Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Grundlegende Untersuchungen zur Erfassung der realen Vorspannung von armierten KaltflieÞpresswerkzeugen mittels Ultraschall



Datum: 01.03.2006


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. habil. K. Steinhoff, Universität Kassel

In der Kaltmassivumformung hängt die Beanspruchung der formgebenden Matrize unter anderem entscheidend von der QualitÌt der Vorspannung ab, die der Beanspruchung durch den Umformprozess entgegenwirkt. Eine vorwiegend auf Fertigungstoleranzen zurückzuführende ungleichmäßige oder zu geringe Vorspannung führt zu einer vom idealen, angenommenen Zustand abweichenden Spannungsverteilung in der Matrize, die zum vorzeitigen Ausfall des Werkzeugs führen kann. Die Arbeit hatte daher zum Ziel, die Grundlagen für ein Messverfahren auf Basis der Ultraschalltechnik zu entwickeln, mit dem zerstörungsfrei die Vorspannungsverteilung in armierten Werkzeugen mit hoher Genauigkeit und Ortsauflösung bestimmt werden kann. Primäre Messgröße des Messverfahrens ist dabei die Charakteristik von in der Kontaktfuge reflektierten Ultraschallwellen, die ein Maß für den wahren Kontaktflächenanteil (WKF) in der Kontaktfuge zwischen Matrize und Armierungsring darstellt. Dieser Anteil resultiert aus der von der Flächenpressung abhängigen, in der Regel nicht vollständigen, plastischen Einebnung der Mikrotopografie beider Kontaktpartner. Im Rahmen dieser Arbeit konnten die Grundlagen für die zerstörungsfreie Messung der realen Vorspannung geschaffen werden, die der Sicherstellung von Vorspannungsbedingungen bereits vor dem Einsatz in der Presse dienen. Dies ist für die Prozesssicherheit und damit für die Produktionsplanung von entscheidender Bedeutung.