Direktverschrauben Alu im Schienenfahrzeug-, Anlagen- und Maschinenbau

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AiF-Nr.:

21200BR

EFB-Nr.:

02/219

Kurztitel:

Direktverschraubung Schiene

Laufzeit:

01.10.2020 - 30.09.2022

Forschungseinrichtungen:

IGP Rostock


Projektbeschreibung

 

Abbildung_21200BR

Integralbaueise durch Seitenwand im Wagenkasten aus Strangpressprofil

 

Konstruktionen in Integralbauweise oder aus Profilen gelten als besonders wirtschaftlich. Repräsentativ hierfür sind Wagenkästen aus stranggepressten Aluminiumprofilen, wie die dargestellte Seitenwand. Diese Wagenkästen weisen ein geringes Gewicht auf und sind außerdem nahezu verzugsfrei, eben und somit optisch deutlich ansprechender als geschweißte Stahlwagenkästen. Gegenüber Differentialbauweisen aus Stahl sind wesentlich weniger Schweißarbeiten notwendig, sodass nach Schätzungen der Hersteller etwa 70 % der Wagenkästen derzeit aus Aluminiumstrangpressprofilen gefertigt werden.


Das Forschungsvorhaben soll die Traglaststeigerung durch Ausnutzung der Scher-/Lochleibungs-Verbindung sowohl beim statischen Festigkeitsnachweis als auch dem Ermüdungsfestigkeitsnachweis direkt verschraubter Aluminiumbauteile untersuchen. Im Fokus stehen hierbei Tragfähigkeitsuntersuchungen von fließlochformenden Verschraubungen in Aluminiumprofilen mit Blech- bzw. Wandungsdicken 3 mm bis etwa 7 mm, wie sie in Aluminiumstrangpressprofilen für Tragwerkskonstruktionen im Schienenfahrzeug-, Anlagen- und Maschinenbau zur Anwendung kommen.


In dem Forschungsvorhaben soll im Sinne der Vorlaufforschung mit den zur Verfügung stehenden Laborlösungen die Tragfähigkeit direkt verschraubter Verbindungen sowohl unter statischer als auch schwingender Beanspruchung untersucht werden. Als Forschungsziel soll das vorhandene Defizit einer analytisch geschlossenen Bemessung und die Ermittlung der Tragfähigkeit direkt verschraubter Aluminiumbauteile beseitigt werden. Ein entscheidender Hinderungsgrund zur Nutzung des wirtschaftlichen Potentials von Direktverschraubungen ist das Fehlen von Bemessungsregeln sowie Tragfähigkeitsnachweisen. Insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) scheuen aufgrund dieser Unkenntnisse die Investitionen in Anlagentechnik und Automatisierung sowie eine automatisierte Umsetzung in der Produktion. Dabei ist im Hinblick auf die Prozessketten der Industrie 4.0 diese in vielen Zulieferunternehmen des Maschinenbaus betriebswirtschaftlich sinnvoll.

 

 


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