Autoadaptive Gründung für energiegebundene Umformmaschinen

Motivation

Beim Schmieden werden die notwendigen Prozesskräfte schlagartig vom Hammer aufgebracht. Aufgrund des Schlages werden die energiegebundenen Umformmaschinen zum Schwingen angeregt. Diese Schwingungen werden an die Maschinenumgebung übertragen und machen sich in Form von starken Erschütterungen bemerkbar. Dies kann Beschädigungen des Maschinenfundaments bzw. der Produktionsstätten sowie gesundheitliche Beeinträchtigungen des Maschinenbedieners hervorrufen. Bei herkömmlichen Maschinengründungen auf Basis von Feder-Dämpfer-Elementen herrscht ein Zielkonflikt hinsichtlich des Dämpfungsgrades. Ein zu hoher Dämpfungsgrad kann zu einer übermäßigen Übertragung der Stoßenergie an die Maschinenumgebung führen. Ist die Dämpfung während des Stoßes nicht hoch genug, verbleibt die Energie im System und kann bei einem schnell folgenden Hammerschlag und damit einer erneuten Schwingungsanregung ein unerwünschtes Aufschwingen des Hammers zur Folge haben.

Ziel und Lösungsschritte

Das mit dem Forschungsvorhaben beantragte Ziel ist die Entwicklung eines Verfahrens zur autoadaptiven Pressengründung. Dazu wird untersucht, inwiefern Dämpfer basierend auf magnetorheologischen Flüssigkeiten sich dafür eignen, die insbesondere in der Massivumformung übliche, schlagartig aufgebrachte Schwingungsanregung infolge von Prozesskräften zu dämpfen. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der dynamischen Regelung des Magnetfeldes, welches erlaubt, die Materialeigenschaften der Flüssigkeit innerhalb kürzester Zeit an die Schwingung anzupassen. Die Auslegung der Dämpfer sowie die Entwicklung der Regelung erfolgt zunächst an einem hybriden Mehrkörpersimulationsmodell einer energiegebundenen Umformmaschine. Nach Konstruktion der Dämpfer wird zur abschließenden Validierung ein Prüfstand konstruiert, auf dem das Verfahren mittels des experimentellen Versuchsbetriebs bei unterschiedlichen Belastungszuständen erprobt wird.