Die vorliegende Arbeit enstand wahrend meiner Tatigkeit als wissensehaftlieher Mitarbeiter am Institut fur Umformteehnik der Universitat Stuttgart. Herrn Professor Dr. -Ing. K. Lange moehte ieh sehr herzlieh fur das mir entgegengebraehte Vertrauen und seine Unterstutzung bei der Anfertigung dieser Arbeit danken. Herrn Dr. -Ing. habil. K. Pohlandt danke ieh fur seine Betreu- ung und die Durehsieht der Arbeit. Ebenso gilt mein Dank allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern es Institutes fur Umformteehnik, die dureh ihre Hilfe zum Ge- lingen der Arbeit beigetragen haben. Der Firma Aluminium-Walzwerke Singen GmbH danke ieh fur die Durehfuhrung von ehemisehen Analysen. Die Mittel zur Durehfuhrung dieser Untersuehung wurden von der Deutsehen Forsehungsgemeinsehaft zur Verfugung gestellt. Stuttgart, im Januar 1986 Christian Weist INHALTSVERZEICHNIS Begriffe und Formelzeichen 11 1 Einleitung 13 2 Stand der Forschung 15 2. 1 Korrelation der Kerbzugdehnung mit der Umformeignung und anderen WerkstoffkenngroBen 15 2. 2 EinfluB des Gefliges auf WerkstoffkenngroBen 16 2. 3 Zur Allgemeingliltigkeit des Kerbzugversuchs 19 2. 4 EinfluB der Kerbgeometrie auf die Kerbzugdehnung 20 2. 5 Vorteile der KenngroBe Kerbzugdehnung 23 3 Experimentelle Durchflihrung 25 3. 1 Werkstoffe . - . . . . - - 25 3. 2 Probenform und Versuchsdurchflihrung 26 4 Versuchsergebnisse und Auswertung 29 4. 1 Abhingigkeit der Kerbzugdehnung on der Kerbtiefe und der Probenlage zur Walzrichtung 29 4. 2 Ermittlung der optimalen Kerbgeometrie 33 4. 3 Eigenschaften der KenngroBe Kerbzugdehnung 47 4. 3. 1 EinfluB der Blechdicke auf die Kerbzugdehnung 49 4. 3. 2 Vergleich verschiedener Kerbgeometrien 51 4. 3.

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universitat Mun- chen. Mein besonderer Dank gi lt Herrn Prof. Dr. -Ing. j. Mi lberg, dem Leiter dieses Instituts, fur die wohlwollende Foerderung und gross- zugige Unterstutzung sowie fur die wertvollen Hinweise zu dieser Arbeit. Des weiteren danke ich Herrn Prof. Dr. -Ing. j. Heinzl fur die auf- merksame Durchsicht der Arbeit und die wertvollen Anregungen zur Gestal tung des Inhal ts. Allen Kollegen und Mitarbeitern des Instituts und allen Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstutzt haben, bin ich zu aufrichtigem Dank verpflichtet. Munchen, 1986 Ulrich Pilland - I I - Inhaltsverzeichnis Sei te 0. 1 Formelzeichen 0. 2 Nfuthematische Operatoren 2 3 1 Einleitung 2 Anforderungsprofil 3 2. 1 Analyse von Kollisionen 4 6 2. 2 Diskussion verschiedener Kollisionsschutzsysteme 2. 2. 1 chanisch wirkende Vorrichtungen oder Systeme mi t Sensoren 2. 2. 2 Steuerungstechnische Loesungen 7 2. 2. 3 Erzeugung kollisionsfreier Teileprogrrunne 8 2. 3 Ansatz fur ein umfassendes Kollisionsschutzsystem 9 2. 3. 1 UEberwachung der geometrischen Eingaben und Funk- tionen der Steuerungen durch die Geometrieub- wachung 14 2. 3. 2 UEberwachung der maschinennahen Steuerungsfunkt- nen durch die Bahnuberwachung 14 2. 4 Beschreibung des Versuchsaufbaus 15 3 Geometrieuberwachung 18 3. 1 Aufgabensteilung fur die Geometrieuberwachung 18 3. 1. 1 Problematik der Kollisionserkennung mittels - chenmodell 18 3. 1. 2 Loesungsansatz fur die Geometrieuberwachung 19 3. 1.

Beim Kaltfliesspressen wird das Fliesspresswerkzeug durch die vorgangsbeding- ten Umformkrafte belastet. Diese Belastung bewirkt eine elastische Federung des Werkzeuges. Durch den Umformvorgang wird dem Werkstuck Arbeit zugefuhrt. Diese Umform- arbeit und die Reibarbeit an der Kontaktflache Werkstuck/Matrize fuhren im Werkzeug zu einer Temperaturerhoehung und damit zu einer Warmeausdehnung der Matrizenbohrung. Die radiale Aufweitung armierter Fliesspressmatrizen mit zylindrischer und abgesetzter Bohrung wurde unter mechanischer Belastung und Temperatureinwir- kung mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode berechnet. Die Belastungssimu- lation erfolgte einerseits durch das Aufbringen eines hydrostatischen Innen- druckes entlang der Bohrungswand der Matrize und andererseits durch das Er- zwingen einer gewunschten Bohrungswandtemperatur. Variiert wurde der Innen- 2 druck zwischen 0

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am lnstitut fUr Steuerungs- technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Die Voraussetzungen und Grundlagen fUr meine Promotion wurden durch den verstorbenen lnstitutsleiter. Herrn Prof. Dr.-lng. G. Stute. geschaffen. dem ich zu besonderem Dank verpflichtet bin. Herrn Prof. Dr.-lng. A. Storr danke ich fUr seine Unter- stUtzung und seine kritischen Anregungen bei der Erstellung dieser Arbeit. Herrn Prof. DTech. h. c. Dipl.-lng. K. Tuffentsammer gilt mein Dank fUr die Obernahme des Mitberichts. Allen Kollegen der Gruppe 5. insbesondere den Herren Dipl.-lng. R. Donn und Dipl.-lng. S. Chmielnicki. sowie allen Mitarbeitern und Studenten des lnstituts. die zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben. danke ich fUr ihre Hinweise. Geleitwort des Herausgebers Das Institut fOr Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrich- tungen der Universitat Stuttgart befaBt sich mit den neuen Entwicklungen der Werkzeugmaschinen und anderen Fertigungseinrichtungen, die insbesondere durch den erhOhten Anteil der Steuerungstechnik an den Gesamtanlagen gekennzeichnet sind. Dabei stehen die numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen in Programmie- rung, Steuerung, Konstruktion und Arbeitseinsatz sowie die vermehrte Verw- dung des Digitalrechners in Konstruktion und Fertigung im Vordergrund des In- teresses. 1m Rahmen dieser Buchreihe sollen in zwangloser Foige drei bis fOnf Berichte pro Jahr erscheinen, in welchen Ober einzelne Forschungsarbeiten berichtet wird. Vor- zugsweise kommen hierbei Forschungsergebnisse, Dissertationen, Vorlesungsmanu- skripte und Seminarausarbeitungen zur VerOffentlichung. Diese Berichte sollen dem in der Praxis stehenden Ingenieur zur Weiterbildung dienen und helfen, Aufgaben auf diesem Gebiet der Steuerungstechnik zu 10sen.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am lnstitut fur Umformtechnik der Universitat Stuttgart. Herrn Professor Dr. -lng. K. Lange danke ich fur sein Vertrauen und seine wohlwollende Unterstutzung bei der Durchfuhrung dieser Arbeit. Fur die eingehende Durchsicht dieser Arbeit bin ich Herrn Pro- fessor Dr. -lng. H. Uetz zu Dank verpflichtet. Mein Dank gilt ferner Herrn Dipl. -lng. E. Dannenmann, der die- se Arbeit durch wertvolle Hinweise und Anregungen unterstutzt hat sowie allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des lnsti- tuts fur Umformtechnik, die durch ihre tatige Hilfe zum Ge- lingen der Arbeit beigetragen haben. Ebenfalls danken mochte ich Herrn Dr. rer. nat. P. Schluter vom Max-Planck-lnstitut fUr Metallforschung in Stuttgart, der in groBzugiger Weise die Erstellung der REM-Aufnahmen und Schliffbilder ubernommen hat. Die Mittel zur Durchfuhrung dieser Arbeit wurden von der Deutschen Forschungsgesellschaft fur Blechbearbeitung e. V. zur Verfugung gestellt. Stuttgart, Juni 1983 Erhard Mossle Inhaltsverzeichnis Seite Verzeichnis der wichtigsten Abktirzungen 11 o Einleitung 13 Problematik des Ziehens von Blechen aus 15 Aluminiumlegierungen 1. 1 Ausgangssituation 15 1. 2 Stand der Kenntnisse 18 1. 2. 1 Beeinflussung von Oberflachen durch Umformen 18 1. 2. 2 EinfluB der Oberflachenbeschaffenheit von 25 Blechen auf den Ziehvorgang 1. 3 Zielsetzung der Arbeit 27 2 Experimentelle untersuchungen mit Blechen 31 aus Aluminiumlegierungen - Versuchsdurch- ftihrung 2. 1 Beschreibung der Oberflachenbeschaffenheit 33 2. 2 Ermittlung der Formanderungen 36 2. 3 Eigenschaften der untersuchten Aluminium- 37 legierungen Oberflachenveranderungen bei Zug- und 43 2. 4 Biegeversuchen 2.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungstech- nik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr.-Ing. G. Stute, dem viel zu fruh verstorbenen Leiter des Instituts, bin ich fur seine grosszugige Unterstut- zung und die wertvollen Anregungen, die zum Entstehen dieser Arbeit beitrugen, zu besonderem Dank verpflichtet. Herrn Prof. Dr.-Ing. A. Storr danke ich fur seine kritischen Anmerkungen zu Form und Inhalt der Arbeit und die sich daraus ergebenen Hinweise. Mein Dank gilt auch Herrn Prof. Dr.-Ing. H.-J. Warnecke fur die eingehende Durchsicht der Arbeit. Daruber hinaus moechte ich all denen danken, die durch wert- volle Diskussionen und anregende Kritik zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben, insbesondere den Herren Dr.-Ing. H. Erne, Dipl.-Ing. G. Gruhler, Dipl.-Ing. W. Ruoff und Dipl.-Ing. K.-H. Wurst. Manfred Keppeler 5 - INHALT Seite Formelzeichen und Abkurzungen 8 1 Einfuhrung und Aufgabenstellung 12 2 Beschreibung von Bewegungsablaufen in raum festen 15 oder werkstuckbezogenen kartesischen Koordina- tensystemen 2.1 Definition der Werkzeugorientierung 17 2.2 Interpolation 22 2.2.1 Linearinterpolation 22 2.2.2 Fahren von Kreisbahnen als Sonderfall der Line- 25 arinterpolation 2.2.3 Zirkularinterpolation 27 2.3 Erzeugung komplexer Bewegungsbahnen durch automa- 33 tische Wahl der Interpolationsart Linear- bzw.

Das Buch hat sich zum Ziel gesetzt, die Fertigungsverfahren der DIN 8580 nach wirt- schaftlichen Punkten zu behandeln. Das muss, wegen der Fulle des Stoffes zwangslaufig dazu fuhren, dass die einzelnen Themenkomplexe oft nur angedeutet werden. Nur viel angewandte Verfahren werden beschrieben, weniger bekannte koennen nur erwahnt und Verfahren, die sich erst im Versuchsstadium befinden, konnten nicht angeftihrt werden. Das wirtschaftliche Fertigungsverfahren steht im Vordergrund. Hierbei ist von Bedeutung Werkstuckwerkstoff, Werkstuckform, Anzahl der Werk tucke, konkurrierende Be- arbeitungsverfahren, Werkzeuge, Schneidstoff, Schmierung, Werkzeugmaschine und Werkzeugmaschineneinstellung. Besonderer Wert wurde dabei auf die exemplarische Darstellung anhand viel benoetigter Teile gelegt. . Die Textftille war nur durch viele Ta ellen, knappe Beschreibung, viele Skizzen, die zusammen mit den Bildunterschriften zum Text nicht redundant sind, zu bewaltigen. Dabei war aber kein reines Tabellenwerk geplant, vielmehr sollte der Sinn der tabellarischen Darstellung in der Kurze der Darbietung liegen. Daher wurde auch z.B. in den einzelnen Kapiteln darauf verzichtet, Werte aus der Zerspantechnik oder Umformtechnik, die reine Maschineneinstellung betrafen, zu tabellieren. Auch hierfur sind Beispiele fur typische Prozesse aufgefuhrt. Gegenuber dem Text wurde im Zweifelsfalle der Skizze und dem Bild der Vorzug gegeben. Das geschah bewusst aus zwei Grunden: Skizzen benoetigen weniger Raum als Text um einen fertigungs-technisch- maschinenbaulichen Zusammenhang darzustellen und Skizzen sind letztlich doch das Ausdrucksmittel des "Maschinenbauers".

Flexible Fertigungssysteme sind automatisierte Fertigungs- einrichtungen, die fUr den Einsatz im Bereich der Einzel- und Kleinserienfertigung entwickelt wurden. Sie sind gekenn- zeichnet durch ihre Fahigkeit, sich innerhalb eines begrenz- ten Teilespektrums selbsttatig an unterschiedliche Werk- stUcke und Fertigungsaufgaben anzupassen. Wah rend diese Entwicklungen bei spanenden Bearbeitungsver- fahren schon verstarkt Eingang in die Fertigung gefunden ha- ben [1 - 12], sind sie im Bereich umformender Fertigungsver- fahren bislang nur sehr vereinzelt anzutreffen. Wegen der in jUngster Zeit stark angestiegenen Energie- und Rohstoffkosten [13] sind Uberlegungen in Gang gekornrnen, das Konzept des fle- xiblen Fertigungssystems auch auf Technologien anzuwenden, bei denen ein vergleichsweise geringerer Aufwand fUr Material und Energie erforderlich ist, die also bei sparsamem Energie- und Rohstoffverbrauch groBe Teilespektren in kleinen StUck- zahlen und im Rahmen einer gewissen Flexibilitat wirtschaft- lich fertigen konnen. Ausgehend von diesem Sachverhalt untersuchte erstmalig KAISER [14] die Moglichkeiten einer Integration umformender Bearbei- tungsverfahren in flexible Fertigungssysteme. Die Analyse samtlicher Umformverfahren ergab dabei, daB grundsatzlich aIle ungebundenen Umformverfahren, d. h. solche mit kinematischer Gestalterzeugung und ferner einige gebundene Umformverfahren, das sind solche mit Abbildung der WerkstUckgeometrie am Werk- zeug, bei entsprechendem Teilespektrum in flexible Fertigungs- systeme einbezogen werden konnen.

Mit Hilfe der FEM wurde der EinfluB von DurchbrUchen in Werkzeug- maschinen fUr zwei verschiedene Gestellbauteile untersucht. Zum einen ist dies ein kastenformiger Stander, bei dem der Steifigkeits- abfall infolge eines Durchbruches von Interesse ist. Hierzu wurde eine Vielfalt von Durchbruchsformen und -groBen untersucht. Zum anderen ist das ein O-Gestell einer Umformmaschine. Hierbei interes- siert die Spannungsausbildung im Gestell infolge eines Durchbruches. Die Ergebnisse der Rechnung fUr den Stander mit Kastenquerschnitt zeigen den erheblichen EinfluB, den ein Durchbruch auf die Steifig- keit haben kann. Die Ergebnisse wurden so aufbereitet, so daB der EinfluB von verschiedenen Durchbruchsformen und -groBen aus graphi- schen Darstellungen dem Konstrukteur direkt zuganglich ist. Weiter- hin kann er mit Hilfe von Kurven gleicher Steifigkeit die fUr seinen Fall optimale Durchbruchsform auswahlen. Zur Verminderung des Einflusses des Durchbruches auf die Steifig- keit wurden zwei konstruktive MaBnahmen rechentechnisch untersucht. Die erste MaBnahme ist die Einbringung einer Querschotte direkt ober- und unterhalb des Durchbruches. Diese MaBnahme erwies sich insbesondere bei der Torsion als besonders geeignet, wo eine bis zu 265 % Steigerung der Steifigkeit gegenUber dem Fall ohne Quer- schotte erzielt werden konnte. Die zweite MaBnahme war die Anbrin- gung eines Wulstes urn den Durchbruchsrand. Hierbei ergab sich mit 152 % Steifigkeitssteigerung ebenfalls beim Lastfall Torsion das beste Ergebnis.

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 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.

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.

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.

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.

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.