeströmeundUmgebungsverluste:Konsolidierungsrolle (a) undProbe- körperPK1undPK2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.26 Berechnungsschema des Wärmeübergangskoeffizienten bei Rohr- und Kanalströmun- gen: *Werte sindPolifke [82] entnommen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.27 Zeichung derKonsolidierungsrollemit innenliegendenKühlwasserkanälen. . . . . . . . 82 4.28 Detaillierte Geometrie des Kühlkanals: a) Zuleitungsbohrung, b) Kühlkanal und c) Verbindungsbohrung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 4.29 Kühlleistung derKonsolidierungsrolle inAbhängigkeit vonDurchfluss V˙ undVorlauf- temperatur T1: *Das turbulente Regime ist durch die Gnielinski-Korrelation gelöst. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 4.30 Anordnung der Systemkomponenten im Induktionsschweißkopfmit den geometrischen Bedingungen:Draufsicht in Schweißrichtung (li.) und Seitenansicht (re.) [104]. . . . . . 84 4.31 VisuelleQualitätskriterien der Schweißnaht: Bruchbild,Oberfläche undDurchbrand. . 85 4.32 Regelstrecke in schematischer (oben) undModell-Darstellung (unten) [104]. . . . . . . 85 4.33 Ablauf derRollenpositionierung und z-Ausgleich. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 4.34 Regelstrecke desKraftausgleiches in schematischer (oben) undModelldarstellung (un- ten) [104]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 4.35 VersuchsanordnungderAnlagenkomponentenzurDurchführungderProzess-undSchweiß- nahtanalyse:(1)HochfrequenzgeneratorTruheatHF1010(2)Industrieroboter(3)Werk- zeugwechselsystem Stäubli (4) HF-Außenkreis-Transformator (5) Konsolidierungsrolle (6)Flächeninduktor(7)WerkstückauflageausglasfaserverstärkterKeramik(8)Klemm- leiste (9)Werkstückanschlag (10)Auflagerleisten (11) verstellbarerWerkstückausgleich 88 4.36 Arbeitsbereich des verwendetenRobotersABB IRB6640-205/2.75 [108]. . . . . . . . . 89 4.37 Darstellung der Schweiß- undRoboterbahnmit derBeschreibung derKoordinatensys- teme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.38 Anlagen-Netzwerk zwischenAnlagen-SPS,Applikations-SPS,Roboter und Schweißkopf. 91 4.39 Automatisierter Induktionsschweißkopf zurVersuchsdurchführung. . . . . . . . . . . . 92 4.40 InduktionsschweißkopfanIndustrierobotermitHF-Generatorund7.Achsezur lienaren Positionierung desRoboters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.41 Spannvorrichtung zurDurchführung der Schweißversuche. . . . . . . . . . . . . . . . . 95