80.000-Euro-Anlage eingeweiht: Maschinenbauer erforschen neue Fügetechnik
Leichtbau ist deshalb im Maschinenbau im Kommen. Dank einer neuen Anlage, die im Institut für Maschinenwesen (IMW) eingeweiht wurde, intensivieren auch Clausthaler Forscher ihre Aktivitäten auf diesem Gebiet.
„Das Gerät ist eine kleine Innovation: Es besteht einerseits aus gekauften Elementen, andererseits aus selbstkonstruierten wie dem Fügewerkzeug“, sagt Professor Armin Lohrengel. Der Leiter des IMW bezifferte den Gesamtwert der sogenannten Innenhochdruck-Fügeanlage auf rund 80.000 Euro.
„Mit der Maschine lassen sich Bauteile zusammenfügen, ohne Verbindungselemente wie etwa Schrauben nutzen zu müssen – und das spart Gewicht“, erläutert Diplom-Ingenieur Jan Lukas Hilgermann. In der Automobilindustrie nutzt der Hersteller Mercedes bereits die innovative Fügetechnik bei seinen Nockenwellen. Daten und Messgrößen für die gesamte Industrie gibt es darüber allerdings noch nicht. Deshalb untersucht Hilgermann an der TU Clausthal in einem Grundlagenprojekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird, Lebensdauer und Verschleiß solcher „innenhochdruckgefügter Pressverbindungen“.
Die experimentellen Arbeiten dazu werden durch die neue Fügeanlage ermöglicht. Vereinfacht ausgedrückt wird dabei ein Metallring (Nabe) auf ein Rohr (Welle) gesteckt. Anschließend wird das Rohr an der Stelle, an der sich der Ring befindet, von innen mit immensem Druck aufgeblasen. Das Rohr verformt sich und bleibt auch dann mit dem Ring dauerhaft verbunden, wenn der Druck beendet wird.
Ziel der Forschung ist es zu ergründen, unter welchen Drücken und mit welchem Material die Pressverbindungen bestimmte Lebensdauern erreichen. Dabei kann die neue Anlage, um Welle und Nabe zu verbinden, einen Maximaldruck von 4000 bar erzeugen, also das 2000-fache des Luftdrucks in einem Autoreifen.
Die Forschungsergebnisse könnten später Grundlage sein, um beispielsweise die Lenksäule im Auto als Pressverbindung ohne Schrauben herzustellen. „Hier ließen sich auch Schutzaspekte berücksichtigen“, sagt Hilgermann, „indem die Lenksäule bei einem bestimmten Aufpralldruck in sich zusammensacken würde.“
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