Die Forderungen der Automobilbranche von hoher Betriebssicherheit einerseits und geringem Gewicht andererseits stellen auch für statische Dichtstellen eine hohe Herausforderung dar. Durch Leichtbau und den Einsatz von Kunststoffen sinken die Steifigkeiten von stützenden Komponenten, während die auftretenden Verformungen größer werden. Dazu kommen größere thermische Ausdehnungen. Diesen Belastungen müssen statische Dichtstellen Rechnung tragen, um ihre Funktion zuverlässig erfüllen zu können. Flüssigdichtungen nach dem Formed-In-Place-Prinzip (FIP) gelten als Schlüsseltechnologie beim Abdichten statischer Dichtstellen. Es handelt sich dabei um Dichtungen, die vor der Montage des Dichtsystems als flüssiges Dichtmittel auf die abzudichtenden Stellen aufgebracht werden und nach der Montage in einem Spalt polymerisieren. Durch ihre Vorteile bei der Formgebung der Dichtung, der Automatisierbarkeit des Auftrags und den geringen Lagerhaltungs- und Logistikkosten sind sie für alle Losgrößen wirtschaftlich interessant. Aufgrund der notwendigen Adhäsion müssen FIP-Dichtmittel passend zu den Fügeteilen gewählt werden. Zusätzlich muss das Dichtmittel stabil und elastisch genug sein, um Belastungen ohne Bruch aushalten zu können. Bricht das Dichtmittel, ist Leckage bei dieser Art der Abdichtung die fatale Folge. Um die wirtschaftlichen Vorteile nutzen zu können, muss daher dieser Nachteil durch Sorgfalt bei der Dimensionierung der Dichtstelle ausgeglichen werden. Das heißt der Konstrukteur muss variable Größen wie die Anzahl und die Platzierung der Schrauben, die Flanschblattbreite oder -dicke so wählen, dass die auftretenden Scherspannungen unterhalb einer zulässigen Scherspannung bleiben. Die Dimensionierung einer FIP-Flüssigdichtung ist jedoch für den Konstrukteur schwierig, weil Kennwerte fehlen, anhand derer auf die Festigkeit einer solchen Dichtung unter unterschiedlichen, realistischen Betriebszuständen geschlossen werden kann. Aus Ermangelung von Erfahrungswerten und aus Unsicherheit wird daher oft überdimensioniert, oder es werden aufwändige und teure Versuche an ersten Mustern durchgeführt. In diesem Projekt wurden daher Berechnungsgrundlagen geschaffen, anhand derer der Festigkeitsnachweis für eine FIP-Flüssigdichtung erbracht werden kann. Dafür wurden zunächst weit über 1000 Festigkeitsprüfungen durchgeführt, die eine breite Basis für die darauf aufbauenden mathematischen Modelle bieten. Berücksichtigt wurden die Parameter Temperatur, Schichtdicke der Dichtung, Sauberkeit der Flanschoberfläche, Flanschwerkstoff und überlagerte Normalspannungen. Die anschließend formulierten Modelle enthalten Anpassungsfaktoren sowohl für den reinen Einfluss der genannten Parameter, als auch für Wechselwirkungen mehrerer Parameter. Mithilfe dieser Anpassungsfaktoren können auch Festigkeitsnachweise für nicht explizit geprüfte Zwischenwerte der Parameter erbracht werden. Unter bestimmten Voraussetzungen, die in einem späteren Teil dieses Berichts beschrieben werden, können die Anpassungsfaktoren in Verbindung mit eigenen Referenzprüfungen oder mithilfe von Datenblattangaben auch für die Anwendung auf Dichtmittel-Fügeteilwerkstoff-Kombinationen angewandt werden, welche nicht Teil dieses Forschungsprojekts sind. Bei Kenntnis der Belastung kann nun nicht nur für den Bereich der statischen Festigkeit, sondern auch für eine schwingende Beanspruchung eine Dimensionierung dieser Dichtstellen durchgeführt werden. Der Konstrukteur einer FIP-Flüssigdichtung ist damit in der Lage, bereits den ersten Prototyp der Dichtung ohne teure Vorprüfungen materialsparend und günstig, und gleichzeitig betriebssicher auszulegen. Mithilfe der Anpassungsfaktoren können auf diese Weise aufwändige Erprobungs- und Anpassungsiterationen reduziert werden.


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    Title :

    Flüssigdichtmittel: Ermittlung von Anpassungsfaktoren zur Auslegung von flüssig abgedichteten Flächendichtstellen. Abschlussbericht. Forschungsvorhaben Nr. 419 II


    Additional title:

    Liquid Sealant: Determination of Confirming Factors for the Dimensioning of Liquid Sealed Sealing Surfaces. Final Report. Research Project No. 419 II


    Contributors:


    Publication date :

    2012


    Size :

    119 Seiten, Bilder, Tabellen, 29 Quellen


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




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