Janik Schweyher, M. Sc.
Aktuelle Forschungsprojekte
Bei der Beurteilung von Neubauprojekten der Infrastruktur sind neben den Kosten für den Neubau die Lebenszykluskosten infolge Instandsetzung und Wartung ein wesentliches Kriterium. Bei Stahl- und Verbundbrücken mit einer prognostizierten Lebensdauer von 100 Jahren ist der Substanzverlust durch Korrosion einer der maßgebenden Faktoren für Instandsetzungsaufwendungen. Gängige Beschichtungssysteme mit einer mittleren Lebensdauer von 25 Jahren müssen daher mehrmals während der Lebensdauer des Bauwerks erneuert werden und führen somit zu hohen Unterhaltungskosten. Durch die Verwendung von nichtrostendem Stahl kann ein lebenslanger Korrosionsschutz gewährleistet werden, so dass die Lebenszykluskosten minimiert werden. Zudem haben die nahezu unveränderlichen Oberfläche und die damit verbundene gute Optik einen positiven Einfluss auf die architektonische Wirkung der Bauwerke.
Gleitfest vorgespannte Verbindungen sind reibschlüssige, schlupf- und verformungsarme Schraubverbindungen zur Übertragung von Scherkräften, die in Brücken, Windenergieanlagen, Türmen und Masten eingesetzt werden. Ihre Wirkungsweise wird von der Schraubenvorspannung und der Haftreibungszahl beeinflusst, die ihrerseits abhängig ist vom Oberflächenzustand der zu fügenden Bauteile (unbehandelt, gestrahlt, beschichtet). In F&E-Projekten des Automobil- und Maschinenbaus hat sich der Einsatz von reibbeiwerterhöhenden Scheiben („Friction shims“ bzw. „Friction discs“) zur Optimierung von GV-Verbindungen als effizient erwiesen, denn sie ermöglichen eine Übertragung erheblich größerer Scherkräfte/Drehmomente. Friction Shims sind runde, stählerne Scheiben (z.B. aus nichtrostendem Stahl 1.4301 oder Kaltband C60S/C75S) in Dicken von ca. 100 μm, auf die eine Nickelbeschichtung mit eingebetteten Diamanten aufgebracht wird. Werden die gelochten Friction Shims zwischen die Fügebauteile und um die Schrauben einer GV-Verbindungen positioniert, dringen die Diamanten bei Schraubenvorspannung in die Fügebauteile ein und erzeugen eine mikroskalige Verzahnung, was zu einer Erhöhung des Reibschlusses bzw. der Haftreibungszahl führt. Experimentelle Voruntersuchungen an GV-Verbindungen feuerverzinkter Stahlbauteile mit „Friction Shims“ an der TU Dortmund bestätigten die großen Vorteile der neuen Technik.