Verbindungstechnik

Fügen von ultrahochfesten Stahlblechen mit Ejot FDS und Ejoweld

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Die Leicht- und Mischbauweise hält mittlerweile Einzug in nahezu alle Baugruppen zukünftiger Fahrzeugmodelle. Insbesondere der in Multi-Material-Bauweise ausgeführte Karosserie-Rohbau kann maßgeblich zur Gewichtsreduzierung beitragen und zeichnet sich durch eine Vielzahl eingesetzter Materialien und Werkstoffe aus. Neben verschiedenen Stahl- und Aluminium-Sorten kommen in diesem Bereich auch moderne, ultrahochfeste Stähle zum Einsatz, die für Strukturbauteile verwendet werden.

Dieser heterogene Material-Mix erfüllt im Verbund hohe Ansprüche an Stabilität und Verwindungssteifigkeit der Karosserie. Dies muss uneingeschränkt durch die zum Einsatz kommende Fügetechnik sichergestellt werden. Die unterschiedlichen Werkstoffe müssen langlebig und sicher verbunden werden – und dabei höchsten Belastungen standhalten. Für diese besonderen Anforderungen hat Ejot zwei verschiedene Systeme entwickelt.

Wenn neben einer einseitigen Zugänglichkeit bei der Montage insbesondere auch die Lösbarkeit der Verbindung wichtige Kriterien, gerade im Hinblick auf die Recycling-Fähigkeit sind, ist die FDS Schraube (Flow Drill Screw) das prädestinierte Verbindungselement. Arbeitsgänge wie Vorbohren, Stanzen oder Gewindeschneiden sind damit überflüssig. Durch den hohen Gewindetraganteil der FDS Schraube im geformten Durchzug entsteht eine spanlose, höherfeste Verbindung. Diese kann sowohl hohe Auszugsfestigkeiten als auch hohe Schubbelastungen übertragen. Durch das Aufschrumpfen des Durchzuges nach dem Verschraubungsprozess wird eine hohe dynamische Sicherheit erreicht. Somit entfallen zusätzliche Sicherungselemente, wie zum Beispiel eine Klebesicherung.

Optimierung der Schraubengeometrie

Zur bisher üblichen Praxis des Vorlochens der zu verklemmenden Bauteile beim Fügen mit der FDS Schraube hat Ejot eine Alternative entwickelt. Durch eine Optimierung der Schraubengeometrie kann beispielsweise beim Fügen einer Rohkarosse in Space-Frame-Struktur auf das Lochen der Klemmteile gänzlich verzichtet werden. Hierzu werden die Fügeparameter den geänderten Bedingungen angepasst und die Geometrie der FDS Schraube unterhalb des Schraubenkopfes verändert. Dadurch kann der aufsteigende Durchzug, welcher bislang im Vorloch des Klemmteils lag, in der Unterkopfauskehlung aufgenommen werden.

Eine weitere Option für das Fügen unterschiedlicher Materialien und Halbzeugarten ist das Ejoweld Reibelementschweißen. Diese innovative Entwicklung bietet dem verbindungstechnischen Anwender die Möglichkeit, mit einem robotertauglichen Reibelement-Setzgerät Mischverbindungen, insbesondere Leichtbauwerkstoffe und ultra-hochfeste Stähle, zu fügen. Neben den serienerprobten Fügeelementen Ejoweld CFF für Fahrzeugstruktur-Anwendungen und Ejoweld SRE für schmale Flansche und niedrigem Kopfüberstand, erweitert Ejot das Technologie-Portfolio um ein neues Element, den Ejoweld REF. Dieses Fügeelement ist hohl, basiert geometrisch auf dem bekannten Ejoweld CFF und ermöglicht dem Anwender das Fügen von Aluminium- und FVK-Platten auf Aluminium-Blechen. Mit Hilfe eines stufenweise kontrollierten Prozesses lassen sich damit auf die Ausgangsmaterialien hin optimierte Verbindungen herstellen. Ein besonderer Vorteil ist die Möglichkeit, das REF Element in einer einzigen Anlage zusammen mit einem CFF zu verarbeiten – damit lässt sich die Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Fügetechnik erheblich steigern. Lediglich der speziell angepasste Amboss und ein zusätzlicher Förderer müssen installiert werden. Durch entsprechende Programm- und Fördererauswahl können mit einem Equipment abwechselnd drei verschiedene Materialkombinationen (Al/St, Al/Al; FVK/Al) gefügt werden. bt

www.ejot.de

Messe AEE 2019: Halle 12, Stand 420

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