Die Ejot GmbH & Co. KG, Bad Berleburg, hat mit dem Thermischen Stoff-Schluss-Dom (TSSD) ein Produkt mit dazu gehörigem Fügeverfahren entwickelt, das es ermöglicht, Bauteile aus Leichtbauwerkstoffen, wie Waben- und […]
Der Thermischen Stoff-Schluss-Dom gilt als sichere Verbindungslösung für Waben- und Schaumwerkstoffe. (Foto: Ejot)
Die Ejot GmbH & Co. KG, Bad Berleburg, hat mit dem Thermischen Stoff-Schluss-Dom (TSSD) ein Produkt mit dazu gehörigem Fügeverfahren entwickelt, das es ermöglicht, Bauteile aus Leichtbauwerkstoffen, wie Waben- und Schaumkernstrukturen mit diversen Deckschichten sowie CFK- und GFK-Materialien, sicher und fest zu verbinden.
Da es sich konstruktionstechnisch zumeist um Mischbau handelt, d. h. es werden ungleiche Materialien miteinander verbunden, ist es erforderlich, die Einsatzgrenzen der Verbindungstechnik bereits im Vorfeld der Bauteilauslegung intensiv zu betrachten. In der Vergangenheit wurden derartige Materialpaarungen geklebt oder Kombinationen von Kleben mit Hilfsfügeelementen eingesetzt. Solche Verbindungstechniken sind in der Bauteilvorbereitung (Vorlochfräsen, Anschleifen, Säubern und / oder Auftrag zusätzlicher Aktivatoren) sehr zeitintensiv und im Prozess sehr aufwändig. Dazu kommen lange Aushärtezeiten einiger Klebstoffe, so dass eine Weiterverarbeitung oder Belastung der Verbindungspunkte erst deutlich später möglich ist.
Die Verbindungstechnik-Spezialisten von Ejot unterscheiden Sandwichstrukturen nach Kernmaterial und den beiden Deckschichten. Beim Kernmaterial kann es sich um geschäumte Werkstoffe, wie EPP, PVC oder PUR, oder bei höheren Steifigkeiten, um Wabenstrukturen aus Kunststoff (meist PP) oder Papier handeln. Auch Kombinationen dieser verschiedenen Materialien sind technisch umsetzbar. Da beim Kernwerkstoff das primäre Augenmerk auf den mechanischen Eigenschaften liegt, kommt bei der Deckschicht noch ein weiteres, wichtiges Kriterium hinzu, nämlich der optische Aspekt. Dabei werden, je nach Anwendungsfall, Holz, GFK- und CFK- Werkstoffe, Aluminium, dünne Bleche oder auch Furniere, eingesetzt.
Setzprozess des Thermischen Stoff-Schluss-Doms. (Abb.: Ejot)
Funktionsweise des TSSD
Nach der Auflage des TSSD auf dem zu verbindenden Bauteil wird das Element auf eine festgelegte Drehzahl beschleunigt und exakt mit der Kraft belastet, die zur kontinuierlichen Erwärmung der Deckschicht des Verbundmaterials führt. Diese obere Schicht wird bei diesem Prozess aufgerieben. Das angeschmolzene TSSD-Element dringt anschließend in das Bauteil ein, fließt in die Hohlkammern der Zwischenschicht und erzeugt damit eine formschlüssige Verbindung. Hat der TSSD die Endposition erreicht, werden zusätzlich Faseranteile des Deckschichtmaterials in den angeschmolzenen Randbereichen des TSSD eingebettet. Diese sind nach Erstarren des Thermoplast-Doms fest mit diesem fixiert, um zusätzliche kraft-, stoff- und formschlüssige Verbindungsmechanismen zu generieren.
Portalanlage von Weber-Schraubautomaten zur Montage des TSSD. (Abb.: Ejot)
In der Regel wird kein zusätzliches Vorloch im Trägerbauteil benötigt. Die Kunststoff-Dome können dabei sowohl als Schraubdom (ausgelegt für eine Delta PT-Schraube von Ejot) oder als direktes Verbindungselement eingesetzt werden. Je nach Ausführung und Kundenwunsch sind sowohl lösbare als auch nicht lösbare Verbindungen realisierbar. Das Setzen des TSSD-Verbindungselementes erfolgt voll- oder halbautomatisch mit einer Setzspindel des Schraubtechnik-Spezialisten Weber. Um eine angepasste Verbindung zu generieren, ist es mit dem Setzgerät möglich, unterschiedliche Drehzahlen (bis zu 5.000 U/min in drei Stufen) zu programmieren. Je nach Anwendungsfall und Bauteilgröße kann sowohl eine Portalanlage als auch eine robotergestützte Lösung eingesetzt werden.
Der TSSD wird bereits in einem Modell eines namhaften deutschen Premiumherstellers aus dem Automotive-Bereich zur Befestigung eines Retainers im Gepäckraumbereich eingesetzt. In diesem Anwendungsfeld wurde diese Verbindungslösung als zukünftiger Standard definiert.
