Dipl.-Ing. T. Draht U L M A Ultra Leichtbau bei Mobilen Arbeitsmaschinen Universität Paderborn 7....

Dipl.-Ing. T. Draht www.ul-ma.de

U L M A Ultra Leichtbau bei Mobilen Arbeitsmaschinen Universität Paderborn

7. Projekttreffen

am Freitag 30.04.2004 in Magdeburg

Teilprojekt Fügetechnik im Ultraleichtbau



Gliederung

Arbeitsplan

Stand bei der Bearbeitung „Kastenklebung“

Alterungsuntersuchungen bei der „Kastenklebung“

Zusammenfassung



Arbeitsplan LWF - Status -

Balkenplan

2001 2002 2003 2004

AP1 M1

AP 2

AP 3 M2

AP 4 M3

AP 5

AP 6

AP 7

Primär-Arbeitspunkt

Sekundär-Arbeitspunkt

( )( )



1795

2019

200100

352

220

220

R20

Zielsetzung: Armpaket leistungsfähiger machen

Vorgehen:Versteifung der Druckgurte um Knickkraft zu erhöhen



Realisierung

Kastenträger

Schaumplatte

Spannsystem

Lastverteilung

Positionierhilfen

40 mm

Realisierung durch Einkleben von Al-Schaumplatte

Ergebnis:UnvollständigeKlebschicht-anbindung



Optimierung der Schaum-Klebung (ULMA)Kalibrieren Schaumplatte – Anpassung Klebstoffauftrag

Ergebnis:Vollflächige Klebschichtanbindung

24

25

26

27

28

29

30

1 2 3 4 5 6 7 8

Pro

fildi

cke

D, H

öhe

H

mm

Meßstelle

Dunbehandelt

Hkalibriert

Dkalibriert

Hunbehandelt

1 2 3 4 5 6 7 8

1

3

2



Ergebnis:Vollflächige Klebschichtanbindung(auch nach 11.100 Lastwechseln)

Betriebsversuch im geschweißtenZustand ergibt höhere Steifigkeitund Festigkeit

Prüfung der Klebschichtanbindung mittels Ultraschall



Alterungstest zum Bestimmen von Temperatur- und Feuchteempfindlichkeit

Testdauer: 10 Wochen



Arbeitsprogramm zum Bestimmen von Temperatur- und Feuchteempfindlichkeit

Arbeitsprogramm:• Herstellen von einfach überlappten, geklebten Schaum-Stahl-Proben• Altern von einem Teil der Proben• Mechanische Prüfung ungealtert und gealtert• Auswertung Festigkeit und Versagensverhalten

Schaumart Lü [mm] ungealtert gealtert Prüfung15 mm x15 mm x10 mm x20 mm x15 mm x15 mm x10 mm x

Offenporiger Schaum(Japan)

Geschlossenporiger Schaum (IFAM) Scherzug-

Festigkeit bei quasistatischer

Belastung

Prüfmatrix:



0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Max

imal

kraf

t Fm

ax [k

N]

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

Ener

giea

ufna

hme

W0,

1 [J

]

Fmax 4,31 4,27 6,25 0,89 0,78

v Fmax 0,32 0,38 0,80 0,18 0,13

W0,1 8,36 9,64 16,43 2,62 2,39

v W0,1 0,20 0,37 0,86 0,09 0,26

IFAM-Schaum Lü=10mmungealtert

IFAM-Schaum Lü=15mmungealtert

IFAM-Schaum Lü=20mm ungealtert

Japan-Schaum Lü=10mm ungealtert


Festigkeiten geklebte Schaum-Blech-VerbindungWerkstoffe

Blech: S700MCSchaum: AlSi7

AusgangsdickenBlech: 3 mm

Schaum: 25 mmAnordnung

Probenbreite 50 mm

VersuchZugversuch

AuswertungMaximalkraft / Arbeit

FügeverfahrenKleben

Klebstoff: DP490Klebschichtdicke: 2,0 mmÜberlappungslänge s. Bild



Charakteristische Bruchbilder IFAM-SchaumIFAM Lü=15mm

ungealtertIFAM Lü=10mm

ungealtertIFAM Lü=20mm

ungealtertWerkstoffe




Probenbreite 50 mm

VersuchZugversuch






Charakteristische Bruchbilder Japan-SchaumJapan Lü=15mm

ungealtertJapan Lü=10mm





Probenbreite 50 mm

VersuchZugversuch






0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Max

imal

kraf

t Fm

ax [k

N]

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

Ener

giea

ufna

hme

W0,

1 [J

]

Fmax 4,27 3,41 0,78 0,77

v Fmax 0,38 0,42 0,13 0,54

W0,1 9,64 5,40 2,39 2,62

v W0,1 0,37 0,40 0,26 0,41

IFAM-Schaum Lü=15mm ungealtert

IFAM-Schaum Lü=15mm gealtert


Japan-Schaum Lü=15mm gealtert

Festigkeiten in Abhängigkeit von der AlterungWerkstoffe




Probenbreite 50 mm

VersuchZugversuch




IFAM-Schaum Japan-Schaum



Charakt. Bruchbilder in Abh. von Alterung (IFAM-Schaum)IFAM Lü 15mm

ungealtertIFAM Lü 15mm

gealtertWerkstoffe




Probenbreite 50 mm

VersuchZugversuch






Bruchbilder in Abhängigkeit von Alterung (Japan-Schaum)Japan Lü 15mm

gealtertJapan Lü 15mm





Probenbreite 50 mm

VersuchZugversuch






Zusammenfassung

• Durch Optimierung verschiedener Parameter konnte Schaumplatte-Blech-Klebung optimiert werden.Ergebnis: - Vollständige Klebschichtanbindung auch nach 11.100 Lastwechseln. - Erhöhung der Biegefestigkeit des Kastenträgers.

• Die Untersuchungen an einfachüberlappten Schaum-Blech-Klebungen führen zu folgendem Ergebnis:- Nach Alterung leichte Reduktion der Schaumeigenfestigkeit.- Versagen trat unabhängig von einer Alterung nie in der Klebverbindung sondern stets im Schaum auf.

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