Beschreibung
P 151 – Eigenspannungsabbau in walzprofilierten Kaltprofilen durch Schwingungs-überlagerung während des Profilierens
Das Walzprofilieren zählt nach DIN 8586 zu den Biegeumformverfahren mit drehender Werkzeugbewegung. Es ist ein sehr verbreitetes Fertigungsverfahren der Profilherstellung. Die hierdurch gefertigten Kaltprofile bieten bei nahezu unbegrenzter Formenvielfalt folgende Hauptvorteile:
– gleichbleibende Produktqualität, auch über große Fertigungslose;
– gezielte Nutzbarkeit der herstellungsbedingten Festigkeitssteigerung im Leichtbau sowie
– sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten zwischen Profilformgebung und Schritten der Weiterverarbeitung.
Ein Kennzeichen des Walzprofilierens ist die Inhomogenität der erzeugten Formänderungen und die daraus resultierenden Eigenspannungen. Im Mittelpunkt des hier dargestellten Forschungsvorhabens stand die Verminderung dieser Verfahrensnachteile unter Beibehaltung der Verfahrensvorteile.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die grundsätzliche Eignung der Überlagerung von Biegeschwingungen zum Eigenspannungsabbau untersucht. Das laufende Kaltprofil wurde dazu zwischen zwei Profiliergerüsten in vertikale Schwingungen mit variabler Frequenz und variabler Amplitude versetzt. Ferner wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens ein weitgehend automatisiertes Verfahren zur Erfassung des Eigenspannungsabbaus entwickelt.
Durch diese Untersuchungen konnte die grundsätzliche Eignung des Verfahrens des Eigenspannungsabbaus in walzprofilierten Kaltprofilen durch Schwingungsüberlagerungen während des Profilierens nachgewiesen werden. Der entscheidende Parameter dieses Verfahrens ist die Amplitude und damit der Grad der Plastifizierung über dem Querschnitt des Profils. Zu geringe Amplituden können, bedingt durch Eigenspannungsumlagerung zu einer Verschlechterung der Situation führen. Zu hohe Amplituden können zum Ausknicken des Profilschenkels führen (Ausbildung von Welligkeiten an den Bandkanten). Die im Rahmen des Forschungsvorhabens durchgeführten Formabweichungsuntersuchungen machten deutlich, daß das Verfahren bei geeigneter Wahl der Schwingungsamplitude eine Verbesserung bestimmter Formgenauigkeitskriterien bewirken kann.
Das vorliegende Forschungsvorhaben wurde von Herrn Prof.Dr.-Ing. D. Schmoeckel, Institut für Umformtechnik der Technischen Hochschule Darmstadt, in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit, Darmstadt, mit finanzieller Förderung durch die Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AIF), Köln, im Aufträge der Studiengesellschaft für Anwendungstechnik von Eisen und Stahl e.V., Düsseldorf, durchgeführt.
Veröffentlichung:
1989
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. D. Schmoeckel, Dipl.-Ing. D. Busse
