Innovative Verbindungslösung

Innovative Verbindungslösung

EJOT hat mit dem „TSSD“ (Thermischer Stoff-Schluss-Dom) ein Produkt mit dem dazu gehörigen Fügeverfahren entwickelt, das es ermöglicht, Bauteile aus innovativen Leichtbauwerkstoffen sicher und mit überragender Festigkeit zu verbinden. Da es sich konstruktionstechnisch zumeist um „Mischbau“ handelt, d.h. es werden ungleiche Materialien miteinander verbunden, ist es erforderlich, die Einsatzgrenzen der Verbindungstechnik bereits im Vorfeld der Bauteilauslegung intensiv zu betrachten.

In der Vergangenheit wurden derartige Materialpaarungen geklebt oder Kombinationen von Kleben mit Hilfsfügeelementen eingesetzt. Solche Verbindungstechniken sind in der Bauteilvorbereitung (Vorlochfräsen, Anschleifen, Säubern und / oder Auftrag zusätzlicher Aktivatoren) sehr zeitintensiv und im Prozess sehr aufwändig. Dazu kommen lange Aushärtezeiten einiger Klebstoffe, so dass eine Weiterverarbeitung  ode­r Belastung der Verbindungspunkte erst deutlich später möglich ist.

Die Verbindungstechnik-Spezialisten von EJOT unterscheiden Sandwichstrukturen nach Kernmaterial und den beiden Deckschichten. Beim Kernmaterial kann es sich um geschäumte Werkstoffe, wie EPP, PVC oder PUR, oder bei höheren Steifigkeiten, um Wabenstrukturen aus Kunststoff (meist PP) oder Papier handeln. Auch Kombinationen dieser verschiedenen Materialien sind technisch umsetzbar. Da beim Kernwerkstoff das primäre Augenmerk auf den mechanischen Eigenschaften liegt, kommt bei der Deckschicht noch ein weiteres, wichtiges Kriterium hinzu, nämlich der optische Aspekt. Dabei werden, je nach Anwendungsfall, Holz, GFK- und CFK- Werkstoffe, Aluminium, dünne Bleche oder auch Furniere, eingesetzt.

Aufgrund der geforderten Gewichtsreduzierung nimmt der Einsatz von Sandwichmaterialien in nahezu allen Bereichen deutlich zu. Ziel der Entwickler ist es, die mechanischen Eigenschaften konventioneller Werkstoffe mindestens beizubehalten, das Gewicht im gleichen Zug aber deutlich zu reduzieren. Das potenzielle Anwendungsspektrum hier ist enorm und wird in den nächsten Jahren signifikant weiter wachsen. Für eine leistungsfähige und langlebige Verbindung dieser Leichtbau-Werkstoffe ist der EJOT TSSD die prädestinierte Befestigungslösung ohne spezielle Bauteilvorbereitung.

Nach der Auflage des TSSD auf dem zu verbindenden Bauteil wird das Element auf eine festgelegte Drehzahl beschleunigt und exakt mit der Kraft belastet, die zur kontinuierlichen Erwärmung der Deckschicht des Verbundmaterials führt. Diese obere Schicht wird bei diesem Prozess aufgerieben. Das angeschmolzene TSSD Element dringt anschließend in das Bauteil ein, „fließt“ in die Hohlkammern der Zwischenschicht und erzeugt damit eine formschlüssige Verbindung. Hat der TSSD die Endposition erreicht, werden zusätzlich Faseranteile des Deckschichtmaterials in den angeschmolzenen Randbereichen des TSSD eingebettet. Diese sind nach Erstarren des Thermoplast-Doms fest mit diesem fixiert, um zusätzliche kraft-, stoff- und formschlüssige Verbindungsmechanismen zu generieren.

In der Regel wird kein zusätzliches Vorloch im Trägerbauteil benötigt. Die Kunststoff-Dome können dabei sowohl als Schraubdom (ausgelegt für eine EJOT DELTA PT Schraube) oder als direktes Verbindungselement eingesetzt werden. Je nach Ausführung und Kundenwunsch sind sowohl lösbare als auch nicht lösbare Verbindungen realisierbar. Das Setzen des TSSD Verbindungselementes erfolgt voll- oder halbautomatisch mit einer Setzspindel des Schraubtechnik-Spezialisten WEBER. Um eine optimale Verbindung zu generieren, ist es mit dem Setzgerät möglich, unterschiedliche Drehzahlen (bis zu 5.000 U/min in drei Stufen) zu programmieren. Je nach Anwendungsfall und Bauteilgröße kann sowohl eine Portalanlage als auch eine robotergestützte Lösung eingesetzt werden.

Quelle: EJOT GmbH & Co. KG

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