OEM&Lieferant Ausgabe 2/2021

58 „Computer-Aided Engineering“, kurz CAE, steht für eine rechnergestützte Entwicklung und umfasst sämtliche Arbeitsprozesse im technischen Bereich. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der thermischen und struktur- mechanischen Berechnung. Es werden so- wohl klassische analytische Berechnungs- methoden eingesetzt, beispielsweise die Auslegung von Schraubenverbindungen mit der VDI 2230, als auch komplexere numerische Berechnungen mit der Finite- Elemente-Methode. Durch die Vielzahl an Berechnungsmethoden, die mit den CAE- Services zur Verfügung stehen, kann EJOT dem Kunden damit eine maßgeschneiderte Engineering-Dienstleistung anbieten. Das Hauptaugenmerk dieses innovativen Supports liegt auf dem Einfluss der jewei- ligen EJOT Verbindungslösung auf das Kundenbauteil. Dabei können ebenso ther- mische wie auch mechanische Betriebs- lasten berücksichtigt werden. Die Ana- lysemöglichkeiten erstrecken sich von der Berechnung mehrteiliger Baugruppen bis hin zur detaillierten Untersuchung einzelner Schraubstellen. Die spezifischen Vorteile dieser digitalen Erprobungsmöglichkeiten liegen in der Schnelligkeit, Flexibilität und Detailliertheit. Es müssen keine physischen Bauteile vor- liegen, wie es bei realen Versuchen nötig wäre. Schon im frühen Entwurfsstadium können verschiedene Varianten berechnet werden, um den vielversprechendsten Ent- wurf zu identifizieren. Durch den tiefen Ein- blick in die Beanspruchungssituation der Bauteile können zuverlässig Optimierungen vorgeschlagen und umgesetzt werden. Eine häufige Fragestellung von Konstruk- teuren und Entwicklern umfasst die Ab- schätzung der Bauteillebensdauer. Diese wird klassischerweise in realen Tests ermittelt, in denen das Bauteil den zu er- wartenden Belastungen ausgesetzt wird. Diese können beispielsweise durch Tem- peratur oder äußere Kräfte gekennzeichnet sein. Da die meisten technischen Bauteile über eine Lebensdauer von mehreren Jah- ren verfügen, können diese Tests nur stark vereinfacht oder aber mit hohem Zeit- und Kostenaufwand realisiert werden. An die- ser Stelle profitieren Anwender besonders von dieser digitalen Unterstützung, da mit Hilfe von Simulationen die Lebensdauer in einem Bruchteil der realen Versuchszeit ab- geschätzt werden kann. Infolgedessen wird schon früh ein hoher Reifegrad des techni- schen Bauteils erreicht und reale Bauteil- versuche können auf ein Minimum reduziert werden, wodurch sich Entwicklungszyklen signifikant verkürzen. Die selbstfurchenden Schrauben von EJOT werden häufig in Werkstoffen eingesetzt, für deren Berechenbarkeit ausführliche Werkstoffeigenschaften bekannt sein müs- sen. Speziell bei thermoplastischen Kunst- stoffen und Leichtmetallen gehen diese über die Angabe des Elastizitätsmoduls und der Fließeigenschaften hinaus. Die Grundlage der CAE-Services ist eine um- fangreiche Werkstoffdatenbank, der auch zeit- und temperaturabhängige Werkstoff- effekte zugrunde liegen. Damit kann die zeitliche Verringerung der Vorspannkraft durch Materialermüdung (Vorspannkraft- relaxation) zuverlässig berechnet werden, um eine betriebssichere Auslegung der Schraubenverbindung zu ermöglichen. Der Kunde muss im konkreten Projekt somit nur in seltenen Fällen Werkstoffeigenschaften bereitstellen. Dadurch werden Zeit und Kosten für Charakterisierungsversuche an Werkstoffproben eingespart. In der obigen Abbildung ist der Schnitt durch eine Baugruppe dargestellt, anhand derer ein Teil der Berechnungsmöglichkeiten der CAE-Services beispielhaft aufgezeigt wer- den soll. Die Baugruppe besteht aus Ge- häuse, Dichtung, Deckel und sechs EVO PT® Schrauben, der neuesten Entwicklung von EJOT im Bereich selbstfurchender Schrau- ben für thermoplastische Kunststof fe. Verbindungstechnik EJOT – Der digitale Entwicklungs- partner für die Auslegung von Schraubenverbindungen Von David Korn, EJOT GmbH & Co. KG, Bad Berleburg EJOT entwickelt und produziert seit fast 100 Jahren leistungsstarke Verbindungs- und Befestigungslösungen. Das Produkt-Portfolio deckt eine Vielzahl von verbindungstechnischen Anwendungen ab. Bei vielen Kunden ist EJOT in der Produkt- und Bauteilentwicklung bereits der partnerschaftliche Engineering-Partner. Die EJOT Anwendungs- ingenieure realisieren mit Hilfe innovativer digitaler Tools individuelle Lösungen für die verbindungstechnischen Herausforderungen der Kunden. Mit den CAE-Services erweitert der Verbindungstechnik-Spezialist sein digitales Angebot und schließt damit die Lücke zwischen der Fragestellung über die Haltbarkeit verschraubter Bauteile und deren Erprobung in klassischen Tests. Grafiken: © EJOT GmbH & Co. KG Abbildung 1: Beispielanwendung EJOT CAE-Services