Einsatz von Profilschienenführungen (PSF) als Stößelführung an Pressen

Mit dem Projekt sollte neben anderen Punkten untersucht werden, ob mit Hilfe von Profilschienenführungen (PSF) als Stößelführung an Pressen Genauigkeitserhöhungen möglich sind. Zu diesem Zweck wurden Simulationsmodelle zur Beschreibung zweier Referenzpressen entwickelt, welche anhand von Messungen an den realen Maschinen abgeglichen wurden.

Die auf Basis dieser Simulationsmodelle ermittelten Verläufe von Stößelversätzen und -kippungen wiesen im Vergleich zu anderen Führungstypen im Wesentlichen geringere Höhen auf, was aufgrund der Spielfreiheit sowie der Aufnahmemöglichkeit von Zug- und Druckbelastungen bei PSF plausibel ist. Weiterhin konnte mit den Arbeiten des vorliegenden Projektes ein Verfahren zur Auslegung von PSF bei Belastung mit stoßartigen und mit Zwangskräften entwickelt werden. Es basiert auf den Resultaten von experimentellen Lebensdaueruntersuchungen mit den entsprechenden Belastungen und ist mit den nötigen Formeln für den Einsatz in Konstruktion und Entwicklung aufbereitet und in seinen Grundlagen erläutert.

Ferner wurden auch Möglichkeiten untersucht, die Eigenschaften von PSF zu verbessern. Anhaltspunkte dazu lieferten die Lebensdaueruntersuchungen, bei denen Schadensbilder auftraten, die bei PSF mit Rollenwälzkörpern auf inhomogene Belastungen im Wälzkontakt hindeuteten. Mit Hilfe von FEM-Analysen an entsprechenden PSF wurde nachgewiesen, dass solche inhomogenen Belastungen in relevanter Höhe auftreten. In anschließenden Arbeiten erfolgte die Erarbeitung eines konstruktiven Vorschlags zur Minderung dieses Effektes sowie der rechnerische Nachweis einer günstigen Beeinflussung der Lebensdauer von PSF mit Rollen durch die vorgeschlagene Maßnahme.

Im direkten Umfeld der Führung wurde untersucht, welche sinnvollen konstruktiven Möglichkeiten zur Befestigung von Schiene und Wagen bestehen. Besonderer Wert wurde dabei auf Möglichkeiten zur Minderung von Zwangskräften aufgrund geometrischer Fehler entlang des Hubes sowie die Justier- und Montierbarkeit der PSF gelegt. Es konnte gezeigt werden, dass in Umformmaschinen mit Profilschienenführungen Verbesserungen bei den Genauigkeitskennwerten im Vergleich zu anderen Führungstypen erreicht werden können und dass PSF in der Lage sind, die geforderten Lebensdauern bei entsprechender Dimensionierung zu erreichen.

Mit dem im Rahmen des Projektes entwickelten Verfahren wird dem Pressenhersteller die Grundlage für die notwendige Auslegung der PSF bei Berücksichtigung der relevanten Einflüsse gegeben. Damit wird dieser in die Lage versetzt, die Genauigkeitsvorteile von Profilschienenführungen zu nutzen und sich somit im Wettbewerb günstige Voraussetzungen für den Erfolg seiner Produkte zu schaffen.