Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

KEKS - Kompakte Einheit zur kostengünstigen Stempelgeschwindigkeitsanpassung

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Erforschung eines Wegübersetzers, welcher die Stempelgeschwindigkeit von Aktivelementen in Stanzwerkzeugen gezielt an die verfahrensspezifisch optimale Geschwindigkeit anpasst. Beginnend mit einer Aufnahme des industriellen Istzustandes wird mit daraus abgeleiteten Versuchsgeometrien ein Demonstrator des Wegübersetzers aufgebaut. Mit den Versuchsgeometrien lässt sich ein breiter, industriell relevanter Bereich untersuchen. In einem Prüfstand erfolgt die Erprobung der Dauerhubfähigkeit des Systems.

Positive und umsetzbare Projektergebnisse vorausgesetzt, liegt die Innovation des geplanten Vorhabens darin, dass nicht mehr die Umformoperation mit der niedrigsten maximalen Umformgeschwindigkeit die Hubfrequenz der Presse und damit die Ausbringung des gesamten Werkzeuges begrenzt, sondern für jede Umformoperationen die optimale Umformgeschwindigkeit eingestellt werden kann, und damit ein unter Berücksichtigung von technologischer Anforderung und Produktivität optimaler Arbeitspunkt erreicht wird.

Die Erkenntnisse aus dem Forschungsvorhaben werden in einem Softwaretool zusammengefasst, welches den Anwender bei der Auswahl eines für seine Fertigungsaufgabe passenden Wegübersetzers unterstützt. Zusätzlich entsteht ein EFB-Merkblatt. Stanzbetriebe und Werkzeugbauer -meist KMU - können zukünftig auf eine preisgünstige Lösung zur Steigerung der Ausbringungsleistung von bestehenden und neuen Werkzeugen zurückgreifen.

Ergebniszusammenfassung:

Die Konzeptionierung und Entwicklung eines hydraulischen Weg-Geschwindigkeits-Übersetzers in Form einer kompakten Einheit zur kostengünstigen Stempelgeschwindigkeitsanpassung ermöglicht es, die von den verschiedenen umformenden Fertigungsverfahren geforderten unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu erreichen. Im Falle des Prägens von Stahlwerkstoffen wird die Prägequalität maßgeblich von der Prozessgeschwindigkeit und der Prägegeometrie beeinflusst. Eine Reduzierung der Prägegeschwindigkeit wirkt sich positiv auf die Qualität der Prägungen aus. Bei verschiedenen Stahllegierungen äußert sich die Qualitätssteigerung der Prägung durch eine Zunahme der Prägetiefe und somit des Detailierungsgrades. Der entwickelte Weg-Geschwindigkeitsübersetzer behält seine Funktionsfähigkeit ohne zwischenzeitliche Wartungen über mehrere hunderttausend Hub unter Laborbedingungen bei. Auch unter realen Einsatzbedingungen ist die Funktion des hydraulischen Weg-Geschwindigkeitsübersetzers gewährleistet und bis zu einer Umformkraft von ca. 18 kN einsetzbar.

Die im Forschungsvorhaben gewonnenen Erkenntnisse zur Auslegung und Anwendung von kompakten und kostengünstigen hydraulischen Weg-Geschwindigkeits-Übersetzern können zukünftig genutzt werden, um schon bei der Werkzeug- und Prozessplanung unterschiedliche oder für Umformverfahren spezifische und qualitätssteigernde Geschwindigkeiten zu erreichen. Der mögliche Anwendungsbereich erstreckt sich von Großpressen bis hin zu schnelllaufenden mechanischen Pressen. Die Erweiterung des Prozessfensters hin zu höheren Umformkräften kann durch die Anpassung der Auslegung des Weg-Geschwindigkeits-Übersetzers erreicht werden. Durch die Verwendung des entwickelten Weg-Geschwindigkeits-Übersetzers, welcher vor dem Gesichtspunkt einer Normalie entwickelt wurde, in Folgeverbundwerkzeugen kann die Ausbringung deutlich gesteigert werden. Dies trägt zu einer Produktivitätssteigerung und folglich zu einer Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen bei.