Bauteilintegrative Fügetechnik

Von:

Peter Wurster

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In dieser Arbeit wird mit der Bauteilintegrativen Fügetechnik eine neue Fügetechnik vorgeschlagen. Bei deren Anwendung erfolgt die Generierung eines dynamischen Effekts infolge der vorherigen elastischen Deformation der zu verbindenden Fügepartner. Durch diesen dynamischen Effekt wird durch entsprechende Rückfederungen eine kraft- bzw. formschlüssige Fügeverbindung zwischen diesen Fügepartnern geschaffen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden zwei derartige dynamische Effekte betrachtet. Der erste Effekt ist das insbesondere von Schnappelementen bekannte Durchschlagen. Zur Erstellung von Auslegungsvorschriften werden hierzu entsprechende experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Darüber hinaus wird eine analytische Berechnungsvorschrift zur Ermittlung des Füge- und Löseverhaltens entsprechender Schnappverbindungen entwickelt. Der zweite dynamische Effekt ist das aus dem Blechbau bekannte Springbeulen, mitunter auch als Durchschlagen oder Froscheffekt bezeichnet. Zunächst wird zur prozesssicheren Herstellung springbeulender Proben ein zweistufiger Umformprozess nach den Grundsätzen der adaptiven Fertigung vorgeschlagen. Zur Beschreibung des Eigenschaftsprofils springbeulender Bauteile werden geeignete Qualitätsmerkmale eingeführt und darauf aufbauend unter Durchführung entsprechender Versuchsreihen Auslegungsvorschriften abgeleitet. Die Anwendung der beiden dynamischen Effekte im Rahmen der Bauteilintegrativen Fügetechnik wird anhand von konkreten Beispielen aus dem automobilen Karosseriebau erläutert. Das Vorgehen zur konstruktiven Realisierung dieser Fügetechnik wird in einer Konstruktionsrichtlinie beschrieben. Unter Anwendung der Bauteilintegrativen Fügetechnik lassen sich damit zentrale Anforderungen erfüllen, beispielsweise hinsichtlich Flexibilität, Fertigungskosten und der Befähigung des Stoffleichtbaus. Gleichwohl die vorliegende Arbeit im Umfeld des automobilen Karosseriebaus entstand, ist die Anwendbarkeit der Bauteilintegrativen Fügetechnik keineswegs auf diesen Industriezweig begrenzt.