So werden Lager in Compositewerkstoffe richtig integriert

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Der alternative SKF-Ansatz:

SKF Black Design basiert auf Konzepten, die die Problematik der Belastung außerhalb der Ebene durch Anpassung der Bauteilgeometrie lösen. Das erste Konzept besteht darin, die Bauteilgeometrie und die Lagenanordnung so zu gestalten, dass das Harz beim Einbringen des Bauteils in die Anwendung unter Druck bleibt. Das Harz hält eine wesentlich höhere Druck- als Zugspannung aus, und die Druckbeanspruchung verbessert auch die Schubbeanspruchbarkeit des Harzes. Diese Design-Philosophie wird seit jeher in der Konstruktion von Bauwerken wie Bögen und Brücken angewendet, bei denen die Strukturbauteile unter Druck gehalten werden müssen. Bild 2 zeigt, wie wenig belastbar das Harz unter Zugspannung ist, und wie sich die Druckbeanspruchung auf die Schubbeanspruchbarkeit des Harzes auswirkt.

SKF hat dieses Konzept bei Strukturformteilen anhand der Entwicklung von Halbkugelscheiben mit einer Karbonfasersohle umgesetzt. Diese spezielle Konstruktion verdichtet das Harz ganz von selbst in der Belastungszone außerhalb der Ebene (Bild 3).

Zudem steigt mit zunehmender Beanspruchung des Bauteils die Druckbelastung lokal proportional an, was das Problem der Delamination im 90 °-Eckbereich löst. Unter Zugspannung (Bild 4) wird der CFK-Werkstoff von der Halbkugelscheibe lokal mit Druckspannung beaufschlagt, wodurch das Harz unter Druck gehalten wird.

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