Kosten senken, Effizienz steigern - aktuelle Entwicklungen beim mechanischen Fugen von ermudungsbeanspruchten Konstruktionen im Stahl- und Schienenfahrzeugbau

摘要

Das Fugen von Bauteilen zu Baugruppen oder zum finalen Produkt beeinflusst unmittelbar deren Kosten und Qualitat. Bereits durch die Wahl einer geeigneten Fugetechnologie konnen Unternehmen somit wesentliche Wettbewerbsvorteile erlangen. Bei der Auswahl der Fugetechnologie wird der Konstrukteur jedoch bereits durch die Vielzahl der Moglichkeiten vor enorme Hurden gestellt. Die Eignung der Fugetechnologie fur den jeweiligen Anwendungsfall hangt dabei von unterschiedlichen Faktoren ab. Dies konnen neben den technologischen Eigenschaften der eingesetzten Werkstoffen auch konstruktive, wie die Zuganglichkeit zur Fugestelle, sein. Damit wird auch die Wirtschaftlichkeit einer Konstruktion, die sich z. B. aus der Notwendigkeit zur Nachbereitung der Fugestelle ergibt, wesentlich durch die Wahl der Fugetechnologie beeinflusst. In verschiedenen Branchen erfreut sich das mechanische Fugen aufgrund neuer Forschungserkenntnisse hinsichtlich der Bemessung einer wachsenden Beliebtheit. Neben dem Schienen- und Nutzfahrzeugbau ist auch der Stahlund Metallleichtbau ein wichtiges Anwendungsfeld. Dies zeigen u. a. die Zahlen der Beantragungen von nationalen (abZ, ZiE) und internationalen (ETA) Zulassungen beim Deutschen Institut fur Bautechnik (DIBt). Je nach Einsatzgebiet, welches von Fassaden- und Dachbefestigungen, Hochregallagern, Solar- und Windenergieanlagen bis hin zu Wagenkasten und die Befestigung von Aufbauten reicht, sind die Verbindungselemente wahrend ihrer geplanten Nutzungsdauer wechselnden Belastungen und folglich einer Ermudungsbeanspruchung ausgesetzt. Daher mussen die Verbindungen fur die geplante Nutzungsdauer sicher bemessen werden. Von Schraubverbindungen abgesehen, fehlen den Anwendern fur alternative mechanische Fugeverfahren oft wichtige Erkenntnisse. Im Rahmen aktueller Forschungstatigkeiten konnten am Fraunhofer-Anwendungszentrum Grossstrukturen in der Produktionstechnik in Rostock wesentliche Forschungsergebnisse erzielt werden, die eine wirtschaftliche und ermudungssichere Bemessung von Blindniet- und Schliessringbolzenverbindungen ermoglichen. Dazu wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen durchgefuhrt, die den Einsatzbereich sowohl in stahlals auch maschinenbaulichen Anwendungen deutlich erweitern und erleichtern. So konnten erstmalig Bemessungsparameter ermittelt werden, welche die Bemessung im Sinne des Eurocode 3 gestatten.