Experimentelle Untersuchungen zum Tragverhalten der vorgespannten Hybridverbindung unter Variation der Überlapplänge und Schraubenanzahl

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V21-Mantik


Kernthesen

  • Die vorgespannte Hybridverbindung als Kombination aus GV-Verbindung mit zusätzlichem Klebstoff in der Trennfuge ermöglicht höhere Tragfähigkeiten im Vergleich zur reinen Kleb- oder Schraubenverbindung.
  • Für die reine Kleb- und Schraubenverbindung ist das Tragverhalten abhängig von der Überlapplänge bzw. Schraubenanzahl.
  • Für die vorgespannte Hybridverbindung zeigte sich diese Abhängigkeit erfreulicherweise nicht.

Zusammenfassung

In der vorgespannten Hybridverbindung werden die beiden einzelnen Fügetechnologien Kleben und Schrauben mit hochfest vorspannbaren Verbindungselementen gezielt kombiniert.

Dadurch ergeben sich erhebliche Traglaststeigerungen, wobei gleichzeitig die hohen Streuungen der übertragbaren Kräfte gegenüber einer Klebverbindung reduziert werden sowie die aufwendige Reibflächenvorbehandlung für die gleitfest vorgespannte Schraubenverbindung mit feuerverzinkten Oberflächen entfällt.

Weiterhin ist für die reine GV- und Klebverbindung bekannt, dass die Tragfähigkeit von der Anzahl der Verbindungselemente bzw. von der Überlapplänge abhängig ist und sich die übertragbaren Kräfte somit mit steigender Anschlusslänge einem Grenzwert annähern.

Durch experimentelle Untersuchungen mit systematischer Variation der Schraubenanzahl und Überlapplänge wird aufgezeigt, dass diese Abhängigkeit erfreulicherweise nicht für die vorgespannte Hybridverbindung gilt.


Darstellung des Nutzens für KMU

Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bietet die vorgespannte Hybridverbindung durch ihre hohe Leistungsfähigkeit die Möglichkeit, Anschlüsse kompakter zu gestalten und somit den Materialeinsatz im Sinne des Leichtbaugedankens zu reduzieren.

Weiterhin werden Herstellungs- und Wartungskosten eingespart, da sich das Tragverhalten der vorgespannten Hybridverbindung unempfindlich gegenüber des eingebrachten und verbleibenden Vorspannkraftniveaus verhält.

Darüber hinaus bietet das laufende Forschungsvorhaben die Möglichkeit für KMU, von den neuesten Entwicklungen und Erkenntnissen in dieser Technologie zu profitieren, ohne hohe Forschungskosten tragen zu müssen. Dies kann den KMU einen Vorteil im internationalen Wettbewerb verschaffen und ihre Fähigkeit zur Innovation und Produktentwicklung stärken.

Insgesamt kann die vorgespannte Hybridverbindung als Kombination aus GV- und Klebverbindung KMU dabei unterstützen, hochwertige Produkte effizienter und kostengünstiger herzustellen und ihre Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt zu stärken.


Projekt

IGF 01IF22360N - FOSTA P 1570 - Laufzeit 01.07.2022 -31.12.2024


Referent: M. Eng. Justus Mantik, Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik Rostock


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