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Juli 2017
Carsten Freymüller
Weiterentwicklung der Eigenschaften von fließloch- und gewindefurchenden Schrauben zur Erweiterung der Einsatzgrenzen für die Stahl-Aluminium-Mischbauweise
Moderne Bauweisen und Konzeptionen im hochvolumigen automobilen Karosseriebau stellen immer neue Herausforderung an die eingesetzten Fügetechnologien. Speziell die Verbindung von Aluminium mit höherfesten Stahlwerkstoffen ist Gegenstand aktueller Forschungen. Durch den vermehrten Einsatz von innovativen Aluminiumbauteilen wie Gussstrukturen oder Strangpressprofilen ist eine einseitige Zugänglichkeit der Fügetechnologie zur Fügestelle erforderlich. Für diese Anwendungen stellt das fließloch- und gewindeformende Schrauben (FLS) eine gute Lösung dar, ohne dass es einer Vorbehandlung der Fügeteile bedarf. Der Verfahrensbereich der FLS-Technologie ist jedoch hinsichtlich der maximalen Werkstofffestigkeit und Bauteilwandstärke in der Stahl Aluminium Mischbauweise stark eingeschränkt. In dieser Arbeit werden daher Optimierungen der Fügeelementeigenschaften durchgeführt, die das Potential bieten, das Einsatzgebiet des Verfahrens zu erweitern. Im ersten Schritt werden die prozessrelevanten Fügeelementeigenschaften identifiziert und anschließend systematisch variiert. Darauf aufbauend erfolgt die Analyse und Bewertung der erarbeiteten Schraubenvarianten hinsichtlich der relevanten Zielgrößen. Im zweiten Teil der Arbeit werden Qualitätskriterien definiert und Grenzmuster erarbeitet, die die Prozessfähigkeit der FLS-Elemente beschreiben und die Anwendungsgrenzen definieren.
Schlagwörter: Schrauben; Leichtbau; Karosserie; Werkstoff- und Fügetechnik
Berichte aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn und Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Paderborn
Band 129
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