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Monday, September 14, 2009, GST: Messe Forum 3:00 PM Forschung 3 |
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Mechanisches Fügen hochfester Blechwerkstoffe im Karosseriebau |
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Michael Dreher* / Fakultät Maschinenwesen
Institut für Oberflächen- und Fertigungstechnik
Professur Fügetechnik und Montage
Prof. Dr.-Ing. habil. U. Füssel
, Deutschland Uwe Füssel / TU Dresden, Professur Fügetechnik und Montage, Deutschland Volker Johne/ TU Dresden, Professur Fügetechnik und Montage, Deutschland Jan Sykora/ TU Dresden, Professur Fügetechnik und Montage, Deutschland |
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Maßnahmen zur Gewichtsreduzierung münden z. T. in Fahrzeugkonzepten in Mischbauweisen. Der dabei zunehmende Einsatz hoch- und höchstfester Werkstoffe im Karosseriebau erfordert für Mischbauweisen aus Stahl und Aluminium neue Entwicklungen im Bereich der mechanischen Fügeverfahren und nachhaltige Technologiekonzepte. Besondere Anforderungen an die Fügeverfahren stellen die nicht schweißgeeigneten Kombinationen von formgehärteten Stählen (22MnB5) mit Leichtbauwerkstoffen wie beispielsweise Aluminium. Die hohen Festigkeiten des Stahlbleches erschweren die bei umformtechnischen mechanischen Fügeverfahren notwendigen Umformprozesse, insbesondere bei großen Umformgraden. Die Anpassung der Direktbefestigungstechnologie Bolzensetzen aus dem Trockenbaubereich, nachfolgend als Hochgeschwindigkeitsfügen (HSJ) bezeichnet, bietet für diese Anwendungen besondere Vorteile. Mit konventionellen HSJ-Verfahren konnten unter Verwendung von Standard-Fügeelementen zwar die erforderlichen Verbindungsfestigkeiten durch geeignete Prozessparameter erreicht werden, jedoch traten Risse in Stahlblech und Fügeelement auf. Durch die Entwicklung eines geeigneten Fügeelementes sollten diese Fehler vermieden werden, ohne die Verbindungsfestigkeiten zu reduzieren. Auch die Setzgeräte und die Prozesstechnik sind an die Anforderungen des Karosseriebaus anzupassen. Um den Nagel im Lauf des Setzgerätes zentrieren zu können, werden im Trockenbaubereich Kunststoffrondellen verwendet, die beim Setzprozess durch den Nagelkopf an der Fügestelle zerdrückt werden oder abplatzen. Der störende Einfluss dieser Kunststoffrückstände und die für die Untersuchungen reduzierte Nagellänge erforderten die Entwicklung eines neuen Setzkopfes, welcher ohne zusätzliche Zentrierungselemente auskommt und eine prozesssichere Führung kurzer Fügeelemente in jeder Lage des Setzgerätes ermöglicht. Im Wettbewerb mit anderen mechanischen Fügeverfahren muss ein prozesssicheres, vorloch- und rondellefreies Fügen gewährleistet sein. In diesem Beitrag wird das mechanische Fügen von hochfesten Blechwerkstoffen mittels eines neuen HSJ-Verfahren vorgestellt ? das Stanznageln. |