Beschreibung
P 1399 – Entwicklung einer Methode zur Bewertung einer stahlintensiven Mischbau-Klebverbindung eines Batteriegehäuses gegenüber mechanischer und medialer Belastung unter Berücksichtigung der Interphasenstruktur
Eine der Hauptanforderungen an die Klebverbindung der Batteriegehäusestrukturen sind die Sicherstellung der Dichtheit und Korrosionsbeständigkeit im Nassbereich des Fahrzeugs. Diese Anforderungen lassen sich auf weitere, stark KMU geprägte, Branchen wie beispielsweise dem Anlagen- und Behälterbau übertragen. Hier besteht am Markt eine große Unsicherheit, wie eine verlässliche Auslegungsmethode, basierend auf experimentellen Prüfungen einer entsprechenden Stahl-Klebverbindung, sowie deren Nachweisführung und Qualitätssicherung aussehen kann. Aufwendige Versuche an realen Bauteilen sind aufgrund des hohen finanziellen Aufwandes besonders für KMU schwer zu realisieren. Deshalb haben die Forschungseinrichtungen eine anwendungsorientierte und grundlegend wissenschaftlich abgesicherte Methode erarbeitet, um das Langzeitverhalten der Stahl-Klebverbindung unter den gegebenen Anforderungen vorauszusagen. Dazu wurden zunächst für den Einsatz in Batteriegehäusen relevante Werkstoff-KlebstoffKombinationen ausgewählt. Anschließend wurden betriebsrelevante korrosive Belastungen für geklebter Verbindungen und Anforderungen an die Dichtheit geklebter Verbindungen bestimmt. Danach wurden anhand von Klebstoffsubstanzproben die Langzeitbeständigkeit des Klebstoffsystems gegenüber den definierten Schnellalterungstests ermittelt. Darauffolgend wird der Einfluss der Belastung auf stahlintensive Mischverbindungen identifiziert, sowie ein Versuchsstand entwickelt, welcher eine Dichtheitsprüfung unter überlagerter mechanischer Belastung ermöglicht. Die Ergebnisse der Dichtigkeitsprüfung wurden mit der Struktur der Klebstoff/Metallinterphase sowie ihrem belastungsabhängigen Degradationsverhalten korreliert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurde neben einem Modell zum Schädigungsmechanismus eine Versuchsmethodik zur Bestimmung der Beständigkeit entwickelt. Diese Erkenntnisse dienen vor allem KMU für die langzeitbeständige Auslegung von Klebverbindungen.
Zur Validierung der Methode ist eine bauteilähnliche Probengeometrie entwickelt worden, anhand welcher die Übertragbarkeit der Prüfmethode auf komplexere Bauteile verifiziert werden konnte.
Veröffentlichung:
September 2022
Autoren:
T. Schmolke, Prof. Dr.-Ing. G. Meschut, P. Vieth, Dr. D. Meinderink, Prof. Dr.-Ing. G. Grundmeier
