07 Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik
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Item Open Access Technologie beim Bohren kleinster Durchmesser(1992) Heisel, UweDie sichere Prozeßbeherrschung beim Einlippenbohren mit Durchmessern kleiner 2 mm ist Voraussetzung für eine wirtschaftliche Anwendung des Verfahrens. Die genaue Kenntnis der Prozeßkenngrößen und deren Abhängigkeiten erlauben eine gezielte Prozeßüberwachung. Es wurde bisher das Durchflußverhalten in Abhängigkeit von Durchmesser, Druck, Temperatur und Geometrie der Kühlschmiermittelkanäle untersucht. Das Ergebnis zeigt einen geringen Viskositätseinfluß, aber eine hohe Querschnittsflächenabhängigkeit des Durchflusses. Weiter wurde an einem Beispiel ein Optimum für die Schnittparameter Schnittgeschwindigkeit und Vorschub unter Berücksichtigung der Spanbildung ermittelt, wodurch der Standweg der Werkzeuge um ca. 400% erhöht werden konnte. Berechnungen der Belastungszustände in den Querschnitten der Bohrerköpfe und -schäfte liefern Anhaltspunkte für eine Optimierung der Bohrergestaltung sowie für Grenzbedingungen, die einen Bruch aussschließen.Item Open Access Towards a universal manufacturing node: requirements for a versatile, laser-based machine tool for highly adaptable manufacturing(2022) Jarwitz, Michael; Traunecker, David; Arnim, Christian von; Müller, Niklas; Kramer, SteffenThe current trend in the context of Industry 4.0 towards small batch sizes and increasing product variety results in ever-changing requirements for both, the products and the production. This requires highly versatile, fully and easily adaptable, and efficient manufacturing environments that can meet these demands, ideally already on the level of the machine tool. Because of its versatility, the laser is a promising tool for such a machine tool, but there is still a considerable need for research in the field of system technology. We consider the requirements for a versatile, laser-based machine tool for highly adaptable manufacturing, that utilizes the combination of laser-based manufacturing processes on one machine. The focus of the considerations lies on remote processes and the processing of metals. Five key research topics for the development of such a universal laser manufacturing node are identified: highly dynamic and precise kinematics (1); ‘on-the-fly’ reconfigurable, distributed control architectures (2); adaptable process diagnostics for online quality monitoring (3); technological interactions in laser-based process chains (4); and models for a fast estimation of the process parameters for each production step (5). The relevance and current needs for research for each topic are discussed and corresponding solution concepts are proposed.Item Open Access Schwingungs- und Geräuschoptimierung von Hydropumpen durch Analyse des Schwingungsverhaltens von ihren Gehäusen(1994) Fiebig, Wieslaw; Heisel, UweDie Geräuschoptimierung an hydrostatischen Pumpen wird meist in der Weise durchgeführt, indem man versucht, die Erregung der Pumpe durch optimierte Druckwechselvorgänge in den Umsteuerbereichen soweit wie möglich zu reduzieren. In vielen Fällen führt diese Maßnahme nicht zu befriedigenden Ergebnissen, weil oft Kriterien für die Optimierung der Druckwechselvorgänge fehlen. Eine weitere Reduzierung der Geräuschemission kann dann erreicht werden, wenn die Pumpe selbst in ihrem dynamischen Verhalten optimiert wird. Dazu führt man eine Analyse des Schwingungs- und Übertragungsverhaltens der Pumpe durch, wobei die Anregung, die Übertragung von Schwingungsenergie vom Triebwerk über die Lagerstellen auf das Gehäuse im Zusammenhang betrachtet werden müssen, um schließlich die tatsächlichen Resonanzbereiche festzustellen. Die für den Lärm verantwortlichen Resonanzen der Schwingungen an der Gehäuseoberfläche können dann durch gezielte Änderungen der Gehäusekonstruktion vermieden werden.Im vorliegenden Beitrag wird die Vorgehensweise bei der Analyse des Schwingungs- und Übertragungsverhaltens am· Beispiel einer Außenzahnradpumpe dargestellt. Dabei wird der Schwerpunkt der Ausführungen auf die Probleme gelegt, die bei der Analyse berücksichtigt werden müssen.Item Open Access Marktakzeptanz bei der Fertigungsflexibilisierung(1988) Heisel, UweFür die Marktakzeptanz flexibler Fertigungssysteme ist es von Bedeutung, die Zielsetzungen der Anwender und die Anforderungen an die Flexibilität zu kennen. Der Autor beschreibt die Entwicklung und Trends sowie die Vorteile, die sich mit standardisierten Systemen ergeben. Mit den Merkmalen flexibler Fertigungssysteme - technisch wie wirtschaftlich - soll deutlich gemacht werden, welche technischen und organisatorischen Voraussetzungen im Betrieb geschaffen werden müssen und welche Risikofaktoren es gibt. Mit dem Konzept der stufenweisen Realisierung und Integration in den Betrieb durch Standardisierung lassen sich die Risiken mindern.Item Open Access Spanende Bearbeitungsverfahren mit neuem Potential(1991) Heisel, UweDie Ziele in der Fertigungstechnik richten sich auf die Reduzierung und Minimierung von Zeit- und Kostenfaktoren sowie auf die Verbesserung der Qualität und Produktivität. Jede diesen Zielen dienende Maßnahme stellt die Nutzung eines Potentials dar. Die Vielfalt der möglichen Maßnahmen, die die Werkzeug- und Betriebsmittelentwicklung, die Verfahrens- und die Maschinenentwicklung betreffen, läßt sich in ein Schema ordnen, das vorgestellt und anhand von Beispielen neuester Entwicklungen erläutert wurde.Neue Anwendungen bekannter Verfahren bei Sonderwerkstoffen, dünnwandigen Werkstücken, extremen Bohrungen, komplexen Geometrien, hohen Genauigkeiten - Kombination bekannter Verfahren zu einem neuen Verfahren bei aufgeweiteten Innenkonturen, mehrachsiger Bearbeitung und hohen Zerspanungsraten - Perspektiven für Substitutionen - Bearbeitungsbeispiele.Item Open Access Wege und Lösungen zur Konstruktionsoptimierung von Maschinen für die Holzbearbeitung(1994) Heisel, UweEine wirtschaftliche Produktion in der Holzbearbeitungsindustrie kann nur durch Neuentwicklungen von Verfahren und Maschinen erreicht werden, die den Belangen und Anforderungen der Anwender für eine konkurrenzfähige Fertigung gerecht werden. Für die Konstruktion, Entwicklung und Optimierung von Holzbearbeitungsmaschinen zählen Modal- und Betriebsschwingungsanalysen neben FEM-Berechnungen zu den gängigen Strukturanalyseverfahren. Durch neue Maschinenkonzepte lassen sich hier die Vorteile von Leichtbaustrukturen sowie durch den Einsatz von Antriebskonzepten mit großer Dynamik als entscheidenden Vorteil für die Holzbearbeitungsindustrie nützen. Nur mit neuen Maschinenkonzepten wird auf lange Zukunft ein Wettbewerbsvorteil zu erzielen sein. Die vorgestellten Maßnahmen zur umweltgerechteren Produktion erweisen sich mit Schwerpunkt auf Energieeinsparungsmaßnahmen in der Holzbearbeitungsindustrie als zukunftsweisendes Konzept.Item Open Access Beitrag zum dynamischen Verhalten von druckgeregelten Flügelzellenpumpen(1992) Fiebig, Wieslaw; Heisel, UweDer vorliegende Beitrag beschreibt die Ergebnisse aus Untersuchungen zu Druckwechselvorgängen und Flügelbewegungen an einer Flügelzellenpumpe. Aus den durchgeführten Untersuchungen folgt, daß die Druckwechselvorgänge mit dem Flügelverhalten eng verbunden sind. Es ist festzustellen, daß das unerwünschte Flügelabheben auf hydraulische Vorgänge und Kräfte zurückzuführen ist. Bei einer zu großen Vorkompression erfolgt das Flügelabheben am Ende des Umsteuerbereichs zwischen Saug- und Druckseite. Über das Ausmaß des Abhebens im Saugbereich entscheiden die Strömungskräfte am Flügelkopf sowie die Reibungskräfte im RotorschIitz und die Dämpfungskräfte im Raum unter dem Flügel. Der Vergleich der Simulationsergebnisse mit experimentellen Untersuchungen zu den Flügelbewegungen läßt, trotz vieler vereinfachender Annahmen, die bei der Erstellung des Schwingungsmodells für einen Flügel gemacht wurden, eine relativ gute Übereinstimmung erkennen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können Maßnahmen abgeleitet werden, die das Abheben der Flügel vom Hubring vermindern sollen. Diese Maßnahmen werden so aufbereitet, daß sie bei der Entwicklung neuer Pumpen gezielt genutzt werden können. Dadurch ist eine Verbesserung des Wirkungsgrads und eine Verminderung der Geräuschabstrahlung von druckgeregelten Flügelzellenpumpen zu erzielen.Item Open Access Modellierung und Berechnung der Eigenschaften von Gleitführungen mit der Finite Elemente Methode(1990) Heisel, Uwe; Chlebus, EdwardBei der Berechnung von Maschinenkomponenten mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode stellt die Modellierung der Kontaktstellen zwischen den einzelnen Maschinenteilen ein Problem dar. Durch die Nichtlinearitäten der Fügestellen konnten bisher bei der Berechnung von Flach-Gleitführungen keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie die nichtlineare Charakteristik der Kontaktzonen mit Hilfe von Stabelementen modelliert werden kann. Durch Iteration wird die tatsächliche Form und Größe der Kontaktfläche ermittelt und daraus die auftretenden Flächenpressungen und Verformungen bestimmt.