Autor: Christian Mathes

Ein wichtiges und weit verbreitetes Fertigungsverfahren zur Umformung von offenen und geschlossenen Profilen ist das Rotationszugbiegen. Gerade dünnwandige Profile werden bei der Umformung sehr gut gestützt und damit bleibt die Querschnittskontur des Profils erhalten. Ein wichtiges Werkzeugelement für anspruchsvollere Biegungen mit dünnen Wanddicken und kleinen Biegeradien ist der Faltenglätter [SAE, 2004]. Dieser ist ein passives Werkzeug, das während der Umformung die Rohrkontur im Zusammenspiel mit dem im Rohr befindlichen Biegedorn und dem gegenüber positionierten Gegenhalter vor der Übergangsebene stützt. Die erforderlichen Stützkräfte sind Reaktionskräfte, die durch die Querkraft des Gegenhalters eingeleitet und über das Rohr und den Biegedorn hindurch auf den Faltenglätter übertragen werden. Durch das Stützen der Kontur soll die Faltenbildung vermieden werden, die aufgrund der Druckspannung in Längsrichtung am Innenbogen entstehen kann. Die höchsten Druckspannungen liegen im Bereich der Übergangsebene vor, der den Übergang vom geraden Rohr zum Biegeradius darstellt. Ist der Faltenglätter unzureichend positioniert, entstehen Falten vor der Übergangsebene. Diese Zone der Faltenentstehung wurde als primäre Faltenbildung definiert. Entstehen die Falten erst nach der Übergangsebene, so handelt es sich um sekundäre Faltenbildung. Ziele des Forschungsvorhabens waren, die wesentlichen Parameter für die Funktionsweise des Faltenglätters zu ermitteln und die leicht zu verschleißende Kontur möglichst zu vereinfachen. Hierzu wurden umfangreiche FE-Simulationen und praktische Versuche durchgeführt. In einer praktischen Untersuchung an der Biegemaschine des Lehrstuhls zur Genauigkeit der Einrichtung ohne Messtechnik wurde festgestellt, dass bei der ersten Positionierung des Faltenglätters ohne Probebiegungen Toleranzen von bis zu 0,7 mm in Querrichtung und bis zu 4,4 mm in Längsrichtung vorlagen. Um die Auswirkung dieser Ungenauigkeiten zu untersuchen, wurden umfangreiche FE-Simulationen mit unterschiedlichen Quer- und Längsabständen sowie Anstellwinkeln untersucht. Anschließend wurden die berechneten geometrischen Abweichungen mit einem im Forschungsprojekt entwickelten Bewertungsfaktor erfasst...