Grundlagen der Prozessgestaltung für das Fügen durch Weiten mit Innenhochdruck

Im Rahmen der schwerpunktmäßigen Weiterentwicklung der Fahrzeugtechnologie wird zurzeit auf die Optimierung der Antriebstechnik und die Verringerung des Fahrzeuggewichts fokussiert. Das Ziel dieser Weiterentwicklung ist neben der Reduktion des Flottenverbrauchs eine Reduktion des CO2-Ausstoßes von 185 g (1995) auf unter 120 g pro gefahrenen Kilometer bis zum Jahr 2012. Dabei ist eine erfolgreiche Vorgehensweise zur Reduktion des Fahrzeuggewichtes die Umsetzung von Leichtbaustrategien, wie beispielsweise die des Werkstoffleichtbaus durch Verwendung von Aluminium. Der Trend in der industriellen Fertigung zu individualisierten Produkten bestimmt die Forderung nach Fertigungsverfahren, die für einen Einsatz in der Kleinserienfertigung geeignet sind. Individualisierte Produkte generieren den Bedarf nach flexiblen, kleinserientauglichen Prozessketten, die in der Lage sind, hohe Produktqualitäten prozesssicher zu fertigen. Hier gilt es, die Fertigung von Einzelbauteilen und das Fügen zu Baugruppen, die aus Leichtbauwerkstoffen gefertigt worden sind, prozesssicher zu ermöglichen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, für das Fügen durch Weiten – am Beispiel des gesenkfreien, wirkmedienbasierten Innenhochdruckfügens – Berechnungsgrundlagen, auf der Basis der LAMÉ–Gleichungen, zu liefern. Die analytischen Gleichungen werden durch die FE- Berechnungen und experimentelle Untersuchungen gestützt. Die entwickelten Gleichungen beschreiben ein Prozessfester mit dessen Hilfe die Auslegung der Fügestelle, die optimale Prozessführung und die Auslegung der benötigten Betriebsmittel möglich ist.