Innenhochdruckabschneiden von innenhochdruckumgeformten Hohlprofilen mit Rechteckquerschnitt

Der vorliegende Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben "Innenhochdruckabschneiden von innenhochdruckumgeformten Hohlprofilen mit Rechteckquerschnitt" behandelt das Trennen von umgeformten Hohlprofilen mit rechteckigem Querschnitt durch die Wirkung von Innenhochdruck entlang einer geschlossenen Schnittlinie nach dem Prinzip "Schneiden mit Schneidring und Schneidnut".

Gegenstand der Untersuchungen sind dabei die folgenden Verfahrensvarianten:

Innenhochdruckabschneiden von Rohren mit Quadratquerschnitt,
Innenhochdruckabschneiden von Rohren mit Rechteckquerschnitt,
Modifikation der Schneidnutgeometrie zur Erweiterung der Verfahrensgrenzen

Im Stand der Technik erfolgt die systematische Einordnung des Verfahrens und der Schneidvorgang wird analysiert. Es werden die Arbeiten zum Innenhochdruckabschneiden von Hohlprofilen mit kreisförmigem Querschnitt und erste Arbeiten zum Abschneiden von Hohlprofilen mit vom Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitten beschrieben.

Für das Innenhochdruckabschneiden von Rohren mit Quadratquerschnitt werden zunächst grundlegende Untersuchungsergebnisse zur Werkzeuggestaltung, vor allem hinsichtlich der Machbarkeit des Trennvorganges dargestellt. Variiert werden die Schneidnutgeometrien und die Eckradien der Profilquerschnitte. Auf dieser Basis werden für Rohre aus Bau- und Edelstählen sowie Aluminiumlegierungen in den Wanddicken von 1 bis 2 mm umfangreiche Untersuchungen zum Schneidvorgang und zur Schnittkantenqualität ausführlich beschrieben und deren Ergebnisse diskutiert.

Für das Innenhochdruckabschneiden von Rohren mit Rechteckquerschnitt wird die Übertragbarkeit bei steigender Inhomogenität der Schneidbedingungen nachgewiesen. Die Auswahl an Rohrwerkstoffen entspricht der des Innenhochdruckabschneiden von Rohren mit Quadratquerschnitt.

Zur Erweiterung der Verfahrensgrenzen werden verschiedene Modifikationen der Schneidnut- und Schneidringgeometrie diskutiert und bewertet. Es wird eine Variante mit einer zusätzlichen Stützkante in der Schneidnut analytisch und experimentell untersucht. Es kann nachgewiesen werden, dass mit diesem Ansatz die Verfahrensgrenzen erweitert werden können.

Mit den dargestellten Ergebnissen der systematischen Untersuchungen zum Innenhochdruckabschneiden von Rohren mit Quadrat- und Rechteckquerschnitt wird eine Basis für die Anwendung dieser effektiven Fertigungsalternative in der industriellen Praxis geschaffen.