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Vortrag

Anwendungsrelevante Aspekte vorgespannter Schraubverbindungen von FKV und Metallen

Thursday (06.07.2017)
11:10 - 11:30 Uhr
Bestandteil von:


Für die Verbindung von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) untereinander oder mit Metallen werden regelmäßig Schraubverbindungen eingesetzt. Eigenschaften wie Zuverlässigkeit, Kosteneffizienz und Lösbarkeit sind trotz einiger Nachteile die Treiber für die weite Verbreitung dieser Verbindungstechnik. Von rein metallischen Schraubverbindungen ist bekannt, dass deren Effektivität durch ein Vorspannen der Schrauben erheblich gesteigert werden kann und daher im Maschinenbau in der Regel mit vorgespannten Schrauben zu rechnen ist. Ursächlich dafür ist der Übergang von einem formschlüssigen zu einem reibschlüssigen Kraftfluss innerhalb der Fügefläche, wenn eine ausreichend hohe Vorspannkraft aufgebracht wird. Bei FKV-Verschraubungen werden Vorspannkräfte und damit reibschlüssige Verbindungen in der Regel nicht berücksichtigt, da zum einen der Vorspannkraftverlust durch Kriechen der Polymermatrix als auch die Kraftübertragung durch Reibung in der Fügefläche unzureichend erforscht sind.

Schwerpunkte dieses Beitrags sind daher die Beeinflussung des Reibwertes in der Fügefläche und die Relaxation der Vorspannkraft verschraubter Verbindungen von FKV und Metallen. Nach grundlegenden Voruntersuchungen werden hieraus vorgespannte Schraubverbindungen realisiert und deren statische und zyklische Kraftübertragungspotentiale untersucht. Als Anwendungsbeispiele dienen primär einfach überlappende Verbindungen, aber auch Klemmungen von FKV-Rundrohren, wie sie zum Beispiel im Fahrradbau eingesetzt werden. Verglichen wird dabei auch das Verhalten von duromeren und thermoplastischen Matrizes. Es zeigt sich, dass unter Beachtung erforderlicher Randbedingungen vorgespannte Schraubverbindungen auch mit FKV realisierbar sind und deren Kraftübertragungspotential das von formschlüssigen Verbindungen erheblich übersteigt.

 

Sprecher/Referent:
Prof. Dr. Joachim M. Hausmann
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Bernhard Helfrich
    Siemens AG