Methode zur Herstellung nahtloser Ringe mit definiert eingestellten Neigungswinkeln auf Radial-Axial-Ringwalzwerken

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gerhard Hirt
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 201507132

Die globale Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens ist die Überprüfung, mit welchen Walzstrategien schüsselförmige Ringe auf konventionellen Radial-Axial Ringwalzwerken ohne den Einsatz von profilierten Spezialwerkzeugen reproduzierbar erzeugt werden können. Im ersten Förderzeitraum wurde ein FEM Modell ausgearbeitet, das in der Lage ist, den Ringkletterprozess realistisch abzubilden. Hierdurch sind zusätzliche, für das Verständnis notwendige, Informationen über den Kletterprozess und die Schüsselbildung zugänglich. Es konnte bestätigt werden, dass das Klettern mit einer höheren tangentialen Streckung des Inneren Bereichs des Ringes einhergeht. Darüber hinaus konnte in Simulation und Experiment festgestellt werden, dass bei scheibenförmigen Ringen bereits die über den Radius variierende gedrückte Länge bei großer axialer Zustellung ausreicht, um eine größere Streckung des Innenbereichs zu unterstützen. Ein weiteres Ergebnis der Untersuchungen ist die Erkenntnis, dass die Instabilität des Kletterns gezielt initiiert werden muss, wenn man reproduzierbar schüsselförmige Ringe erzeugen will. Zur Reduktion der lokalen Abweichungen der erzielten Neigungswinkel ist es zudem erforderlich, die Ringlage nach Beginn des Kletterns zu stabilisieren. Sowohl für die gezielte Initiierung des Kletterns als auch für die Stabilisierung der Ringlage wurden verschiedene Konzepte entwickelt, die in der FEM-Simulation eine erhebliche Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Ringgeometrie bewirken.Entsprechend der übergeordneten Zielsetzung und der bisherigen Ergebnisse sollen im Fortsetzungszeitraum die in der FEM-Simulation bereits als erfolgversprechend bestätigten Maßnahmen zur Initiierung des Kletterns und Stabilisierung der Ringlage in der Realität untersucht und erprobt werden. Auf Basis der Simulationsergebnisse wurden zu beiden Zielsetzungen Konzepte für die praktische Umsetzung entwickelt. Diese Konzepte erfordern einerseits relativ einfache Modifikationen an der Ringwalzmaschine, speziell an den Zentrierrollen und an der Hauptwalze. Außerdem muss die Walzstrategie entsprechend der FEM-Simulation durch Eingriff in die Steuerung angepasst werden. Es wird erwartet, dass durch diese Maßnahmen die Gleichmäßigkeit der Fertiggeometrie wie in der Simulation erheblich verbessert werden kann, so dass reproduzierbar schüsselförmige Ringe mit engen Toleranzen gewalzt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen