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Das Auftrennen von plattenformigen Werkstlicken aus Holz oder
Holzwerkstoffen erfolgt vorwiegend mit Kreissageblattern. Dabei
werden diese im Verhaltnis zum Durchmesser dlinnen Werk- zeuge mit
hohen Drehzahlen eingesetzt und bei steigenden Vor-
schubgeschwindigkeiten immer hoheren Belastungen unterworfen.
Kreissageblatter sind bedingt durch ihre Geometrie und die
Einsatzart - sie werden zwischen zwei Flansche auf einer Welle
aufgespannt und rotieren mit hoher Drehzahl - anfallig auf die
verschiedenen Einfllisse, die wahrend ihres Einsatzes auftreten.
Dies sind u.a. die auf das Werkzeug einwirkenden Fliehkrafte,
Temperaturunterschiede innerhalb des Blattes sowie Schnittkrafte
und Beanspruchungen durch UnregelmaBigkeiten wahrend des
Schneidvorganges. Urn diesen Belastungen entgegenzuwirken, werden
Kreissageblatter yom Hersteller je nach Verwendungszweck und
Einsatzbedingungen mit unterschiedlichen Vorspannungen versehen.
Dies gilt sowohl flir unbestlickte sowie mit Hartmetall bestlickte
Holzkreissage- blatter, als auch flir Steinsagen, Metallsagen und
Trennsagen. Die in das Werkzeug eingebrachten Spannungen sind
erforderlich, urn einmal die beim Schneiden auftretenden Spannungen
infolge Erwarmung der AuBenzone auszugleichen und zum anderen die
Spannungen, die durch Fliehkrafte und Schnittkrafte wahrend des
Arbeitsablaufes entstehen, zu kompensieren. Die Wahl der geeigneten
Vorspannung ist also Voraussetzung flir das optimale
Arbeitsverhalten des Werkzeuges. Beim Kreissagen von Holz und
Holzwerkstoffen wird die Glite der erzeugten Schnittflachen von dem
Schwingungsverhalten und der axialen Steifheit der Kreissageblatter
entscheidend beeinfluBt. Das Schwingungsverhalten und die Steifheit
sind neben den Werk- stoffkonstanten (z.B. Harte) und den
Einspannbedingungen unter - anderem von den Abmessungen der
Kreissageb1atter sowie von deren Spannungszustand abhangig.
Die digitale Pruf technik muss mit der zunehmenden Komplexitat
digitaler Schaltungen Schritt halten. Die hochintegrierte
Schaltungstechnik bewirkte, dass heute eine einzige Leiterplatte
Funktionen erfullt, fur die man noch vor einigen Jahren Baugruppen
im Schrankformat benoetigte. Die digitale Pruf technik wird daher
automatisiert. Algorithmisch erstellte Testsatze werden durch einen
Prozessrechner an die zu prufende Leiterplatte angelegt und die
Ergebnisse werden mit Sollwerten verglichen.Es wird eine
Echtzeitprufung angestrebt, denn nur sie gestattet eine Aussage
uber die Funktion der Leiter- platte unter Betriebsbedingungen. Der
hier vorgestellte Prufplatz erfullt die Forderungen nach
Automatisierung und Echtzeitprufung. An Hand von Beispielen wer-
den seine Leistungen nachgewiesen. - 3 - Inhalt Einleitung 1. 5 Der
Prufplatz fur quasistatische Prufung 7 2. Elektrischer und
mechanischer Aufbau 7 2. 1 2.2 Der Datentransfer 10 Arbeitsweise
2.3 1 1 Erweiterung des Prufplatzes 2.4 16 Der Prufplatz fur
Real-Time prufung 24 3. 3.1 Ubersicht uber den Hardware-Aufbau 24
3.2 Testmusterspeicher 27 3.3 Sequenzerbaustein 28 3.4 Interne
Clock 29 3.5 Pinzuordnung 30 3.6 Vergleicher 31 3.7 Befehlsdecoder
32 3.8 Ubersicht uber die Ansteuersoftware 34 Untersuchungen mit
dem Prufplatz fur 4.
Die nachfolgend beschriebenen Untersuchungen wurden im wesentlichen
von dem Ministerium fUr Wissenschaft und Forschung des Landes
Nordrhein-Westfalen finanziert. (Forschungsauftrag FA 6813)
Arbeitstitel: "Verbesserung der FlieBfahigkeit hochgefU1lter
Formmassen beim SpritzgieBen, Extrudieren und Beschichten mittels
Rakel. " Der vorliegende Bericht ist der SchluBbericht dieses
Forschungs- auftrages. Die Kosten der Anfangsuntersuchungen wurden
von der Fordervereini- gung des Institutes fur
Kunststoffverarbeitung getragen. Den betreffenden Stellen gilt
unser Dank fur die finanzielle Unter- stutzung. Dartiber hi, naus
gilt unser Dank all den Firmen, die durch Bereitstellung von
Kunststoff- und FU1lstoffmaterial und sonstigen Sachmitteln diese
Arbeit unterstutzt haben. Danken mochten wir auch den Mitarbeitern
des IKV und Student en der RWTH Aachen, sowie Mitgliedern unserer
Fachbeiratsgruppe "SpritzgieBen", die durch Rat und Tat zur
vorliegenden Arbeit beigetragen haben. 1. Einleitung 2. Darstellung
der erzielten Ergebnisse 3 Rheologisches Verhalten gefullter 5
UP-Harz- und PVC-Paste-Systeme 3. 1 Versuchsmaterialien 5 3. 2
Mechanismus der Viskositatsbeeinflussung 6 Ohne Wechselwirkung
zwischen Polymer und Fullstoff 3. 2. 1 7 3. 2. 2 Wechselwirkung
zwischen Fullstoffpartikeln 8 Wechselwirkung zwischen Polymer und
Fullstoff 3. 2. 3 12 Strukturviskositat 3. 3 13 3. 4
KonzentrationseinfluB 15 Thixotropie 3. 5 17 3. 5. 1 EinfluB der
Schergeschl'lindigkei t auf das 18 thixotrope FlieBverhalten 21
Strukturaufbau 4. Folgerungen aus dem rheologischen Verhalten fur
23 den Einsatz oszillierender FlieBvorgange Verwendung von
Ultraschall zur Beeinflussung 26 der Stromung 5.
FUr viele wKrmetechnische Prozesse wird die fUr den ProzeS
notwendige WKrme durch die Verbrennung von Brennstoffen bei hohen
Temperaturen er eugt. Die hierbei anfallenden Abgase werden in die
AtmosphKre geleitet, wObei verschiedene Abgas- produkte die Umwelt
als Schadstoffe belasten. Zur Verbesse- rung der Umweltbedingungen
und der M6glichkeit einer Kapazi- tKtserweiterung wKrmetechnischer
Anlagen muS die Schadstoff- emission reduziert werden. Neben
konstruktiven MaBnahmen und der FUhrung des wKrmetech- nischen
Prozesses ist die Einhaltung des optimalen Mischungs- verhKltnisses
zwischen Brennstoff und Luft eine wichtige Ver- aussetzung zur
Erzielung einer niedrigen Schadstoffemission und guten
Brennstoffausnutzung. 2. Stand der Technik 2.1
Brennerkonstruktionen Die Vielzahl der unterschiedlichen
Brennerkonstruktionen /1,2/ ist ein Binweis auf die speziellen
Anforderungen in den verschiedenen Anwendungsgebieten. So werden
AnsprUche in Bezug auf Brennstoff, Flammenform, FlammenfKrbung,
Abgas- zusammensetzung, Ger!uschentwicklung usw. gestellt. Zur
Verwirklichung der Anforderungen ergeben sich meist mehrere
M6glichkeiten, wobei entweder die eine oder die andere Eigenschaft
stKrker berUcksichtigt wird. Um sich eine Vorstellung von dem
Verhalten einer Verbrennungs- einrichtung zu verschaffen, benutzt
man mathematische oder physikalische Modelle. Wie schwierig eine
mathematische Er- fassung der komplexen ZusammenhKnge ist, wird bei
P. Maier /3/ am Beispiel der Drallflamme deutlich. Die
physikalischen Modelle, angefangen von einfachen Wassermodellen zur
Sicht- barmachung der Str6mung /4/, Uber isotherme Gasmodelle /5/
bis zu Wassermodellen mit der Abbildung physikalisch be- dingter
Flammen /6/ geben jedoch schon sehr gute M6glich- keiten die
VorgKnge in der Brennkammer zu erklKren.
1m Verhaltnis zu den Berechnungen der Spannungs- und Verfor-
mungseigenschaften im Stahl- und Stahlbeton stellen Aussagen liber
Festigkeiten, Verformungsverhalten, Zerstorungsanfallig- keit und
darnit auch Lebensdauer einer StraBenkonstruktion ein ungleich
groBeres Problem dar. Das Verhalten einer bituminosen
StraBenkonstruktion unter dyna- mischer Belastung aus Verkehr wird
von einer langen Reihe kom- plex untereinander abhangiger
Eigenschaften und deren Anderungen bestirnrnt, angefangen bei den
mineralogisch-petrographischen Merkrnalen der Ausgangsgesteine
liber deren Gewinnungsart, Weiter- behandlung und Mischung sowie
Einbettung in ein Bindemittel bis hin zur Art des Bindemittels, des
sen Verarbeitung und schlieB- lich zum Einbau des dreiphasigen
Systems selbst. Die Einbeziehung dieser und aller weiteren
moglichen Parameter in eine echte Bemessung im Sinne einer exakten
Anwendung der Gesetze der Mechanik stellt ein wahrscheinlich
unmogliches Unterfangen dar. Die Losung des Problems wird
erleichtert - aber darnit weniger exakt - wenn eine Anzahl
schwierig zu beschreibender EinfluBgroBen eliminiert wird, und die
GroBe des Einflusses der librigen Merkmale auf eine zu fordernde
Dicke nach statistischen Ansatzen mit Hilfe multipler Re- gression
in ein Modell gefaBt wird. SolchermaBen im Sinne der
Wahrscheinlichkeitsrechnung erstellte Theorien werden als
stochastische Modelle bezeichnet. Die Erstellung eines solchen
Bemessungsmodells wurde bereits im AASHO-Road-Test [17J und
ahnlichen untersuchungen dargestellt.
Die Stahlerzeugung tiber den Weg des Hochofens bleibt trotz der
raschen technologischen Entwicklung der verschiedenen Direktre-
duktionsverfahren in der jtingsten Zeit eindeutig dominierend. Der
scharfe Wettbewerb auf dem Weltmarkt hat dazu geftihrt, daB die s
ahlproduzierenden Lander ihre Hochofenbetriebe weiter op- timieren.
Durch die Einftihrung von modernen Technologien wie z.B.
GroBraumhochofen, besseren Begichtungsmethoden, Einblasen von Wind
hoherer Temperatur, Anreicherung des Windes mit Sauerstoff,
Einblasen von Zusatzstoffen, selektiver Molleraufbereitung und
hoheren Regelungs- und Automatisierungsgraden wird die Wirt-
schaftlichkeit und Leistung der Hochofen merklich gesteigert.
Verscharfte Umweltbedingungen, hohe Erzkosten und Recyclingpro-
zesse fordern den Einsatz von eisenhaltigen Abfallstoffen in den
Hochofenwerken. Dies sind z.B. Gichtstaube, Walzenschlamme oder
Konverterauswtirfe, die meist hohere Gehalte an Alkalien, Blei und
Zink aufweisen. Diese Stoffe werden zum Teil aufbereitet und als
Hochofeneinsatzmaterial wiederverwendet. Ihr Wiedereinsatz sowie
die Verwendung von Koks mit hoheren Aschegehalten fuhren zu einer
erhohten Belastung der Hochofen mit Kreislaufstoffen.
Kreislaufstoffe sind diejenigen Stoffe im Hochofen, die wahrend des
Absinkens in den unteren Teil des Hochofens reduziert und verdampft
werden. Die Reaktionsprodukte steigen teilweise mit dem Schachtgas
auf und kondensieren in den oberen kalteren Zonen des Of ens. Sie
wandern mit dem sinkenden Moller wieder in den un- teren Teil des
Of ens, werden reduziert und erneut von der Gaspha- se nach oben
getragen. Dadurch bilden sich innere Kreislaufe in bestimmten
Bereichen eines Hochofens. Kreislaufstoffe sind z.B. Zink, Blei,
Natrium und Kalium, die mit dem Moller in den Hoch- of en gelangen.
1m Rahmen umfangreicher experimenteller Untersuchungen zur
Entwicklung neuer Rad- und Schienenwerkstoffe, die den ge-
steigerten Betriebsbeanspruchungen der Eisenbahnen infolge
neuerlicher Anhebung der Fahrgeschwindigkeiten bis liber 200 kID/h,
groBerer Antriebsleistungen, erhohter Achslasten, kleinerer
Raddurchmesser usw. gewachsen sein sollen, war neben der
Werkstoffestigkeit ein in diesel Form bisher nicht bekannter,
deutlicher EinfluB der Sekundargefligeausbildunq der untersuchten,
teilweise vergliteten Kohlenstoffstahle auf deren Reibungs- und
besonders auf deren VerschleiBverhalten bei technisch trockener
Walzreibung festzustellen /1, 2/. Die genannten Untersuchungen
wurden mit einer Walzreibungs- prlifmaschine (Bauart Bugarcic /3/)
durchgeflihrt. Zwei zylin- drische Stahlscheiben mit einem
Durchmesser von ca. 50 mm und einer Breite von 8 mm laufen dabei
mit konstanten, aber unterschiedlichen Drehzahlen, also mit Schlupf
aufeinander ab, urn in diesem FaIle das Rad/Schiene-System
nachzubilden. Der schneller laufende (treibende) Prlifkorper solI
unter diesen Bedingungen ein Antriebsrad darstellen, der lang-
samere (bremsende) Prlifkorper entsprechend die Schiene. Die
Reibungszahl wird liber eine Drehmomentenmessung qewonnen, der
VerschleiB 6R (Verringerung des Prlifkorperradius) aus dem
Gewichtsverlust der Prlifkorper errechnet (s. auch Punkte 6.1.,
6.2.).
Mit den Bestrebungen. die Wettbewerbsfahigkeit des deutschen
-Steinkohlenbergbaus zu steigern. sind die.immer hoheren Anfor-
derungen an die Leistungsfahigkeit der im Abbau eingesetzten
Maschinen eng verbunden. Das Ziel. die Gewinnungseinheiten zu
verbessern und die mechanische Beanspruchung der Maschinentei- le
zu verringern. wurde bisher Uberwiegend in Zerspanungsun-
tersuchungen mit einer angestrebten groBtmoglichen Verringe- rung
der Schnitt- und AndrUckkrafte bei einem minimal en Ver- schleiB
der Werkzeuge verfolgt. 1m Gegensatz zu dem Arbeitsvorgang "Losen"
der bergmannischen Gewinnung mineralischer Rohstoffe liegen nur
wenige Berichte Uber die Problematik des Arbeitsvorganges "Laden"
vor. Der Ladevorgang beschrankt sich hierbei im Gegensatz zu Tage-
baugeraten. die im gewachsenen Boden arbeiten. auf das Weg- raumen
einer SchUttung. Sowohl die Anordnung der Ladeeinrich- tungen an
Maschinen der schneidenden Gewinnung als auch die Ausbildung der
Ladeeinrichtungen an Maschinen der schalenden und schneidenden
Gewinnung geschieht weitgehend nach Erfah- rungswerten aus dem
Einsatz im untertagigen Gewinnungsbetrieb. Dabei wird z.B. einzig
das Ausraumen der Ladegasse als MaB- stab fUr die Beurteilung von
Ladeeinrichtungen benutzt. ohne BerUcksichtigung des Ladevorganges
und der Ladekrafte. Soweit Messungen unter Tage durchgefUhrt
wurden. erfolgten sie als Leistungsmessungen der Antriebe und
erfaBten nur die Summe aller Einzelbetrage. Ober den Betrag der
Einzelkrafte. z.B. der Ladekraft. konnte keine eindeutige Aussage
getroffen wer- den. Die Ermittlung der GroBe eines Ladegerates und
der er- forderlichen Antriebsleistung fUr eine bestimmte
Ladekapazi- tat hangt von der Arbeitsgeschwindigkeit und der
Antriebs- kraft abo Die moglichst genaue Kenntnis der Art und GroBe
der Widerstande und deren Streuung ist daher unbedingt notwendig.
Der Faktor "Produktqualitat" gewinnt in zunehmendem Ma8e an
Bedeutung fur die Wettbewerbsfahigkeit der Unternehmen. Dies fuhrt
zwangslaufig zu der Forderung nach engeren Fertigungstoleranzen und
damit auch zu hoheren Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit
der produkterzeugenden Fer- tigungsmittel. Die
Fertigungsunsicherheit - definiert als MaB fur die
Fertigungsgenauigkeit des Herstellprozesses - wird einer- seits
durch maschinenbedingte Einflu3groBen, wie beispiels- weise G.
eometrie und Kinematik der werkzeugmaschine und an- dererseits
durch nichtmaschinenbedingte EinfluBgroBen, wie beispielsweise
Maschinenbedienung und Werkzeug, bestimmt (Bild 1) /1/. Stat. Pro-
Ver- FOh- dukt- pr O- halten rungen funq 10--- -- Maschinenbedingte
finfluBgrOnen ichtmasch inenspezifische [influBgrOBen J Bild 1:
EinfluBgroBen auf die Fertigungsunsicherheit - 2 - Die Auswirkungen
maschinenbedingter EinfluBfaktoren auf die Fertigungsunsicherheit
werden unter dem Begriff "Arbeits- unsicherheit" zusammengefaBt.
Insbesondere bei den heute eingesetzten NC-Werkzeugmaschinen, bei
denen der EinfluB der nichtmaschinenspezifischen EinfluBgroBe
"Maschinen- bedienung" weitgehend eliminiert ist, muB der
Arbeitsun- sicherheit eine zentrale Bedeutung beigemessen werden.
Sie kennzeichnet unmittelbar die Relativbewegung zwischen Werk-
zeug und Werksttick und somit die auf einer Werkzeugmaschine
realisierbaren MaB-, Lage- und Formtoleranzen. Die Bestim- mung der
Arbeitsunsicherheit im Rahmen von Abnahmeverfahren und periodischen
Uberprtifungen des vorhandenen Maschinenparks ist daher
gleichermaBen ftir Konstruktion, Fertigungsplanung und -steuerung
von Interesse.
Bewegungen von Maschinenteilen werden durch die technischen
Funktionen einer Maschine vorgeschrieben. Zur Erzeugung
ungleichf5rmiger Bewe- gungen k5nnen Kurbelgetriebe,
Kurvengetriebe, aber auch hydraulische, pneumatische oder
elektrische Antriebe verwendet werden. Jede Getriebeart hat ihre
spezifischen Vorteile; wesentliche Vorteile der Kurbelgetriebe sind
geringe Fertigungskosten, FormschluE durch Dreh- oder Schubgelenke
und dadurch die M5glichkeit, hohe Betriebsdrehzahlen zu erzielen.
Die Synthese der Getriebe, namlich die Realisierung vorgegebener
Bewegungsablaufe mit Kurbelgetrieben, ist jedoch im allgemeinen
sehr schwierig. Viele L5sungen konnten nur aufgrund zeitintensiver
Experimente gefunden werden, wobei die verwendeten Getriebe oft
mehr Getriebeglieder aufwiesen - damit auch komplizierter und
teurer wurden - als eigentlich erforderlich. Verstandlich sind
deshalb alle Bestrebungen, die dar auf abzielen, die Ge-
triebesynthese zu erleichtern. Rationalisierungsm5glichkeiten
ergeben sich einerseits durch die Wahl geeigneter
Syntheseverfahren, andererseits durch den Einsatz moderner
Hilfsmittel, z. B. elektronischer Datenverarbeitungs- anlagen. Die
Wahl des geeigneten Syntheseverfahrens ist entscheidend von der Art
der Aufgabenstellung abhangig. Bei der Verwirklichung von
Uebertragungsfunk- tionen sind drei grundsatzlich verschiedene
Aufgabenstellungen und damit drei Syntheseverfahren zu
unterscheiden. Unter der Uebertragungsfunktion O. Ordnung ist die
mathematische Abhangigkeit der Abtriebsgr5Ee y von der
Antriebsgr5Ee x zu verstehen. y Bild 1: Verwirklichung endlich
benach- barter Punkte der Ubertragungs-
Das Umwandlungsverhalten der Stahle in der WarmeeinfluBzone bedingt
beim SchweiBen eine Veranderung der mechanischen Eigenschaften des
Grundwerkstoffs. Es wurde das Umwandlungs- verhalten von drei
mikrolegierten Feinkornbaustahlen, einem perlitfreien
thermomechanisch behandelten MnMoNb-Baustahl, dem Stahl St E 47 und
dem Stahl St 52-3 unter schweiBpraxis- nahen
Austenitisierungsbedingungen aufgestellt. Dazu war die Kenntnis der
thermischen Vorgange in der WEZ n6tig, welche anhand von
SchweiBtemperaturzyklen dargestellt werden. Das
Umwandlungsverhalten der Stahle wird fUr die Grobkornzone 0 0 (1350
e Spitzentemperatur) und die Feinkornzone (1000 e) in SchweiB-ZTU-
und KUhlzeit-Temperatur-Umwandlungsschau- bildern angegeben. Die
Umwandlungsfahigkeit der Stahle in 0 0 der gesamten WEZ (Bereich
mit 1000 e - l400 e Maximaltem- peratur) wird durch
Spitzentemperatur-AbkUhlzeit-Diagramme dargestellt. Die Ergebnisse
zeigen, daB alle mikrolegierten Versuchsstah- le in der WEZ beim
SchweiBen mit kleinen und mittleren warme- einbringen d.h. kurzen
AbkUhlzeiten insbesondere in relativ verformungsfahiges
martensitisch-bainitisches GefUge umwan- deln. Das
verformungsarmste Glied der WarmeeinfluBzone einer SchweiB- naht
bestimmt die Gesamteigenschaften einer SchweiBverbindung. Beim
SchweiBeneiner Lage entsteht in der Oberhitzungszone der WEZ
grobkBrniges verformungsarmes GefUge. Durch die weiteren Lagen
werden die GrobkorngefUge der WEZ umgek6rnt und ange- lassen. Die
Abhangigkeit der mechanischen Eigenschaften der Oberhitzungszone
von der Lagenzahl wurde deshalb an ein- und
mehrlagenschweiBsimulierten Kleinproben der Feinkornbaustahle St E
47, St 52-3, St E 70 und eines thermomechanisch behan- delten
perlitfreien MnMoNb-Baustahls untersucht. Die Ergebnisse der
Kerbschlagzahigkeitsuntersuchungen zeigen, daB sich die durch die
erste Lage stark verminderten Verfor- mungskennwerte mit
zunehmender Lagenzahl verbessern und sogar die der Grundwerkstoffe
erreichen k6nnen.
7. 101 101 7. 1 Motivierung der durchgeftihrten
Dauerfestigkeitsversuche und Er- gebnis 7. 2 Kritischer Ausblick
104 107 8. Literaturzusammenstellung 113 Anhang 114 Abbildungen 141
Tabellen - VIII - Zusammenstellung der verwendeten Zeichen und
Symbole AIIgemeines VR Versuchsreihe t Zeitlicher Termin, Stichtag
b Breite von Probekorpern oder Fahrbahnplatten d Dicke von
Probekorpern oder Fahrbahnplatten D Kantenlange von
Betonprobewtirfel L, l Lange von Probekorpern oder Fahrbahnplatten
Bereich der Platte bzw. Plattenkette, der durch behinderte
Langenanderung infolge Reibung bean- sprucht wird Abstand eines
betrachteten Plattenquerschnittes von der Raumfuge; Ix IR F
Querschnittsflache von Probekorpern Flachenanteil des aus dem
Mortel gelosten Korne tiber 5 mm Ausdehnung in der Zugzone der
Probe- korper Flachenanteil des gebrochenen Splittkornes tiber 5 mm
Ausdehnung in der Zugzone der Probekorper Resonanzfrequenz der
Dehnwelle n (140) D Resonanzfrequenz der Dehnwelle bei einem Alter
c Probekorper von 140 Tagen Resonanzfrequenz der Torsionswelle
Resonanzfrequenz der Biegewelle - IX - Spannung, Festigkeit,
Betonteehno1ogie o Spannung Festigkeit B Sieherheitsfaktor =
Festigkeit: Spannung Druekfestigkeit, ermitte1t am WUrfe1 mit D em
B (WD) Kanten1ange Biegezugfestigkeit, ermitte1t im Kurzzeitversueh
Biegezugfestigkeit = Zeitfestigkeit, ermitte1t im dynamisehen
Versueh Dauerfestigkeit (im fo1genden stets fUr Dauer-
sehwingfestigkeit) Dauerfestigkeit bei Biegezugbeanspruehung
Zugfestigkeit Spaltzugfestigkeit Spannungsanderung,
Be1astungsgesehwindigkeit anteiliges Volumen des Zementsteins V m w
Wasserzementwert Betonrohdichte desgl., ermittelt im Alter von 1
Tag Durchbiegung von Probebalken Verformung, im allgemeinen 61/1
bleibende Verformung . .
In den letzten zehn Jahren wurde die Weiterentwicklung der
Betonfahrbahndecke durch Ergebnisse theoretischer Untersuchun- gen
sowie experimenteller Forschungsarbeiten beeinfluBt. So wurde
vorgeschlagen, den Fugenabstand auf 5 m zu reduzieren, auf die
Anordnung der Raumfugen - auBer vor Bauwerken - und auf eine
Flachenbewehrung zu verzichten. Mit Einfuhrung der Tech- nischen
Vorschriften und Richtlinien fur den Bau von Fahrbahn- decken aus
Beton, TV Beton 72 [1J, wurde der Entwicklung inso- fern Rechnung
getragen, daB die raumfugenlose Decke als eine der m6glichen
Bauweisen vorgesehen ist. Fur StraBen der Bau- klassen I und II ist
die raumfugen- und bewehrunqslose Decke heute als Regelbauweise
anzusehen. Mit dero Verzicht auf die Raumfugen bei kurzeren
Plattenlangen ergeben sich neben wirtschaftlichen Gesichtspunkten
auch Vor- teile fur den Fahrkomfort. Besonders vorteilhaft wirken
sich bei der raumfugenlosen Bauweise die Langsdruckspannungen, die
in der Betondecke infolge Erwarmung entstehen, auf die Decke aus,
da bei hochsommerlichen Temperaturen in den Nachmittags- stunden
Biegezugspannungen infolge Verkehr und ungleichmaBiger Erwarmung
von oben gar nicht auftreten oder nur gerinq sind. Da im Vergleich
zu 7,50 m langen Platten bei 5 m langen Platten auch ein starker
Abbau der W6lbspannungen erzielt wird, sind die Voraussetzungen
gegeben, daB die Lebensdauer der Betondecken verlangert wird.
Das Schutzgasschwei8en mit Bandelektrode entspricht im Prinzip dem
Schutzgasschwei8en mit abschmelzender Drahtelektrode. 1m Gegensatz
zur Drahtelektrode brennt der Lichtbogen bei der Bandelektrode
jedoch nicht an einer Stelle, sondern bewegt sich sowohl am
Bandende als auch an der WerksttickoberflHche hin und her. Dieser
Effekt entspricht im wesentlichen dem Vorgang einer mechanischen
Pendelung, wie er zur Spalttiberbrtickung beim Wurzelschwei8en mit
einer Drahtelektrode erforderlich ist. 1m Vergleich zum Schwei8en
mit Drahtelektrode bietet das Schwei- 8en mit Bandelektrode eine
Reihe von Vorteilen: a) h6here Strombelastbarkeit der Bandelektrode
gegentiber Rund- draht vergleichbaren Querschnitts; b) h6here
Abschmelzleistung und dadurch bedingt ktirzere Schwe- zeiten; c)
gleichma8igere und geringere Grundwerkstofferwarmung durch weniger
konzentrierte Warmezufuhr aufgrund der Bewegungs- charakteristik
des Lichtbogens; d) geringere und gleichma8igere Einbrandtiefe als
beim Schwei- 8en mit Runddraht vergleichbaren Querschnitts; dieses
bewirkt eine geringere Aufmischung durch den Grundwerkstoff; e)
innerhalb bestimmter Grenzen vorwahlbare, gr08e Schwei8rau-
penbreite, wodurch eine gesteuerte Pendelbewegung des Licht- bogens
tiberfltissig wird. Gegentiber dem UP-Schwei8en bietet das
Schutzgasschwei8en dort Vorteile, wo die Zuftihrung des
Schwei8pulvers, das Halten der fllissigen und das Entfernen der
festen Schlacke Schwierigkeiten bereitet. Au8erdem ist die
Anwendung des UP-Auftragschwei8ens auf nur wenig gekrtimmte Flachen
beschrankt, da hier, wie auch allge- mein beim Schwei8en in
Zwangslage, die gr08en Metall- und Schlackebader nicht zu halten
sind. Durch den Wegfall der Pulverbeschaffung, -trocknung, -absau-
gung und -wiederaufbereitung sowie der Schlackenentfernung entsteht
ein wesentlich vereinfachter Arbeitsablauf gegentiber dem
UP-Auftragschwei8en.
Zur Steigerung der Produktivitat und Flexibilitat setzt die In-
dustrie in zunehmendem Masse numerisch gesteuerte Frasmaschinen
ein. In einzelnen Fallen sind dies Maschinen, die nicht nur
entsprechend den kartesischen Koordinaten drei translatorische
Bewegungen, sondern zusatzlich zwei rotatorisehe Bewegungen - d. h.
funf Achsen - simultan gesteuert besitzen. Damit koen- nen solche
Maschinen sowohl die Lage der Fraserspitze als auch die Richtung
der Fraserachse numerisch gesteuert verandern. Diese zwei
zusatzlichen kinematischen Freiheitsgrade ermoegli- chen es,
einerseits komplizierte Werkstuckflachen technologisch und
geometrisch gunstiger "funfachsig'' zu frasen, andererseits
erfordern sie einen erheblich hoeheren Investitionsaufwand fur
Anlagen und Entwicklung. Deshalb wurde diese Frasmethode bisher nur
wenig eingesetzt. Durch die zwei zusatzlichen Freiheitsgrade
entstehen der Ar- beitsvorbereitung Probleme in der Technologie,
der Teilepro- grammierung und Postprozessorverarbeitung. Fur jeden
neuen An- wendungsfall mussen die Anwender zugeschnittene
Einzelloesungen finden, wobei die Wirtschaftlichkeit aufgrund des
hohen Anlage- wertes im Vordergrund steht. Diese Einzelloesungen,
von denen sehr wenig veroeffentlicht wurde, sind i. a.
Erweiterungen von bereits erprobten dreiachsigen Versionen. Deshalb
ist die Zielsetzung dieser Arbeit, die Einzelprobleme der
Arbeitsvorbereitung unter allgemeingultigen Gesichtspunkten zu
analysieren und Anwendern Anhaltspunkte fur den wirtschaft- lichen
Einsatz des funfachsigen Frasens in weiteren Anwendungs- bereichen
zu liefern. Fur den praktischen Teil der Untersu- chungen stand
eine numerisch gesteuerte Funfachsen-Frasmaschine, Rechenzeit am
Grossrechner CD 6600 sowie die Programmiersprachen FORTRAN IV und
APT III zur Verfugung.
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