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Zur Verbindungstechnik von glasfaserverstärktem Polyamid

Die Verbindungseigenschaften von gewindeformenden Metallschrauben, von warm-eingebetteten Messing-Inserts und ultraschalleingebetteten Kunststoff-Inserts in kurzglasfaserverstärktem Polyamid werden anhand der Montagekennwerte sowie durch Kurz- und Langzeitversuche unter statischer und dynamischer Beanspruchung bewertet. Es wurden die verfahrens- und werkstoffspezifischen Einflussgrößen variiert.

Direktverschraubungen besitzen aufgrund ihres ausgeprägten Formschlusses im Kunststoff die höchste spezifische Auszugsfestigkeit, wobei sich die untersuchten Gewindegeometrien nicht signifikant unterscheiden. Sofern ein Verbindungspartner aus Kunststoff besteht, ist das Langzeitverhalten von einem Verlust der Vorspannkraft geprägt. Bei Direktverschraubungen sind Abnahmen der Klemmkraft bei 23° C auf ca. 60-70%, bei 80° C auf 10-20% des anfänglichen Montagewertes zu erwarten.

Unter dynamischer Beanspruchung ist bei den Direktverschraubungen nicht mehr die Kunststoff- sondern die Schraubenfestigkeit versagensbestimmend. Die dynamische Belastungsgrenze beträgt ohne Vorspannkraft ca. 30%, mit Vorspannkraft ca. 40% der statischen Auszugslast.

Bei dynamisch beanspruchten Messing-Inserts ist aufgrund der Kerbgeometrie die Gefahr der Rissbildung im Kunststoffbauteil durch die existierenden Auslegungskriterien nicht ausreichend berücksichtigt. Vorteile weisen hier Kunststoff-Inserts auf, deren Kerbwirkung durch eine stoffschlüssige Verbindung deutlich geringer ist. Nachteilig auf die statische und dynamische Langzeiteigenschaften ist hierbei die nicht kunststoffgerechte Gestaltung der metrischen Gewindegeometrie.

Schädigungen und Ermüdungsvorgänge unter dynamischer Beanspruchung wurden mit dem Hysteresis-Messverfahren zuverlässig erfasst, wobei besonders die Dämpfung als Indikator für dynamische Bemessungskennwerte sehr empfindlich reagiert.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Frank Dratschmidt

Frank Dratschmidt
Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT)
Universität Erlangen-Nürnberg

Informationen

Freie Schlagwörter: Verbindungstechnik, Kunststoffverschraubung, gewindefurchende Schrauben, Gewindeeinsätze, glasfaserverstärktes Polyamid, Vorspannkraft, Relaxation, Hysteresis-Messungen, statische Belastung, dynamische Belastung, Belastungsgrenzen, Ermüdungsverhalten
Institut / Lehrstuhl: Technischen Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Klaus Feldmann,
Erscheinungsjahr: 1999
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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