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October 2025
eBook (PDF)
Jan Wippermann
Methodenentwicklung zur Prognose der Anziehparameter und der Vorspannkraft bei Direktverschraubungen mit Kunststoffmuttern
Kunststoffmuttern werden als Hilfsfügeteile unter anderem im Automobil-Leichtbau eingesetzt. Bei der Verwendung dieser Hilfsfügeteile muss neben der Mutterngeometrie die Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften des Kunststoffes von dem Wassergehalt, dem Glasfaseranteil und der Umgebungstemperatur berücksichtigt werden, da sie die Verschraubungs- und Verbindungseigenschaften der Kunststoffmuttern signifikant beeinflusst. Die Herausforderung ist die Bestimmung von auf die Fügestellen und Werkstoffeigenschaften angepassten Anziehdrehmomenten, mit welchen ein Überdrehen oder Steckenbleiben vermieden wird. Gleichzeitig soll die Vorspannkraft in Abhängigkeit von der Zeit prognostizierbar sein. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zur Prognose der Anziehparameter und der Vorspannkraft bei Kunststoffmutterverschraubungen. Hierzu werden die Fügeelementwerkstoffe experimentell charakterisiert und Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zwischen den Einflussfaktoren und den Verschraubungskenngrößen ermittelt. Zur Prognose der Vorspannkraft und der Vorspannkraftrelaxation wird neben experimentellen Messungen ein numerisches Modell aufgebaut. Die Parameterkorrelationen werden über ein mathematisches Regressionsmodell in einem Metamodell zusammengeführt und die Prognosegüte sowie die Übertragbarkeit wird erforscht.
Keywords: Kunststoffverschraubungen; Vorspannkraft; Relaxation; Schraubprozess
Berichte aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik
Edited by Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn and Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Paderborn
Volume 174
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Print version: 978-3-8191-0306-3
DOI 10.2370/9783819102769
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