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01 Die Beanspruchungen eines Blockaufnehmers Das Strangpressen ist
eine Massivumformung vom Guss- oder Walzblock zur Profilstange.
Unter den Umformverfahren gehoert es zu denjenigen, bei denen
aussere Druckkrafte die Umformung bewirken. Zylindrische Bloecke,
die bei NE-Metallen meist durch Giessen, bei Stahl durch Walzen
herge- stellt sind, werden durch den formgebenden Durchbruch eines
dusenarti- gen Hohlwerkzeuges - der Matrize - gedruckt. Die
Moeglichkeiten der Her- stellung verschiedener Profilformen sind
erheblich vielseitiger als z.B. beim Walzen und Ziehen, zumal auch
Rohre und andere Hohlprofile belie- bigen Querschnitts aus hohlen
Bloecken uber Dorne gepresst werden koennen. Der Rohling wird in
einem von der Matrize abgeschlossenen Zylinder auf- genommen und
durch einen Kolben, den Stempel, unter so hohen Druck ge- setzt,
dass er zu fliessen beginnt und Stoff durch die Matrize austritt.
Diese Drucke werden wir als Umformdrucke kennenlernen. Abbildung
1*) zeigt den Werkzeugsatz einer Metallrohrstrangpresse. Zum
Strangpressen dienen hydraulische Pressen meist liegender Bauart,
die zu den groessten Werkzeugmaschinen zahlen und Presskrafte bis
zu 20 000 Mp auszuuben vermoegen. 011 Umformdrucke Nach der
Geometrie des Umformraumes - der zylindrischen Bohrung des
Blockaufnehmers - kann man die Umformdrucke in eine axiale und eine
radiale Komponente zerlegen. Der radiale Innendruck muss vom
Blockauf- nehmer aufgenommen werden; dieser erleidet dabei hohe
tangentiale Zug- spannungen, die zum Reissen des Werkzeuges fuhren
koennen.
Filze sind Gebilde, die durch Filzen und Walken tierischer Haare
unter Anwendung von Druck, Warme, Feuchtigkeit und mechanischer
Arbeit, z.B. auf ruttelartig bewegten Walzen oder Platten, erhalten
werden. Hierbei verflechten und verschlingen sich die Haare zu
einem Gebilde von mehr oder weniger hoher Festigkeit, das als
fadenloser Filz, im Gegensatz zu den gewebten, gewirkten und
gestrickten Filzen bezeichnet wird. Die Eigenschaft unter dem
Zusammenwirken von Reibung, Druck, Warme und Feuchtigkeit zu filzen
und zu walken ist praktisch allen tierischen Haaren eigen, wobei
die einzelnen Haarsorten jedoch deutliche Unter schiede aufweisen.
Ausser den tierischen Haaren mit eigenem Filz- und Walkvermoegen
verwendet die Filzindustrie auch nicht filzende Fasern auf
Zellulose-, Eiweiss- und Synthesebasis als Zusatze einerseits aus
modi schen oder preislichen Grunden und andererseits,um Filze mit
ganz spezi fischen Eigenschaften herzustellen. Kunstliche
Eiweissfasern (Kasein Erdnuss- und Maiseiweissfasern) sind vor
allem in der Hutindustrie in Zeiten gefragt, in welchen die Preise
fur die Rohstoffe stark ansteigen. Hinzu kommt noch, dass die
Beimengung derartiger Fasern zu Wolle, Kanin oder Hasenhaar deren
Walkvermoegen, im Gegensatz zu Zellulose- oder synthetischen
Fasern, verbessert. Ausserdem koennen die kunstlichen Eiweiss
fasern mit den gleichen Farbstoffen gefarbt werden, wie die
tierischen Haare.
Fur die Qualitat schneidender Zangen, sowohl fur die einfachen als
auch fur die hebelubersetzten, wie Seiten- und Vorschneider, sind
im wesent lichen Schneidfahigkeit und Schneidhaltigkeit massgebend.
Wenn diese auch bei kontrollierter Fertigung innerhalb einer
Losgroesse normaler weise keine nennenswerten Abweichungen
aufweisen, so wurde jedoch auf Grund von Vorversuchen festgestellt,
dass bei schneidenden Zangen gleichen Typs verschiedener
Losgroessen, insbesondere verschiedener Fabrikate, erhebliche
Unterschiede auftreten, die u.a. auch noch von der Zahl der
Trennungen abhangen. Der Grund fur derart grosse Unterschiede ist
in erster Linie in der Form der Schneiden, deren Harte und
Zahigkeit sowie Oberflachengestalt zu suchen. tiber zweckmassige
Schneidengestal tung bestehen allerdings gewisse, von Firma zu
Firma jedoch unterschied liche Vorstellungen. Eine
Grundvoraussetzung fur die Beurteilung der genannten Qualitats
kenngroessen (Schneidfahigkeit, Schneidhaltigkeit) ist die
reproduzier bare Messung bzw. Registrierung des zum Trennen von
Drahten bestimmten Durchmessers und bestimmter technologischer
Eigenschaften erforderli chen Kraftaufwandes sowie der
Verschleisserscheinungen an den Schneiden und in dem Gelenk, dem
sogenannten "Gewerbe". Die in der Praxis gebrauchliche Prufung
schneidender Zangen erfolgte bisher in der Weise, dass nach dem
Durchdrucken der betreffenden Zange von Hand etwaige vom
Drahteindruck hervorgerufene bleibende Eindrucke auf den Schneiden
sowie die bleibende Deformation der ganzen Zange fur die
Beurteilung herangezogen wurden. Diese subjektive Prufung hatte
entscheidende Nachteile: 1. Sie lieferte keine Zahlenangaben fur
den Trennkraftaufwand.
Die Genauigkeit eines spanabhe end bearbeiteten Werksttickes ist
stets von der Genauigkeit abh?ngig, mit der die vorgeschriebene
Relativ- bewegung zwischen Werksttick und Werkzeug eingehalten
wird. Ftir Werkzeug- maschinen zum Herstellen von Zahnr?dern im
Abw?lzfr?sverfahren gilt diese Forderung im besonderen MaBe
beztiglich der W?lzbewegung zwischen erzeugender Zahnstange und
herzustellendem Zahnrad. Jedes Vor- oder Nacheilen vom Werkzeug
gegentiber dem Zahnrad - also jede Ungleichformigkeit in der
W?lzbewegung - beeinfluBt das Arbeits- ergebnis. Beim Abw?lzfr?sen
wird sich daher jede Ungleichf?rmigkeit in der Drehbewegung von
Fr?sspindel und Tisch nachteilig auf das herzu- stellende
Zahnprofil auswirken. Dabei werden die Gleichlaufschwankungen der
Fr?sspindel durch die Fr?sersteigung jedoch erheblich untersetzt,
so daB die Ungleichformigkeiten in der Tischbewegung von prim?rer
Bedeutung werden. In welcher Weise sich die Relativbewegung
zwischen erzeugender Zahn- stange und zu erzeugendem Zahnprofil
auswirkt, l?Bt sich durch Fr?s- versuche und Ausmessen der R?der
nur mit Aufwand bestimmen, da hierbei stets eine groBere Zahl von
Fehlermoglichkeiten gemeinsam einwirkt.
Das Laufverhalten von Zahnradgetrieben hangt von zahlreichen
Einfluss- groessen ab, die sich teils auf das benutzte
Verzahnungsverfahren bzw. auf die Genauigkeit der Verzahnmaschine,
teils auf die Art und die Ge- nauigkeit des Verzahnungswerkzeuges
zuruckfuhren lassen. Ferner spie- len das Schwingungsverhalten des
Getriebegehauses, die Akustik des Rau- mes, in dem das Getriebe
lauft u.a., eine nicht unerhebliche Rolle. In den nachstehenden
Ausfuhrungen wird von Gerauschmessungen berichtet, bei denen sich
Erregerursachen fur das Zahnradgerausch auf Fehler im Getriebezug
der Verzahnmaschine, und zwar speziell der Walzfrasmaschi- ne,
zuruckfuhren lassen. Die Gerauschuntersuchungen laufen im Rahmen
eines umfangreichen Forschungsprogrammes an Zahnradern und
Verzahnma- schinen, das im Institut fur Werkzeugmaschinen und
Betriebslehre der Rheinisch-Westfalischen Technischen Hochschule
Aachen durchgefuhrt wird. 2. Gerauschversuche an Zahnradgetrieben
Auf einer Walzfrasmaschine ergeben sich mehrere Fehlerquellen, die
sich auf die Verzahnung auswirken und wie folgt zusammenfassen
lassen: a) Fehler im Verzahnungswerkzeug bzw. dessen Einspannung b)
Fehler im Werkstuck bzw. in der Werkstuckaufspannung c) Fehler in
der Walzbewegung zwischen Fraser- und erzeugtem Zahnprofil.
Seitdem das Gesenkschmieden, dessen Ursprung in der handwerklichen
Schmie dekunst liegt, in der zweiten Halfte des 19.Jahrhunderts
eine zunehmende industrielle Bedeutung gewann, fuhrte man schon
nach verhaltnismassig kurzer Zeit fur die Gesenkschmiedemaschinen
wissenschaftliche Betrach 1 tungsweisen ein ) und entwickelte
Messverfahren, um ihre Eigenschaften kennenzulernen und verbessern
zu konnen 2J. Den Gesenkschmiedeverfahren wurde dagegen wenig
Beachtung geschenkt und ihre Weiterentwicklung in der Hauptsache
dem Konnen und der Erfahrung der Meister uberlassen. Einige Ansatze
zu einer Behandlung nach wissen schaftlichen Grundsatzen wu den
erst vor etwa zwei Jahrzehnten gemacht, aber auch diese fuhrten -
von wenigen Ausnahmen abgesehen - nicht zu allgemein anwendbaren
Erkenntnissen, weil sie sich meist auf den einfa chen Stauchvorgang
beschrankten. In dieser Arbeit wird daher der Versuch unternommen,
ein Teilgebiet, namlich die Formbildung bei der Herstellung der
Gesenkschmiedestucke, in systematischer Sicht darzustellen und eini
ge sich daraus f r die Praxis ergebende Schlusse zu ziehen. 01
Verfahrensmerkmale des Gesenkschmiedens Ein Gesenkschmiedestuck
entsteht durch die Umformung eines erwarmten Rohlings zwischen
geteilten Formwerkzeugen. Die erforderliche Umform arbeit liefern
Hammer oder Pressen."
Die Bedeutung der Trocknung als Arbeitsabschnitt der
Papierveredlung zeigt sich bereits in ihrem
betriebswirtschaftlichen Einfluss. Der hier anfallende
Energiebedarf muss bei der Gesamtplanung des Betriebes mit
berucksichtigt werden. Die Raumforderungen der Trockenlage grenzen
viel fach an die gegebenen Moglichkeiten. Die Produktionsmenge
hangt davon ab, mit welcher Geschwindigkeit das veredelte
Papierprodukt getrocknet und damit lagerfahig gemacht werden kann.
Schon ausserlich ist in Ver edlungsbetrieben an der Grosse der
Entluftungsanlagen, Trockenkanalen und Transportvorrichtungen zu
erkennen, dass eine technische Verbesserung des Trocknungsvorganges
einen unmittelbaren wirtschaftlichen Nutzen ver spricht. Die
technischen Moglichkeiten hierzu ergeben sich sowohl aus der Anwen
dung neuer Trockenelemente als auch aus deren sinnvoller Steuerung.
SolcheR9gelaufgaben werden durch die Warmetragheit der machineIlen
Ein richtung erschwert. Jedoch erfordert die Entwicklung, das
Temperatur programm jeder Veredlungsanlage den theoretischen
Gesetzen anzunahern. Physikalisch stellt die Trocknung beim
Beschichten von Papieren und Pappen zwei Teilaufgaben. Zunachst
muss ein unterschiedlich beschichtetes Material mit
unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt moglichst rasch und ohne Ver
nderung der unbefeuchteten Schichten getrocknet werden. Wahrend man
bei der ublichen Papiertrocknung von der gleichmassig durchnassten
Bahn ausgeht, beginnt der Trocknungsvorgang einer Beschichtung
bereits ehe der Befeuchtungsvorgang zu einem Gleichgewichtszustand
kam. Das zweite physikalische Problem ergibt sich daraus, dass die
Trocknung einer Kunststoffdispersion nicht nur die Entfernung des
Wassers zum Ziel hat, sondern auch die fehlerfreie Filmbildung,
also kolloidale Vorgange beim Ubergang von der Dispersion zum Gel."
1m Forschungsbericht Nr. 405 des Wirtschafts- und
Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen [1] wurde untersucht, wie
sich die Fertigungskosten bei den Bearbeitungsverfahren Feindrehen,
AuBenrund-Langsschleifen mit MeBsteuerung, Feinhonen.und
Glattwalzen mit den Anforderungen an die Werkstuckglite andern. Fur
die angefuhrten Verfahren wurden die ermittel- ten Fertigungskosten
in Schaubildern dargestellt, verglichen und dis- kutiert. Der
vorliegende Bericht befaBt sieh in Erganzung dazu weiterhin mit dem
Feindrehen und dem Schleifen gegen Anschlag. Beim Feindrehen wurden
ins- besondere die Ursachen der auftretenden Form- und
MaBabweichungen unter- sucht und der Anteil der Einzelfehler am
Gesamtfehler ermittelt. 2. Bearbeitung der zylindrischen Normprobe
2 1 Feindrehen In dem erwahnten Forschungsbericht Nr. 405 wurde
eingehend untersucht, von welehem EinfluB die Zerspanbedingungen
auf die Oberflachenglite beim Feindrehen sind. Bei den
Untersuchungen uber den Zusammenhang zwischen den Schnittbedin-
gungen und der Form- und MaBgenauigkeit wurden zunachst bei
versehiede- nen Vorschuben und Schnittgeschwindigkeiten jeweils nur
funf Werkstucke bearbeitet, an denen der Kreisformfehler sowie die
Zylindrizitatsabwei- chung und Durchmesserstreuung ermittelt
wurden. Hierbei zeigte sich, daB die Formabweichungen und vor allem
die Durchmesserstreuung mit abnehmen- der Schnittgeschwindigkeit
und greBer werdendem Vorschub ansteigen [1, S.21, Abb.17]. Dieses
Verhalten konnte wegen der geringen Anzahl von Versuchen noch nicht
befriedigend erklart werden. Gleichfalls blieben hierbei die Ve
anderungen der F rmfehler mit zunehmendem VerschleiB des
Drehwerkzeuges unberueksichtigt. Um diese Fragen klaren zu kennen,
muBten die Versuche weiterausgedehnt werden, wobei in der
Hauptsache den auftretenden Form- und MaBabweichun- gen und ihrer
Erfassung als Einzelfehler besondere Aufmerksamkeit ge- widmet
wurden.
Mit Druckluft betriebene und von Hand gefuhrte schlagende Werkzeuge
(Ab bauhammer, Niethammer, Meisselhammer u.a.) werden in
zunehmendem Masse mit gummielastischen Stoffen am Hammergriff und
an anderen Stellen ausgerustet. Diese Stoffe zeichnen sich durch
eine besonders hohe Dampfung aus. Sie sollen den Ruckschlag dieser
Werkzeuge, der bei den langer damit arbei tenden Menschen schwere
korperliche Schadigungen hervorrufen kann, ver ringern. Die
Dampfung ist allgemein die zeitliche Abnahme der Amplitude einer
Schwingung infolge des Uberganges von Schwingungsenergie in Warme.
Sie ist bei den gummielastischen, also hochmolekularen naturlichen
oder kunstlichen Stoffen als hoch im Verhaltnis zu Stahl zu
erwarten. Das er gibt sich aus ihrer chemischen Struktur, der
Beweglichkeit der Molekule einerseits und der inneren
Ruckstellkraft andererseits. Nach Aussagen der Manner, die mit
schlagenden Druckluftwerkzeugen arbei ten, musste bei Verwendung
von gummielastischen Stoffen an geeigneten Stellen der Hammer eine
wesentliche Milderung des Ruckschlages auf die bedienende Person zu
erwarten sein. Zunachst sind jedoch diese Aussagen mit aller
Vorsicht zu werten, da exakte Messungen uber die Auswirkung dieser
Stoffe als Dampfungselemente noch nicht vorliegen. Sollte eine
Milderung des Ruckschlages exakt nachgewiesen werden, dann ist
weiter damit noch nicht gesagt, dass nun keine korperlichen Schadi
gungen mehr auftreten werden. Diese Frage kann nur vom Mediziner
und dann voraussichtlich erst in Jahren beantwortet werden, da die
Schadigungen, generell auch als Abbauhammerkrankheiten bezeichnet
4], bekanntlich erst nach vielen Jahren auftreten. Ausserdem
erleiden nicht alle mit Pressluft hammern Arbeitenden Schaden, es
spielt also auch ein physiologischer An lagefaktor eine Rolle."
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