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Ziel des Projektes ist die Entwicklung und modellhafte Validierung eines Steuerungskonzeptes für Hammeranlagen, mit dem durch Messung, Auswertung und Musterinterpretation der Signale für Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Körperschall des Maschinen‐ und Werkzeugsystems auf die aktuell benötigte Umformenergie eines jeweiligen Umformteils zurückgeschlossen und die Anlage damit so ausgeregelt wird, dass der Prellschlag deutlich reduziert, im Grenzfall gänzlich vermieden wird. Durch die damit erreichbare Primärenergieund CO2‐Reduzierung wird ein erheblicher Beitrag zur Umweltentlastung geleistet. Das auf Basis der Mehrkörpersimulation erstellte rechnerinterne Ersatzsystem weist Potentiale zur Lösung der beschriebenen Problemstellungen auf. Die Komplexität des Gesamtsystems erfordert jedoch noch umfangreiche, weiterführende Untersuchungen und software‐technische Anpassungen/Erweiterungen des Ersatzsystems. Der hierzu notwendige Aufwand würde nach derzeitigem Erkenntnisstand ein eigenständiges Projekt erfordern und ist im Rahmen dieses Vorhabens als einzelner Arbeitspunkt nicht zu leisten. Die Erstellung eines rechnerinternen Ersatzsystems, das zur Lösungsfindung der Zielstellungen des Projektes eingesetzt werden kann, konnte nicht realisiert werden. In praxisrelevanten Laboruntersuchungen und Betriebsanwendungen wurden für die Identifikation von Prellschlägen 3 geeignete Verfahren und die dazu erforderlichen Sensoren ermittelt. Die Identifikation der Prellschläge ist über eine Auswertung der Weg‐/Geschwindigkeitssignale des Bären und/oder über Messwerte aus Beschleunigungs‐ oder Körperschallsensoren möglich. Die Empfindlichkeit der Beschleunigungs‐ und Körperschallmessung ist hierbei wesentlich von der Position der Sensoren an den verschiedenen Elementen des Hammeraggregats abhängig. Die für eine Regelung des Hammersystems notwendige Erfassung der Intensität der Prellschläge werden von dem Messverfahren Beschleunigung (einaxial) mit der Sensorposition „Schabotte“ am besten erfasst. Die beiden anderen Messverfahren sind für die Erfassung der Prellschlagintensität nach bisherigem Untersuchungsstand weniger geeignet. Die Untersuchung einer zweiten Bauteilgruppe mit deutlich schwererem Bauteil führte zu deutlich abweichenden Ergebnissen. Die Höhe der Beschleunigungswerte ist eventuell kein zuverlässiges Erkennungsmerkmal für Prellschläge! Damit würde das Messverfahren entfallen, welches nach bisherigem Erkenntnisstand die besten Ergebnisse für die Messung der Prellschlagintensität darstellt. Ohne zuverlässige und genaue Messung der Prellschlagintensität ist keine Regelung des Umformprozesses bezüglich Prellschlagenergie möglich! Im weiteren Vorgehen des Vorhabens war geplant ergänzende Untersuchungen mit schweren Bauteilen durchzuführen. Diese Untersuchungen konnten aus verschieden Gründen (COVID‐19‐Pandemie, Bauteilabrufe, Produktionsplanung, Laufzeitende des Vorhabens) nicht durchgeführt werden. Die offenen Fragestellungen konnten daher im Rahmen dieses Vorhabens nicht geklärt werden.

der Ressourceneffizienz in der Massivumformung durch Absicherung und Erweiterung der Verfahrensgrenzen beim Querkeilwalzen, Az: 33234/01‐24” betrachtet werden. In dem Vorgängerprojekt wurde ersichtlich, dass die dort erarbeitete Vorgehensweise zu Ermittlung von Arbeitskennfeldern um eine signifikante Einflussgröße, dem „Umformenden Werkzeugbereich“ ergänzt werden muss. Diese Ergänzung ist in dem vorliegenden Vorhaben erfolgt. Durch das Vorhaben soll ein sicheres Auslegungskriteriums für Querkeilwalzwerkzeuge auf Basis von Prozesskennfeldern, mit denen eine Materialschädigung infolge des Mannesmann‐ Effektes vermieden wird, erstellt werden. Hiermit soll ein signifikanter Beitrag zur Umweltentlastung geleistet werden, indem die Ressourcenpotentiale des Querkeilwalzens bis an die Grenzen ausgenutzt werden. Aus den dominanten, schädigungswirksamen Einflussparametern wurde eine Schädigungsfunktion aufgestellt und die dimensionslose Variable n abgeleitet. Somit können die wesentlichen physikalischen Einflussparameter der Bauteil‐ und Werkzeuggeometrie durch eine dimensionslose Ähnlichkeitsvariable direkt identifiziert werden. Mit der erarbeiteten Vorgehensweise, dem erprobten Versuchsstand und Versuchswerkzeugen und der ergänzten Einflussgröße wurden auf Basis der dimensionslosen Variable n Arbeitskennfelder für die Auslegung von QKW‐Werkzeugen erstellt. Die Vorgehensweise wurde erfolgreich an 3 Stahlwerkstoffen und einer Aluminiumlegierung erprobt. Die Arbeitskennfelder bilden damit ein sicheres Auslegungskriteriums für Querkeilwalzwerkzeuge, ermöglichen die vollständigen Ausnutzung der Verfahrensgrenzen und damit Optimierung der gewichtsrelevanten Walzteilgeometrie.

Der Werkstoff Messing weist weitreichende Einsatzmöglichkeiten für unterschiedlichste Produktfamilien auf. Es werden beispielsweise Türbeschläge- und griffe, Produkte aus dem Elektrobereich, Installationstechnik aus dem Sanitärbereich und Hydraulik- bzw. Pneumatik-Komponenten aus diesem Werkstoff hergestellt. Für Deutschland und Norditalien, wo viele der o.g. Produkte produziert werden, wird die Verarbeitungsmenge auf ca. 500.000 – 600.000 Tonnen Messing pro Jahr geschätzt. Diese o.g. Produkte werden häufig mittels Massivumformung hergestellt und anschließend spanend nachbearbeitet. Durch den branchenübergreifenden Einsatz von stranggepressten Zinkknetlegierungen in der Umformtechnik als Substitution von handelsüblichen Messingwerkstoffen, ist ein hohes CO2-Einsparpotential von bis zu 40 % möglich. Das Vorhaben beschäftigt sich mit der Substituierbarkeit von Messing durch Zinkknetlegierungen in der Massivumformung. Kooperationspartner: • Gesamtverband der Deutschen Buntmetallindustrie e. V. • Fachhochschule Südwestfalen / Labor für Massivumformung • Möhling GmbH & Co. KG • müller engineering GmbH & Co. KG • Grillo-Werke AG • Metallpresswerk Hohenlimburg GmbH • Carl Bechem GmbH Das Vorhaben wurde durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (Aktenzeichen: 35420/01) gefördert, wofür an dieser Stelle im Namen aller Beteiligten gedankt sei.

Im Rahmen der schwerpunktmäßigen Weiterentwicklung der Fahrzeugtechnologie wird zurzeit auf die Optimierung der Antriebstechnik und die Verringerung des Fahrzeuggewichts fokussiert. Das Ziel dieser Weiterentwicklung ist neben der Reduktion des Flottenverbrauchs eine Reduktion des CO2-Ausstoßes von 185 g (1995) auf unter 120 g pro gefahrenen Kilometer bis zum Jahr 2012. Dabei ist eine erfolgreiche Vorgehensweise zur Reduktion des Fahrzeuggewichtes die Umsetzung von Leichtbaustrategien, wie beispielsweise die des Werkstoffleichtbaus durch Verwendung von Aluminium. Der Trend in der industriellen Fertigung zu individualisierten Produkten bestimmt die Forderung nach Fertigungsverfahren, die für einen Einsatz in der Kleinserienfertigung geeignet sind. Individualisierte Produkte generieren den Bedarf nach flexiblen, kleinserientauglichen Prozessketten, die in der Lage sind, hohe Produktqualitäten prozesssicher zu fertigen. Hier gilt es, die Fertigung von Einzelbauteilen und das Fügen zu Baugruppen, die aus Leichtbauwerkstoffen gefertigt worden sind, prozesssicher zu ermöglichen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, für das Fügen durch Weiten – am Beispiel des gesenkfreien, wirkmedienbasierten Innenhochdruckfügens – Berechnungsgrundlagen, auf der Basis der Lamé–Gleichungen, zu liefern. Die Fügestellengestaltung hängt dabei von den Werkstoffen und Geometrien der Fügepartner ab. Die Fügeprozessführung erfolgt unter Berücksichtigung der zu verbindenden Fügepartner mit einfachen Fügewerkzeugen und unter Verwendung entsprechend ausgelegter Betriebsmittel. Zusätzlich werden Gestaltungshinweise für eine prozessangepasste Fügestellengestaltung gegeben, die es ermöglicht, eine Lastübertragung kraftschlüssig oder mithilfe von unterstützendem Strukturklebstoff zu gewährleisten., Within the scope of intensive development of vehicle technology, a special focus has since recently been placed on the optimization of the power train technology and the reduction of car bodies’ weight. The aim of this advancement is, besides the reduction of the overall vehicle fleet consumption, a reduction of the CO2 output from 185 g (1995) to less than 120 g per driven kilometer until 2012. Here, a successful approach to reduce the vehicle weight is, the application of lightweight construction strategies, as for example the material lightweight construction by use of aluminum. A major trend in industrial manufacturing is the production of highly individualized products. This trend generates a demand on processing technologies for small batch series. These products have to be manufactured using flexible manufacturing systems which allow the manufacturing of high quality products with sufficient process capability. Consequently, the manufacture of single components made of lightweight construction materials and their assembly to form groups must be executed certainly beyond trial. For this reason, the aim of the present work is to present fundamental calculations on the basis of Lamé equations for the joining by expansion, using the example of dieless hydroforming. As a result, the design of joints can be executed taking material characteristics, the geometry of the joining partners, and the working pressure into account. Experimental investigations have been executed using simple joining tools and specially adopted high pressure equipment. Additionally, design rules for a process adopted joint using mere force-fit or supporting adhesives are represented.

Electromagnetic compression of tubular profiles with high electrical conductivity is an innovative joining process for the manufacturing of lightweight structures. Taking conventional interference fits into account, the contact area s influence on the joint s quality seems to be of significance, as e.g. the contact area and the friction coefficient between the joining partners determine an allowed axial load or torsional momentum proportionally. Therefore, different contact area surfaces were prepared by shot peening and different machining operations and strategies. The mandrel s surfaces were prepared by shot peening with glass beads and Al2O3 particles. Alternatively, preparation was done using simultaneous five axis milling, because potential joining partners in lightweight frame structures within the Transregional Collaborative Research Centre SFB/TR10 would be manufactured similarly. After that, the manufactured surfaces were characterized by measuring the surface roughness and using confocal whitelight microscopy. After joining by electromagnetic compression, the influence of different mandrel s surface conditions on the joint s mechanical properties were analyzed by tensile tests. Finally, conclusions and design rules for the manufacturing of joints by electromagnetic compression are given.