TU Ilmenau Humbold Bau

Projektdaten



Optimierung des Vorsetzens von Schraubendruckfedern hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Funktion


Hochschule
TU Ilmenau
Fakultät/Einrichtung
Maschinenbau
Förderkategorie
Bund
Zeitraum
2021 - 2023
Drittmittelgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Bewilligungssumme, Auftragssumme
276.347,27 €

Abstract:

Schraubendruckfedern als meistverwendete Metallfedern werden beim Herstellen zum Erzeugen günstiger Eigenspannungen vorgesetzt. Das erhöht deren Auslastbarkeit, verhindert ein Federverkürzen im Betrieb, verbessert das Relaxations und Kriechverhalten und erhöht die Dauerfestigkeit. Dieser teure Arbeitsgang wird von zahlreichen Faktoren beeinflusst, z.B. Federgeometrie, Material, Temperatur, Spannung, Anzahl, Haltezeit, Geschwindigkeit, Fertigungsreihenfolge. Es gibt bisher keine systematische Untersuchung dazu, deshalb fehlen Richtlinien (national wie international), wie dieser Arbeitsgang auszuführen ist. Oftmals wird mit zu hohem wirtschaftlichem Aufwand und nicht optimalen Parametern vorgesetzt: "zu schwach" (oft mehrfach) oder mit Kraftüberschuss "auf Block" (alle Windungen liegen aneinander), wodurch es zum "Verquatschen" des Drahts und großen Schiefstellungen der Feder kommen kann. Besonders für KMU, als Hersteller von Mittel- und Kleinserien mit geringem Automatisierungsgrad, ist Versetzen aufwendig. Ziel des Projektes ist, den Arbeitsgang Versetzen zu verbessern, um sowohl das Produkt SDF als auch die Wirtschaftlichkeit ihrer Herstellung zu verbessern. Dazu sollen sowohl Grenzen ermittelt werden, wann das Versetzen eingespart werden kann (Einsparspotential), als auch die Vorsetzparameter ermittelt werden, die in Abhängigkeit von Werkstoff, Federgeometrie und Belastung maßgeblich das Relaxationsverhalten bei statischem Einsatz bzw. die Schwingfestigkeit bei zyklischem Einsatz verbessern (Optimierungspotential). Diese Ziele sollen zum einen auf der Grundlage von systematischen Vorsetzversuchen und zum anderen durch FEM-Simulationen und analytische Berechnungen erreicht werden. Die Auswirkungen des Versetzens werden mittels statischer und zyklischer Versuche nachgewiesen. Mittels Warm-Torsionsversuchen wird das Verhalten von Federdrähten bei erhöhter Temperatur analysiert für spätere Untersuchungen des Warm-Versetzens.
Projektsuche | Impressum | FAQ