5 Durchlaufende / Abgeschlossene Forschungsprojekte 2010 ... - DVS

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5 64 FA 8 Fachausschuss 8 GA-K Klebtechnik Tragende AiF-Mitgliedsvereinigungen www.dvs-ev.de/fv/FA08 www.klebtechnik.org Vorstandsvorsitzender Dr.-Ing. Gerson Meschut W. Böllhoff GmbH & Co. KG, Bielefeld Vorstandsmitglieder Prof. Dr.-Ing. Thomas Reiner Siebe Engineering GmbH & Co. KG, Neustadt-Fernthal Dr.-Ing. Wilko Flügge Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH, Salzgitter Dipl.-Ing. Karl Moser MERK-Project GmbH, Aichach Prof. Dr. Rainer Marutzky IVTH e.V., Braunschweig Dr. Hans-Günther Cordes Jork Vertreter der vier Forschungsvereinigungen FA 8 „Klebtechnik”: Vorsitzender Prof. Dr.-Ing. Thomas Reiner Siebe Engineering GmbH & Co. KG, Neustadt-Fernthal Stellvertr. Vorsitzender Dr.-Ing. Horst Stepanski Stepanski Engineering, Leverkusen · Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. (DECHEMA) Arbeitskreise „Fertigung und Konstruktion” und „Adhäsion und Klebstoffchemie” der DECHEMA · Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA) Expertenausschuss „Kleben von Stahl” der FOSTA · Internationaler Verein für technische Holzfragen e.V. (IVTH) Mitglieder des IVTH aus Forschung und Industrie · Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.V. des DVS Fachausschuss 8 „Klebtechnik” der Forschungsvereinigung des DVS Ansprechpartner der Forschungsvereinigung Marcus Kubanek Tel.: 0211 / 1591-120 Fax: 0211 / 1591-200 E-Mail: marcus.kubanek@dvs-hg.de
Forschungsbilanz Beispiel 1 - Ergebnistransfer und Umsetzung im Vorhaben: Eigenschaftsprofil schnell gehärteter Klebverbindungen unter zyklischer Belastung (IGF-Nr. 15.595 N / DVS-Nr. 08.049) Laufzeit: 1. Juni 2008 - 31. Mai 2010 Prof. Dr.-Ing. O. Hahn, Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF), Universität Paderborn FA 8 Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde der Einfluss einer induktiven Schnellhärtung auf die mechanisch-technologischen Klebverbindungseigenschaften unter zyklischer Belastung untersucht. Das Kleben ermöglicht dank einer flächigen Kraftübertragung eine hohe Werkstoffausnutzung. Dies kann neben Effekten der Gewichtsersparnis zu einer Erhöhung der Fahrzeugsteifigkeit und zu einer verbesserten Fahrdynamik im Automobilbau führen. Im Karosserierohbau eingesetzte Klebstoffe härten in der Regel erst während des Trocknungsprozesses der kathodischen Tauchlackierung (KTL) aus. Die Fügeteile benötigen eine Fixierung bis zur endgültigen Klebstoffaushärtung. Hierzu werden bei elementar geklebten Verbindungen häufig temporäre Fixierhilfen eingesetzt.Um eine unmittelbare Handhabungsfestigkeit der Verbindung ohne Zuhilfenahme von derartigen Fixierungen erzielen zu können, bietet sich ein beschleunigtes Vor- bzw. Aushärten der Klebschicht durch induktive Erwärmung der umgebenden Fügeteile an. Die mechanischen Eigenschaften von Klebstoff und Klebverbindung werden von den Härteparametern beeinflusst. Im dargestellten Forschungsvorhaben wurde systematisch der Einfluss einer Schnellhärtung auf die Klebschicht- und Klebverbindungseigenschaften untersucht. Im Rahmen der Untersuchungen wurden aus einer Vielzahl an ein- und zweikomponentigen Epoxidharzklebstoffen für eine Schnellhärtung geeignete Klebstoffe ausgewählt. Es wurde der Einfluss verschiedener Parameter der induktiven Schnellhärtung sowohl auf die Klebstoffsubstanz als auch auf die Klebverbindung bewertet. Je nach Zugänglichkeit und Anwendung in der Praxis wird zwischen einer Schnellhärtung im induktiven Innen- und Außenfeld unterschieden, woraus ein deutlich unterschiedliches Erwärmungsverhalten der Fügeteile und letztendlich der Klebschicht resultiert. Die induktive Erwärmung erfolgte unabhängig von Induktor und Prüfkörper stets mit einer Aufheizrate von 1860 K/min, um die benötigte Prozesszeit auf ein Minimum zu begrenzen. In Abhängigkeit der betrachteten Induktionstemperaturen wurde die induktive Haltephase jeweils entsprechend angepasst, sodass eine Handhabungsfestigkeit der Klebverbindung gewährleistet war. Die Variante Innenfeldinduktion führt aus der Positionierung der Fügeteile im Inneren eines elektromagnetischen Wechselfelds zu einer beidseitigen Erwärmung der Klebverbindung. Daraus resultiert eine gleichmäßige Temperaturverteilung und Vernetzung im Klebflansch. Im Gegensatz dazu erfolgt bei Anwendung der Außenfeldinduktion ein einseitiger Wärmeeintrag in die Klebschicht, der zu einem Temperatur- und somit auch Vernetzungsgradienten über der Klebschichtdicke führt. Dabei liegt auch gegen Ende der induktiven Haltephase eine signifikante Temperaturdifferenz zwischen dem aktiv erwärmten und dem abgewandten Fügeteil vor. Daraus resultiert eine ungleichmäßige Vernetzung bzw. die Ausbildung von Adhäsionskräften überwiegend zum aktiv erwärmten Fügeteil während der induktiven Schnellhärtung, was zu Eigenspannungen innerhalb der Klebverbindung und zu einer negativen Beeinflussung der Verbindungseigenschaften führen kann. Zusätzlich wurde bei der Außenfeldinduktion zwischen den Varianten partielle und vollflächige Erwärmung unterschieden (Bild 1). Bild 1 - Erwärmungsverhalten des Klebflansches in Abhängigkeit des verwendeten Induktors links: partielle Induktion, rechts: vollflächige Induktion 5 65
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Editorial Nach dem wirtschaftlich a
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