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April 2017
Alessandro Weikelmann
Weiterentwicklung des Schneidclinchens in Kombination mit dem Kleben für Leichtbaustrukturen in Mischbauweise
Mit dem Schneidclinchen können Mischverbindungen aus einem Aluminiumwerkstoff und einem pressgehärteten Stahl zusatzwerkstofffrei miteinander gefügt werden. Für den Einsatz in einem automobilen Produktionsumfeld werden Mischverbindungen durch eine Klebstoffschicht galvanisch voneinander getrennt. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Versagenskraft der Verbindung, welche aufgrund der flächigen Krafteinleitung erreicht wird. Da aktuell weder ein serientaugliches Werkzeug, eine Definition des Werkstoffspektrums existiert, noch die Kombinierbarkeit mit dem Kleben untersucht wurde, begründet dies die Aufgabenstellung der vorliegenden Arbeit.
Ziel der Werkzeugentwicklung war es, den Anforderungen in Bezug auf die Zugänglichkeit zu den Fügepunkten gerecht zu werden. Anhand einer Zugänglichkeitsuntersuchung und dem daraus abgeleiteten Bauraum wurde ein Werkzeug entwickelt, welches gegenüber seinem Vorgänger die Zugänglichkeit zu den Fügepunkten gewährleistet.
Darauf aufbauend wurden die Grenzen für das fügbare matrizenseitige Materialspektrum untersucht. Mittels einer Geometrieanpassung im matrizenseitigen Werkzeug konnte der Bereich vergrößert werden.
Das Hauptziel stellte die Verfahrenskombination mit dem Kleben dar. Eine Anpassung der Außenstempel- und Niederhaltergeometrie stellten die zielführenden Lösungswege dar. Die Verifizierung dieser Geometrieanpassungen wurde in Untersuchungen mit Variation der Klebstoffviskosität und -menge sowie der stempelseitigen Blechdicke durchgeführt.
Zusammenfassend kann festgehalten, dass ein serientaugliches, erprobtes Werkzeug entwickelt wurde, die matrizenseitigen Werkstoffgrenzen des Schneidclinchens aufgezeigt sowie die Kombinierbarkeit mit dem Kleben realisiert wurde.
Ziel der Werkzeugentwicklung war es, den Anforderungen in Bezug auf die Zugänglichkeit zu den Fügepunkten gerecht zu werden. Anhand einer Zugänglichkeitsuntersuchung und dem daraus abgeleiteten Bauraum wurde ein Werkzeug entwickelt, welches gegenüber seinem Vorgänger die Zugänglichkeit zu den Fügepunkten gewährleistet.
Darauf aufbauend wurden die Grenzen für das fügbare matrizenseitige Materialspektrum untersucht. Mittels einer Geometrieanpassung im matrizenseitigen Werkzeug konnte der Bereich vergrößert werden.
Das Hauptziel stellte die Verfahrenskombination mit dem Kleben dar. Eine Anpassung der Außenstempel- und Niederhaltergeometrie stellten die zielführenden Lösungswege dar. Die Verifizierung dieser Geometrieanpassungen wurde in Untersuchungen mit Variation der Klebstoffviskosität und -menge sowie der stempelseitigen Blechdicke durchgeführt.
Zusammenfassend kann festgehalten, dass ein serientaugliches, erprobtes Werkzeug entwickelt wurde, die matrizenseitigen Werkstoffgrenzen des Schneidclinchens aufgezeigt sowie die Kombinierbarkeit mit dem Kleben realisiert wurde.
Schlagwörter: Schneidclinchen; Kleben; Materialflexibilität
Berichte aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn und Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Paderborn
Band 126
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Shaker Verlag GmbH
Am Langen Graben 15a
52353 Düren
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