Einleitung
Schmiedehämmer sind großen dynamischen Belastungen ausgesetzt. Bei Schlaggeschwindigkeiten bis zu 8 m/s und Beschleunigungen
größer 20000 m/s² können Gesenkrisse und Brüche auftreten.
Innerhalb eines Forschungsprojektes werden diese Belastungen untersucht. Für die hochdynamische Geschwindigkeitsmessung wurde das berührungslose
Messsystem VLM 200 verwendet. Mit einer vorzeichenrichtigen Erfassung der Geschwindigkeit gelang es, den Umformprozess exakter zu beschreiben.
Messaufgabe
Gesenkschmiedestücke werden von einer Vielzahl kleiner und mittelständischer Schmiedeunternehmen u.a. als Zulieferteile für
die Automobilindustrie gefertigt. Beispielsweise werden von den ca. 50 Mio Pleuelstangen pro Jahr zwei Drittel auf Hämmern geschmiedet.
|
 |
Im Rahmen eines Forschungsvorhabens erfolgte eine
FEM-Simulation der dynamischen Belastung der Gesenke.
Basis hierfür war die Berechnung der kinetischen Energie. Dafür wurde die Geschwindigkeit des
Hammerbärs im Moment des Auftreffens benötigt.
Durch die extrem hohen Beschleunigungen entstehen so große mechanische Belastungen, daß nur eine berührungslose Geschwindigkeitserfassung in Frage kam.
|
Lösung und Ergebnisse
Eingesetzt werden zwei Geschwindigkeitsmessgeräte vom Typ VLM 200 D.
Damit war es möglich, die Geschwindigkeitsverläufe des Ober- und Unterbärs zeitgleich zu erfassen.
Ein Messgerät wurde
mit einem Gestell vor dem Oberbär befestigt. Mit der elektronischen Richtungserkennung des VLM 200 ist es möglich,
die Geschwindigkeit in Betrag und Richtung zu bestimmen.
Installation
Nach erfolgleichem Abschluß der Tests wurde eine Lösung entwickelt, die die komplette Überwachung und Protokolierung
des Schmiedeprozesses ermöglicht.
Die Anlage wurde 1999 in Betrieb genommen und arbeitet seitdem zuverlässig. |
|
 |
Das Diagramm zeigt exemplarisch einen beim Schmieden aufgenommenen Geschwindigkeitsverlauf.
Für die Messung wurden die Geräte den Bedingungen in der Schmiede (hohe Umgebungstemperatur, Schmutz, Funkenflug, Erschütterungen) angepaßt und mit einem Schutzgehäuse versehen.
Ein Tubus sorgte für den ungestörten optischen Zugang zur Werkzeugoberfläche (Foto).
|
|
Die vorzeichenrichtige Erfassung der Geschwindigkeit führte zu sehr gut interpretierbaren Messwerten. Eine von Schlag zu Schlag deutlich zunehmende
Rücksprungenergie ist ebenso wie eine dem Rückhub überlagerte Schwingung von 5 Hz deutlich erkennbar. Diese Informationen sind wichtig für die
Steuerung des Umformprozesses und für die Qualitätssicherung.
|
| |
