EJOT TSSD® – Die innovative Verbindungslösung für Leichtbau-Werkstoffe

EJOT TSSD® – Sichere Verbindungslösung für Waben- und Schaumwerkstoffe

EJOT TSSD® – Sichere Verbindungslösung für Waben- und Schaumwerkstoffe

Das Trendthema „Leichtbau“ ist ein zentraler Ansatzpunkt branchenübergreifender Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten. So werden im Automotive-Bereich intelligente Leichtbaukonzepte von entscheidender Bedeutung für die Einhaltung neuer CO2-Ziele sein. Zur Umsetzung zukünftiger Leichtbau-Strategien sind die Gestaltung und der Montageprozess der verwendeten Verbindungselemente von entscheidender Bedeutung. Bei diesen neuen Anwendungen werden zunehmend leichte und trotzdem höchst belastbare Materialien, wie Waben- und Schaumkernstrukturen mit diversen Deckschichten sowie CFK- und GFK-Werkstoffe, eingesetzt.

EJOT hat mit dem „TSSD“ (Thermischer Stoff-Schluss-Dom) ein Produkt mit dem dazu gehörigen Fügeverfahren entwickelt, das es ermöglicht, Bauteile aus diesen innovativen Leichtbauwerkstoffen sicher und mit überragender Festigkeit 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.

Aufgrund der geforderten Gewichtsreduzierung nimmt der Einsatz von Sandwichmaterialien in nahezu allen Bereichen deutlich zu. Ziel der Entwickler ist es, die mechanischen Eigenschaften konventioneller Werkstoffe mindestens beizubehalten, das Gewicht im gleichen Zug aber deutlich zu reduzieren. Ob im Fahrzeuginterieur, z.B. Türverkleidungen, Ladeböden im Kofferraum oder komplexen Sitzstrukturen, bei Ausstattungskomponenten im Schiffs- und Flugzeugbereich, bei Spielwaren oder Produkten für Sport und Freizeit, das potenzielle Anwendungsspektrum ist enorm und wird in den nächsten Jahren signifikant weiter wachsen. Für eine leistungsfähige und langlebige Verbindung dieser Leichtbau-Werkstoffe ist der EJOT TSSD® die prädestinierte Befestigungslösung ohne spezielle Bauteilvorbereitung.

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.

In der Regel wird kein zusätzliches Vorloch im Trägerbauteil benötigt. Die Kunststoff-Dome können dabei sowohl als Schraubdom (ausgelegt für eine EJOT DELTA PT® Schraube) 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 optimale 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 innovative Verbindungslösung als zukünftiger Standard definiert. Das enorme Marktpotenzial des TSSD® resultiert aus dem stark ansteigenden Einsatz von Leichtbaumaterialien. Besonders im Bereich der GFK- und CFK- Werkstoffe sind deutliche Zuwachsraten zu erwarten, die sich auch im zunehmenden Interesse potenzieller Kunden widerspiegeln.

Weitere Informationen: www.industrie.ejot.de

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