Langzeitverhalten neuartiger Schraubblindnietverbindungen

Gemeinsames Forschungsprojekt von KTP und SKZ

09/09/2017

Verbindungselemente zum Fügen flächiger Kunststoffkomponenten müssen zahlreiche Anforderungen erfüllen. Je nach Anwendung kommen u. a. Schraub- und Nietverbindungen zum Einsatz. Beide Verfahren bieten Vor- und Nachteile hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften und Komplexität des Fügeprozesses. Ein neuartiges Schraubblindnietelement kombiniert die Vorteile beider Verfahren und bietet somit eine Alternative zu etablierten Technologien.

Die Ausformung des umlaufenden Hinterschnitts ermöglicht es, die Kraft gleichmäßig einzuleiten und die Verbindungsstelle ohne zusätzliches Bauteil abzudichten. Dies stellt im Vergleich zu den etablierten Verfahren einen erheblichen Vorteil dar. Denn dadurch lassen sich mindestens doppelt so hohe Auszugskräfte durch das Schraubblindnieten erzielen wie bei vergleichbaren am Markt existierenden Nietelementen. Ein weiterer Vorteil der Technologie liegt in der Anordnung der Kunststoffelemente – sie umschließen den Fügepartner vollständig und gewährleisten somit sehr gute Dämpfungseigenschaften.

Zur betriebsfesten Auslegung solcher Schraubblindnietverbindungen sind neben der maximalen Auszugskraft auch Aussagen zur Vorspannkraftrelaxation und zum Ermüdungsverhalten nötig. Aus diesem Grund soll im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsvorhabens der Kunststofftechnik Paderborn (KTP), der Universität Paderborn und des SKZ das statische und dynamische Langzeitverhalten solcher Verbindungen eingehend untersucht und den bereits etablierten Kunststoff-Fügeverfahren Direktverschraubung und Nieten gegenübergestellt werden. Ziel des Vorhabens ist die Formulierung einfacher Berechnungsgrundlagen zur Auslegung der Verbindungen in Form von Abminderungsfaktoren zur Berücksichtigung von Betriebslasten und Umgebungseinflüssen (Temperatur und Feuchte). Für den Einsatz der neuen Technologie kommen unter anderem die Kraftfahrzeug-, Hausgeräte- oder Elektronikindustrie in Frage.

Das IGF-Vorhaben 19504 N der Forschungsvereinigung FSKZ wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Projekt mit einer Laufzeit von zwei Jahren ist zum 1. Mai 2017 gestartet und wird aktuell durch mehr als 15 Industrievertreter unterstützt. Unternehmen, die an dem Projekt oder an einer Mitarbeit interessiert sind, können gerne Kontakt aufnehmen.
 

Funktionsschema des Schraubblindniets

Funktionsschema des Schraubblindniets


Kontakt:
Kunststofftechnik Paderborn (KTP)
M.Sc. Johannes Hillemeyer
Kunststofftechnik Paderborn
Universität Paderborn
Warburger Straße 100
33098 Paderborn
Tel: 05251/60-5476
E-Mail: Johannes.Hillemeyer@ktp.de

SKZ – Das Kunststoff-Zentrum
M.Sc. Manuel Hille
SKZ - KFE gGmbH
Friedrich-Bergius-Ring 22
97076 Würzburg
Tel: 0931/4104-345
E-Mail: M.Hille@skz.de

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