Kernthesen
- Hochfest vorgespannte Verbindungen können mit Blindnietmutter-Elementen realisiert werden.
- Der nachgelagerte Umformprozess der Blindnietmuttern – das sog. Nachsetzen – beeinflusst den Montageprozess, wenn hochfest vorgespannte Verbindungen mit Blindnietmuttern umgesetzt werden sollen.
- Durch eine möglichst hoch gewählte Verarbeitungskraft der Blindnietmuttern kann dem Nachsetzeffekt begegnet werden.
Zusammenfassung
Blindnietmuttern bieten eine Möglichkeit, tragfähige Innengewinde auch in dünnwandige Tragstrukturen und bei einseitiger Zugänglichkeit bereitzustellen.
Das Herstellen hochfester Verbindungen mit Blindnietmuttern ist in diesem Kontext bislang nicht eingehend untersucht worden.Das Einbringen der Blindnietmutterelemente in die Tragstruktur erfolgt durch einen Umformprozess, bei dem sich gewindefreie Schaft der Blindnietmutter zu einem Wulst umformt.
Das Trägerblech wird dabei zwischen dem Kopf dem Blindnietmutter und dem entstehenden Wulst geklemmt und das Einschraubgewinde steht bereit. Beim Vorspannen schreitet der Umformprozess weiter voran und überlagert den Montageprozess. Der angestrebte lineare Zusammenhang zwischen aufgebrachtem Anziehdrehmoment und eingebrachter Vorspannkraft ist deshalb nicht mehr gegeben.
Außerdem erfolgt eine Aufweitung des Innengewindes, die die tragenden Gewindeanteile verringert. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden der Nachsetzeffekt und dessen Einflussfaktoren systematisch untersucht und außerdem die Tragfähigkeiten von Konstruktionen mit Blindnietmutter-Verschraubungen ermittelt.
Weiterhin erfolgt die numerische Simulation sowohl des Einbringens der Blindnietmuttern als auch der statischen Tragfähigkeitsuntersuchungen.
Darstellung des Nutzens für KMU
Die Versuchsergebnisse erweitern entscheidend das Anwendungsspektrum für Blindnietmuttern als Gewindeträger für hochfest vorgespannte Verbindungen.
Adressiert werden vor allem Nutzer und Anwender, die tragfähige Gewinde in dünnen Blechstrukturen oder Tragstrukturen aus Aluminium benötigen. Erfolgt die Einbringung der Gewindeträger nachträglich, können die Tragstrukturen, beispielsweise Strangpressprofile aus Aluminium universeller und flexibler eingesetzt werden.
Durch das hochfeste Vorspannen können Potenziale bei der Sicherheit und der Wirtschaftlichkeit der Auslegung gezielt ausgenutzt werden. Dafür ist es erforderlich Strategien für den Umgang mit dem nachgelagerten Umformprozess beim Vorspannen zu finden, damit dies ggf. bei der Einstellung der Montagewerkzeuge berücksichtigt werden kann.
Insbesondere der automatisierte Verarbeitungsprozess der Gewindeträger bietet Potenziale für die Vorbereitung der Verbindungselemente zum hochfesten Vorspannen.
Projekt
IGF 01IF22360N - FOSTA P 1570 – Laufzeit 01.07.2022 -31.12.2024
Referent: M.Sc. Jörg Ganschow, Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik, Rostock