Industrielle Montagesysteme

Karteikarten und Zusammenfassungen für Industrielle Montagesysteme an der RWTH Aachen

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Vorteile Schnappverbindungen

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Fügen von Übermaßpassungen

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Bolzen-Loch Problem

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Nachteile klassischer
Schraubenverbindungen

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Vorteile klassischer Schraubenverbindungen

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Streckgrenzgesteuertes Schrauben mit Drehwinkel- und Drehmomentüberwachung

Funktionsprinzip


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Drehwinkelgesteuertes / drehmomentüberwachtes Schrauben

Funktionsprinzip

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Herausforderungen für die Montage von Schraubverbindungen

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Unlösbare Verbindungen

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Lösbare Verbindungen

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Stoffschlüssige Verbindungen

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Nachteile Schnappverbindungen

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Industrielle Montagesysteme

Vorteile Schnappverbindungen

  • einfache Montage
    • lineare Fügebewegung
    • deutliche Rastkräfte
    • große Fügetoleranzen
    • einfache Automatisierung da geringe
      Kräfte
  • Fügen verschiedener Werkstoffe

Industrielle Montagesysteme

Fügen von Übermaßpassungen

  • Übermaßpassungen erfordern sehr hohe Prozesskräfte
  • Thermische Unterstützung bei Aufwendigen Fügeprozessen
    • Erwärmung der Nabe (Zahnrad) bspw. durch Induktion
    • Abkühlen der Welle durch flüssigen Stickstoff bei großen Bauteilen

Industrielle Montagesysteme

Bolzen-Loch Problem

  • Beim Fügen durch Einpressen muss die Koaxialität der Bauteile zueinander gewährleistet werden
    • Beschädigung der Montageanlage
    • Spannungsspitzen
  • Ausgleichssysteme mit Schwimmebenen und Sperrfunktion

Industrielle Montagesysteme

Nachteile klassischer
Schraubenverbindungen

 Kosten der Schrauben, Muttern bzw. Herstellung der Gewinde sowie der Montage
 Zuführung der Schraube zur Fügestelle
 Teure Anlagentechnik (bei NC Schraubern)
 Anzahl Teile
 Gewicht der Verbindung
 Vorbereitung der Fügeteile

Industrielle Montagesysteme

Vorteile klassischer Schraubenverbindungen

 gute Automatisierbarkeit
 standardisierter Prozess: Konstruktion, Berechnung, Komponenten, Zuführungen, Werkzeuge, etc.
 leicht lösbar (Reparatur, Recycling)
 hohe Kraftübertragbarkeit
 keine Wärmeeinbringung
 Verbindung unterschiedlicher Werkstoffe
 hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit

Industrielle Montagesysteme

Streckgrenzgesteuertes Schrauben mit Drehwinkel- und Drehmomentüberwachung

Funktionsprinzip


  • Verbindung wird zunächst mit einem Fügemoment vorgespannt 
  • Fließbeginn der Schraube dient als Steuergröße und Abschaltbedingung 
  • Bildung des Differenzquotienten dM/d(Abschaltgradient) 
  • Abschaltung, wenn Quotient auf einen bestimmten Bruchteil vom Höchstwert abfällt 
  • Zusätzliche Überwachung mittels Drehmoment und Drehwinkel 
  • Schraube erfährt eine geringe plastische Verlängerung ohne Einschränkung der Wiederverwendbarkeit 
  • Zu verbindende Teile dürfen unter dem Schraubenkopf und im Gewinde nicht wegfließen
  • Vorteil: Vorspannkraft weitgehend reibwertunabhängig (Anziehfaktor ~ 1); keine Überdimensionierung erforderlich

Industrielle Montagesysteme

Drehwinkelgesteuertes / drehmomentüberwachtes Schrauben

Funktionsprinzip

  • Vorspannen der Verbindung mit einem Fügemoment (Schwellmoment) bis vollständiger Kontakt der Trennflächen vorliegt 
  • Nach Überschreiten des Schwellmoments wird der Drehwinkel als Steuergröße verwendet 
  • zusätzliche Überwachung durch das Enddrehmoment
  • Größte Genauigkeit wird erzielt, wenn die Schraube in den plastischen Bereich angezogen wird (d.h. über die Streckgrenze hinaus)
  • Typischerweise werden Dehnschaftschrauben verwendet 
  • Erneutes Verschrauben sollte vermieden werden Festigkeitsverlust durch Querschnittsverengung), kein weiteres Anziehen mit Drehmomentmessschlüssel 
  • Einstellen des Drehmoments durch Schraubversuche am Originalteil

Industrielle Montagesysteme

Herausforderungen für die Montage von Schraubverbindungen

  • Gewährleistung der notwendigen Schraubenkraft trotz Reibung
  • Berücksichtigung von Elastizitäten
  • Überwachung des Schraubprozesses
  • Zuführung und Positionierung der Schraube in der Automatisierung

Industrielle Montagesysteme

Unlösbare Verbindungen

Um eine unlösbare Verbindung aufzuheben, muss mindestens das Verbindungsmittel, oder sogar das/die Bauteil(e) zerstört oder zumindest beschädigt werden.

Industrielle Montagesysteme

Lösbare Verbindungen

Verbindung, die ohne Zerstörung wieder aufgehoben werden können

Industrielle Montagesysteme

Stoffschlüssige Verbindungen

Verbindungen, die durch die Eigenschaften eines Stoffes zusammengehalten werden, z.B. durch Stoffvereinigung oder durch Stoffverbindung

Industrielle Montagesysteme

Nachteile Schnappverbindungen

  • schlechte Zentrierung der Teile
  • Zuführung der Teile manchmal schwierig
  • teilweise auch bei lösbaren Schnappverbindungen schwierige Demontage (Alterung/Versprödung)
  • geringe Kraftübertragung

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