Patente
|
22. Patent Information und Drehrichtung
Teil 7
22.1Patent Informations Erklärung
Auszug aus der PATENTANMELDUNG
Dank dem Vielrichtungs Vibrieren, System WIAP® MEMV® genannt, kann viel besser ab einem Aufspannpunkt eine Vielzahl von Zonen an einem Bauteil mit unterschiedlichen Anreger Stärken erreicht werden. So wird z.B Richtung D1 - D4 Anreger Vertikaler Richtung die Richtung D5 – D8 angeregt. Zusätzlich kann eine Vielzahl an Zonen noch mit anderen Richtungen angeregt werden. Die Aussage, dass bei den ersten Latsspielen am meinsten Spannungen abgebaut werden, kann mit dem Vielrichtungs Vibrieren viel besser erreicht werden, weil ja so diese Lastspiele je nach Richtung an anderen Zonen ankommen. Dank den unterschiedlichen Frequenzen der jeweiligen Richtungen wird auch ein Auslenksystem mit grosser und kleiner Auslenkung ermöglicht, was wiederum heisst, diese Zonen Anregungen werden durch die Unterschiede mehr bearbeitet als mit dem herkömmlichen Einrichtungs Vibrieren.
22.2 Vibrationsentspannen von Werkstücken Patent 2 2014
13-a Da Spannungen vor allem in den Übergangszonen zwischen der Starren und der Flüssigen Zonen im Abkühlprozess sich in alle Richtungen bewegen, haben wir den 3D V Motor entwickelt. Er verschiebt das Verzugsverhalten in allen 3 Achsen und ist daher das idealste Gerät, um während dem Schweissen Spannungen zu neutralisieren
13-b Durch das vorliegende Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zur Vibrationsentspannung von Werkstücken werden mindestens Spannungen in der Nähe einer zyklischen 0,1 Dehngrenze erreicht, um sowohl die makroskopischen als auch die mikroskopischen Eigenspannungen im Werkstück abzubauen, das heisst, auch die Spannungen zweiter und dritter Art. Dadurch wird die Vibrationsentspannung zu einem sicheren und verlässlichen Verfahren. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben. Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Vibrationsentspannung; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie A - A in Fig. 1; Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Vibrationsentspannung. Die Fig. 1 und 2 dienen insbesondere auch dem besseren Verständnis des Verfahrensablaufs. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel geht es um die Vibrationsentspannung eines Werkstücks 1, wobei der Einfachheit halber ein plattenartiges Werkstück dargestellt ist. In der Praxis wird es sich häufiger um komplexere, verschweisste Werkstücke handeln, die teilweise auch runde Querschnitte haben können. Am Werkstück 1 ist eine, ebenfalls schematisch angedeutete Vorrichtung zur Vibrationsentspannung kraftschlüssig aber lösbar angesetzt. Beispielsweise kann dies durch Klemmen oder mittels Schraubzwingen erfolgen. Das Werkstück muss hingegen so gelagert sein, dass Vibrationen möglich sind und nicht etwa durch eine Halterung oder einen Werktisch behindert werden. Bekannt sind zum Beispiel Gummilager verschiedenster Art und Form. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 weist die Vorrichtung zur Vibrationsentspannung 2 zwei Vibratoren 3 und 4 auf, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Diese Vibratoren können einander identisch aufgebaut sein und auf technisch an sich bekannte Weise jeweils einen Antrieb 5 und 6 aufweisen, dem je ein Exzenter 7 und 8 zugeordnet ist. Von letzterem ist nur das Gehäuse angedeutet. Im Prinzip kann an der Achse der Antriebe 5 und 6 mindestens je eine Exzenterscheibe angeordnet sein, wodurch sich jeweils durch Umwandlung der Antriebsrotation in eine Translation eine jeweils zweidimensionale Rüttel- oder Vibrationsbewegung ergibt, sei es in den X/Y- oder in den X/Z-Achsen. Bei den Antrieben 5 und 6 handelt es sich im bevorzugten Beispiel um Elektromotoren mit veränderlicher Geschwindigkeit, was technisch am meisten Sinn macht. Theoretisch sind aber auch andere Rotationsmotoren oder andere Antriebsarten denkbar. Der Vorrichtung zur Vibrationsentspannung 2 ist eine Steuerung 9 zugeordnet, die der Einstellung und Überwachung der jeweiligen Vibration dient. Im Wesentlichen geht es dabei um das Ein- und Ausschalten, beziehungsweise um die Einstellung der die Drehzahl bestimmenden Energiezufuhr und somit der Frequenz der Vibration und allenfalls auch der Amplitude. Die Drehzahl eines Elektromotors lässt sich bekanntlich durch Änderung der Energiezufuhr, beispielsweise mittels eines veränderlichen Transformators bestimmen. Über die Exzenter 7 und 8 ergibt sich daraus eine Veränderung der sich auf das Werkstück 1 auswirkenden Vibrationsfrequenz. Zur Überwachung und Steuerung der Vibration kann ferner mindestens ein Sensor vorhanden sein. Im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel sind es zwei Sensoren 10 und 11. Das können beispielsweise Beschleunigungsmesser sein. Für das Verfahren zur Vibrationsentspannung ist kennzeichnend, dass nicht nur einfach mittels eines Vibrators 5 in den X/Y-Achsen gearbeitet wird, sondern das Werkstück 1 in drei Achsen X, Y und Z vibriert wird. Diese stehen derart im Winkel zueinander, dass das Werkstück 1 nicht nur in Bezug auf eine Ebene vibriert wird, sondern dreidimensional. Bei praktischen Ermittlungstests, wobei am Werkstück zwanzig Messpunkte, beziehungsweise Sensoren angebracht wurden, hat sich bei diesem Verfahren überraschenderweise gezeigt, dass dadurch im Werkstück 1 alle Spannungszonen und Knotenpunkte erreicht und wirksam entspannt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Y-Achse in der Waagerechten rechtwinklig zur X-Achse, während die Z-Achse in der Senkrechten rechtwinklig zur X-Achse liegt, so wie dies bei Arbeitsmaschinen zur Achsbezeichnung üblich ist. Nicht zwingend ist aber, dass zeitgleich in allen drei Achsen X, Y und Z vibriert wird. Vielmehr kann in den X/Y Achsen einerseits und in den X/Z-Achsen andererseits, auch zeitlich getrennt vibriert werden. Dieser Wechsel kann entweder durch manuelles Eingreifen oder auch über einen Programmablauf der Steuerung 9 erfolgen. Möglich sind verschiedene Verfahrensabläufe. In einer ersten Variante kann in einem ersten Verfahrensschritt in den Achsen X und Y vibriert werden. Anschliessend in einem zweiten Verfahrensschritt in den Achsen X und Z. Umgekehrt, das heisst, zuerst X/Z und danach X/Y geht natürlich auch. In einer zweiten Variante kann, nach den ersten beiden Verfahrensschritten gemäss der ersten Variante, in einem dritten Verfahrensschritt zeitgleich in allen drei Achsen X, Y und Z vibriert werden. Selbstverständlich kann auch hier die Reihenfolge geändert werden und der dritte Verfahrensschritt zum Beispiel als erster oder zwischen den beiden anderen Verfahrensschritten zur Anwendung kommen. Die dritte Variante wäre, in einem einzigen Verfahrensschritt in allen drei Achsen X, Y und Z zu vibrieren. Es versteht sich von selbst, dass die vorgenannten Varianten beliebig, auch wechselweise miteinander kombinier- und wiederholbar sind, so dass sich insgesamt mehr als nur zwei oder drei Verfahrensschritte beliebiger zeitlicher Reihenfolge ergeben. Bei allen vorstellbaren Varianten können weitere Variablen hinsichtlich der Drehzahl des oder der Antriebe 5 und 6, beziehungsweise der Frequenz der Vibration hinzukommen. Ebenso kann die Beschleunigung eine Variable sein. Möglich sind auch unterschiedliche Amplituden der Vibration oder Veränderungen derselben. Schliesslich sei noch die Vibrationszeit erwähnt. Alle denkbaren Variablen können sich insgesamt auf alle Achsen X, Y und Z auswirken oder auch gezielt auf einzelne Achsenpaarungen X/Y oder X/Z. Ebenso sind zeitliche Staffelungen oder ein Variieren der Parameter während der jeweiligen Vibration möglich. Als zwei von vielen denkbaren Beispielen, wie die Vibration konkret aussehen könnte, seien einige Variablen, beziehungsweise Parameter genannt: a) Die Antriebe 5 und 6 rotieren mit einer Drehzahl von 2800 U/min, bei einer Beschleunigung von 0,15 - 0,30 m/s² beim ersten Antrieb 5 und einer Beschleunigung von 0,30 - 0,55 m/s² beim zweiten Antrieb 6 sowie einer Amplitude von 0.94 mm für den ersten Exzenter 7 und 1,75 mm für den zweiten Exzenter 8. b) Die Antriebe 5 und 6 rotieren mit einer Drehzahl von 3500 U/min, bei einer Beschleunigung von 0,30 - 0,70 m/s² beim ersten Antrieb 5 und einer Beschleunigung von 0,70 - 1,20 m/s² beim zweiten Antrieb 6 sowie einer Amplitude von 0.94 mm für den ersten Exzenter 7 und 1,30 mm für den zweiten Exzenter 8. Die Drehzahlen können auch tiefer oder höher sein, beispielsweise 4200 U/min. Sinnvoll kann die zeitliche Trennung oder Staffelung der Laufzeit der beiden Antriebe 5 und 6 sein, da sich die Exzenter 7 und 8 zumindest in der gemeinsamen Achse X hinsichtlich der Wirkung eventuell gegenseitig beeinflussen können. Aus Fig. 3 geht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Vibrationsentspannung hervor, wobei nur ein Vibrator 3 vorhanden ist. Dieser weist einen Antrieb 5, hier ein Elektromotor, sowie zwei Exzenter 7 und 8 auf. Dabei kann es sich auch um Exzenterpaare handeln oder drei und mehr einzelne Exzenter oder aufweisen. Im vorliegenden Fall weisen die Exzenter jeweils mehrere Exzenterscheiben auf. Ein Exzenter 7 oder 8 kann somit auch aus einer mehrteiligen Exzenteranordnung bestehen. Die Exzentrizität ist in der bevorzugten Ausführung stufenlos verstellbar. Das heisst, die Lage der Exzenter oder Exzenterscheiben gegenüber der Antriebsachse ist in diesem Beispiel einstellbar. Damit lässt sich die ins Werkstück einfliessende Energie exakt festlegen. Das Besondere an der Ausführung nach Fig. 3 ist, dass statt zwei nur ein einziger Antrieb 5 die Exzenter 7 und 8 antreibt. Letztere sind rechtwinklig zueinander angeordnet, wobei die Kraft der Antriebsachse des Antriebs 5, beziehungsweise des Elektromotors, durch eine Kraftumlenkeinrichtung 12 von der Achse 13 des ersten Exzenters 7 zur Achse 14 des zweiten Exzenters 8 umgelenkt wird. Bei der Kraftumlenkeinrichtung 12 handelt es sich in dieser Ausführung um ein Kegelradgetriebe mit einem ersten Kegelrad 15 an der ersten Achse 13 und einem zweiten Kegelrad 16 an der zweiten Achse 14, die durch je eine Verzahnung ineinander greifen. Möglich sind aber auch andere Arten der Kraftumlenkung, wobei die Laufrichtung der zweiten Achse 14 unwichtig ist. In jedem Fall genügt ein Antrieb 5 zur Vibrationsentspannung in allen drei Achsen X, Y und Z. Der Vorteil des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 liegt aber nicht nur in der Einsparung eines zweiten Antriebs 6, sondern auch in der kompakten Konstruktion. In der Praxis ist mit sehr unterschiedlichen Werkstücken 1 zu rechnen, die es durch Vibration zu entspannen gilt. Das heisst, die jeweiligen Werkstücke 1 können die verschiedensten Geometrien und Masse aufweisen. Es kann fallweise darum nicht möglich sein, daran eine grössere Vorrichtung zur Vibrationsentspannung oder zwei separate Vibratoren anzubringen. Auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann ein getrennter Lauf der beiden Exzenter 7 und 8 vorgesehen werden. Beispielsweise könnte das durch mechanisches Abkuppeln im Bereich der Kraftumlenkeinrichtung 12 erfolgen. Im vorliegenden Fall durch Trennung der beiden Kegelräder 15 und 16 durch eine lineare Verschiebung 17 in der Achse 13 des ersten Exzenters 7 und/oder durch eine entsprechende Verschiebung 18 in der Achse 14 des zweiten Exzenters 8. Entsprechende Verschiebeeinrichtungen können als technisch bekannt vorausgesetzt werden. Als weitere Ausführung wäre auch eine Kombination der Vibrationsentspannung mit einer Wärmeentspannung möglich. Nach Fig. 2 könnte die Vorrichtung zu diesem Zweck mindestens eine Heizeinrichtung 19 aufweisen. Das kann eine technisch an sich bekannte Wärmeplatte oder Wärmematte sein, wobei im zweiten Fall diese besser unter dem Werkstück 1 anzuordnen wäre. Im Gegensatz zur reinen Wärmeentspannung könnte allenfalls mit geringeren Temperaturen gearbeitet werden. Bereits bei 250° C können Veränderungen der Werkstoffeigenschaften eintreten. Dadurch wäre es zum Beispiel möglich, spezielle Verschleissguss- Werkstücke zu entspannen, die entweder mit der einen oder der anderen Entspannungsmethode alleine nicht bestmöglich bearbeitet werden können. Die Wärmezufuhr kann zeitgleich mit der Vibration oder auch bereits vorher erfolgen. Die Vorrichtung im Einzelnen auch anders als gezeichnet auszubilden, zumal die Fig. 1 und 2 die Grundidee nur schematisch darstellen. Die Vibratoren 3 und 4 oder die Exzenter 7 und 8 müssen nicht unbedingt genauso wie in Fig. 3 gezeichnet ausgeführt werden. Die Wirkverbindung zwischen der Vorrichtung und dem Werkstück 1 kann auf beliebige Art und Weise hergestellt werden. Insbesondere dann, wenn es um in Serie gefertigte Werkstücke geht, wäre auch eine Verbindung mittels entsprechender Ausformungen denkbar, so dass die Vorrichtung und das Werkstück 1 jeweils einfach zusammensteckbar wären. Anstatt der Vorrichtung auf das Werkzeug 1, kann auch umgekehrt das Werkstück 1 auf der Vorrichtung angeordnet werden. Möglich ist auch das gleichzeitige Vibrieren von zwei oder mehr Werkstücken 1 durch eine einzige Vorrichtung. Es ist auch nicht absolut zwingend, dass sich die drei Achsen X, Y und Z exakt im 90° Winkel zueinander befinden. Soweit dennoch eine Dreidimensionalität gegeben ist, sind Abweichungen vom rechten Winkel durchaus möglich, also auch ein spitzer oder ein stumpfer Winkel.
13-C Erklärung Zusammenfassung MEMV 3D Schweiss V Motor
Ein oder mehrere zu entspannende Werkstücke (1) werden zeitgleich oder nacheinander in drei zueinander abgewinkelten Achsen X, Y und Z vibriert. Die Y-Achse liegt in der Waagerechten rechtwinklig zur X-Achse, während die Z-Achse in der Senkrechten rechtwinklig zur X-Achse liegt. Abweichungen vom rechten Winkel, also auch spitze oder stumpfe Winkel sind möglich. Das mindestens eine Werkstück (1) wird jedoch sowohl in der Waagerechten als auch in der Senkrechten vibriert. Dadurch werden mindestens Spannungen in der Nähe einer zyklischen 0,1 Dehngrenze erreicht, um sowohl die makroskopischen als auch die mikroskopischen Eigenspannungen im Werkstück (1) abzubauen. Die Vibrationsentspannung wird zu einem sicheren und verlässlichen Verfahren. Die Vorrichtung weist mindestens einen Antrieb (5, 6) in Form eines Rotationsmotors auf, wobei die Vibration durch mindestens zwei im Winkel zueinander stehende Exzenter (7, 8) auf das mindestens eine Werkstück (1) aufgebracht wird.
( Fig. 1 )
Skizze Schweiss V Motor 3D
Skizze in interner Anleitung
13-E Skizze Schweiss V Motor 3D
22.3MEMV E Methode Achsrichtungswechsel Patent 3 2017
14-a Da beim 2D V Motor bei Kubischen Werkstücken in der Regel die Spannungen immer nur in 2 Achsen abgebaut werden resp. verschoben werden, benötigt es eine Veränderung der Achsrichtung während des Entspannungsprozesses.
14_b Die vorliegende Konstruktion betrifft eine Vorrichtung zur Vibrationsentspannung von Werkstücken. Beim Bearbeiten von Werkstücken aus Metall, beispielsweise beim Schweissen, entstehen im Werkstück Spannungen. Diese unerwünschten Spannungen bleiben im Werkstück zurück. Auch Giessen, Schmieden oder maschinelle Bearbeitungen können bleibende Spannungen hervorrufen. Diese Eigenspannungen verringern die Belastbarkeit des Werkstücks und können sich auch negativ auswirken, wenn das Werkstück einer weiteren, insbesondere Spanabhebenden Bearbeitung unterzogen werden soll. Neben der beeinträchtigten Formstabilität kann auch die spätere Korrosionsbeständigkeit des Werkstücks leiden. Bekannt und verbreitet ist das Entspannen von Werkstücken durch Erwärmen oder Glühen. Das ist aber zeitraubend, energieaufwendig und teuer. Es ist aber auch bezüglich des Werkstücks nicht unproblematisch, denn sowohl das Erwärmen als auch das Abkühlen können leicht dessen dimensionale Stabilität verändern und das Werkstück verziehen. Flammgerichtete Werkstücke weisen lokal einen Spannungszustand auf, der mit der Umgebung im Gleichgewicht steht. Wird dieses Werkstück geglüht, stellt sich durch Deformation ein neuer Spannungszustand ein und das Werkstück ist dann krumm. Eine nachträgliche Bearbeitung wird dann keinen grossen Einfluss auf die Geradlinigkeit haben. Zudem bildet sich während des Glühens Zunder, der in einem weiteren Arbeitsschritt wieder von der Werkstückoberfläche zu entfernen ist. Beispielsweise durch Sandstrahlen, was zu neuen Spannungen im Werkstück führen kann. Bereits vor Jahrzehnten wurde vorgeschlagen, die im Metall durch die Bearbeitung verursachten Eigenspannungen durch Rütteln oder Vibration des Werkstücks wieder abzubauen. Hierzu wird das Werkstück auf einem Schwingungstisch oder mittels einer angesetzten Vibrationsvorrichtung gerüttelt oder in Vibrationen versetzt. Das kann über 5 bis 30 Minuten sein. Bei grösseren und schwereren Werkstücken wurden auch wesentlich längere Vibrationszeiten bekannt, was allerdings aus verschiedenen Gründen zu vermeiden ist. Beim Vibrieren werden die Eigenspannungen über das ganze Werkstück in ein Gleichgewicht gebracht, also nicht nur an der Oberfläche. Das Werkstück kann weiter bearbeitet werden. Der Eigenspannungsabbau ist zu Beginn der Vibration am stärksten, die Wirksamkeit flacht danach aber recht schnell ab. Dieses Verfahren ist häufig mit mehreren Unbekannten verbunden und bedarf einiger Werkstoff und Sachkenntnis oder entsprechender Anleitung. Obwohl es gegenüber dem Wärmeentspannen zahlreiche Vorteile aufweist, nämlich geringer Zeit- und Energieaufwand, Vermeidung des Wärmeverzugs und von Zunderverunreinigungen des Werkstücks, wird der Einsatz des Vibrationsentspannens häufig gescheut. Es gibt drei Arten von Eigenspannungen. Die Eigenspannung erster Art ist makroskopisch und entsteht thermisch dadurch, dass sich der Rand und der Kern eines Werkstücks nach entsprechender Erwärmung unterschiedlich schnell abkühlen. Bei den Eigenspannungen zweiter Art kommt es durch Phasenumwandlungen oder Bildung von Ausscheidungen zu lokalen Gefügeverspannungen. Bei den Eigenspannungen dritter Art sind Versetzungen von einem Spannungsfeld umgeben. Voraussetzung für die vielfach nachgewiesene, erfolgreiche Formstabilisierung durch Vibration ist ein Abbau der makroskopischen Eigenspannungen im Werkstück, das heisst, der Spannungen erster Art. Der Spannungsabbau bedingt ein zumindest lokales Überschreiten der Fliessgrenze, was durch verschiedene Faktoren beeinflusst wird. Genannt seien hohe Eigenspannungen, die von gleichgerichteten Lastspannungen überlagert sind oder lokale Überhöhungen von Last- und Eigenspannungen durch Kerben, Risse oder Fehlstellen. Die Schwierigkeit liegt darin, alle Bereiche eines Werkstücks zuverlässig zu erreichen und durch Vibration zu entspannen. Zuerst wurde versucht, in zwei zueinander im rechten Winkel stehenden Richtungen zu vibrieren. Bei zahlreichen Testversuchen und Messungen hat sich aber herausgestellt, dass die entsprechende Vorrichtung auch nicht optimal ist, beziehungsweise, dass sich das Ergebnis des Vibrationsentspannens durch eine neue, weiterentwickelte und die Vibrationsmöglichkeiten erweiternde Vorrichtung noch deutlich verbessern liesse. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse setzt sich die Konstruktion die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Vibrationsentspannung von Werkstücken zu schaffen, die zu optimalen Ergebnissen des Vibrationsentspannens führt und für metallverarbeitende Betriebe praxistauglich ist. Dank der Konstruktionsgemässen Vorrichtung lassen sich selbst komplexe Werkstücke, beispielsweise mit angeschweissten Stegen, zuverlässig entspannen. Die Konstruktionsgemässe Vorrichtung entspricht den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Konstruktionsgedankens sind aus den abhängigen Patentansprüchen ersichtlich. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Konstruktion anhand der Zeichnung beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Dreheinrichtung der Konstruktionsgemässen Vorrichtung zur Vibrationsentspannung von Werkstücken; Fig. 2 zeigt eine Vibrationseinrichtung derselben Vorrichtung, Fig. 3 zeigt eine auf der Dreheinrichtung nach Fig. 1 angeordnete Vibrationseinrichtung nach Fig. 2;
Skizze in interner Anleitung
Fig. 4 zeigt ein Beispiel des praktischen Einsatzes der Konstruktionsgemässen Vorrichtung nach Fig. 3.
Skizze in interner Anleitung
Die Vorrichtung zur Vibrationsentspannung von Werkstücken weist eine Dreheinrichtung 1 nach Fig. 1 auf. Das heisst, eine Einrichtung, mit einem drehbaren Element 2 das auf einem feststehenden Bauteil 3 angeordnet ist, beispielsweise in Form einer Grundplatte. Das drehbare Element 2 kann, wie im vorliegenden Beispiel, als Drehscheibe ausgebildet sein, da die kreisrunde Form am sinnvollsten, aber nicht zwingend ist. Beim praktischen Einsatz wird diese Dreheinrichtung 1 meistens horizontal angeordnet. Das drehbare Element 2 könnte jeweils manuell in eine gewünschte Drehposition 4 gedreht werden. Sinnvoller ist es aber, hierfür einen motorischen Drehantrieb 5 vorzusehen, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel. Hierzu ist gemäss Fig. 1 ein Drehantrieb 5 mit einem Elektromotor vorgesehen, der über ein Getriebe 6 und Antriebsrad 7 mit dem drehbaren Element 2 in Wirkverbindung steht. Letzteres kann dadurch erfolgen, dass das Antriebsrad 7 ein Zahnrad ist und am Umfang des drehbaren Elements 2 ein Zahnkranz 8 vorhanden ist oder dieses drehbare Element seinerseits drehfest mit einem eigenen, zweiten Zahnrad oder Zahnkranz verbunden ist. Denkbar wären natürlich auch andere Wirkverbindungen, bis hin zu einem technisch bekannten Antriebsriemen. Um das drehbare Element 2 sicher in der jeweils gewollten Rotationsposition festzustellen, kann zusätzlich eine Arretierung oder eine Bremse vorhanden sein. Es sind hierzu technisch verschiedene, geeignete Feststelleinrichtungen bekannt. Beispielsweise kann mindestens eine durch einen Kolben betätigte Feststelleinrichtung von unten an das drehbare Element 2 gedrückt werden, so dass dieses sich nicht mehr bewegen kann. Wichtig ist nur, dass die Feststelleinrichtung rasch und zuverlässig greift und ebenso rasch und einfach wieder gelöst werden kann, wenn das drehbare Element 2 in eine andere Drehposition 4 gebracht werden soll. Das Feststellen und das Lösen sollten vorzugsweise ebenfalls motorisch und gesteuert erfolgen können. Die Arretierung oder Bremse ist aber ganz besonders dann wichtig, wenn das drehbare Element 2 in einfachster Ausführung manuell gedreht wird. Die Vibrationseinrichtung 9 nach Fig. 2 weist mindestens einen Exzenter 10 mit mindestens einem Vibrations-Antrieb 11 auf, zum Beispiel einem Elektromotor. Dieser Elektromotor ist an sich handelsüblich, die Vibration entsteht durch die durch den rotierenden Exzenter 10 verursache Unwucht. Der Exzenter 10 ist im Prinzip eine auf der Wellenachse 12 des Elektromotors angebrachte Steuerungsscheibe, deren Gewichtsmittelpunkt ausserhalb dieser Wellenachse 12 liegt. Der Vibrations-Antrieb 11 ist an einer Halterung 13 angeordnet, die im vorliegenden Fall auf einer Platte 14 steht. Diese ist wiederum auf dem drehbaren Element 2 der Dreheinrichtung 1 angeordnet, so dass die Vibrationseinrichtung 9 durch die Dreheinrichtung 1 in eine gewünschte Drehposition 4 gebracht werden kann. In der dargestellten Ausführung liegt die Wellenachse 12 des Vibrations- Antriebs 11 waagerecht, im Gegensatz zur senkrecht stehenden Drehachse des drehbaren Elements 2. Die Begriffe Waagerecht und Senkrecht sind letztlich abhängig von der Montageposition der Vorrichtung zur Vibrationsentspannung am jeweiligen Werkstück. Die Drehachse des drehbaren Elements 2 muss aber in jedem Fall dessen Ausrichtung gegenüber dem Werkstück verändern können. Zudem steht bei dieser Ausführung die Wellenachse 12 im rechten Winkel zur besagten Drehachse. Bevor näher auf die Wirkungsweise der Konstruktionsgemässen Vorrichtung zur Vibrationsentspannung von Werkstücken eingegangen wird, soll noch eine Weiterentwicklung des Konstruktionsgedankens erläutert werden. In der Darstellung nach Fig. 2 sind nicht nur ein erster Vibrations-Antrieb 11, sondern deren zwei 11 und 15 vorhanden. Sowohl der erste 11, wie auch der zweite Vibrations-Antrieb 15 liegen in derselben Achse, die der Wellenachse 12 entspricht. Auch der zweite Vibrations-Antrieb 15 ist mit einem Exzenter 16 versehen. Die beiden Vibrations-Antriebe 11 und 15 sind in bevorzugter Ausführung so betrieben, dass sie gleichläufig und synchron laufen. Eine hiervon abweichende Betriebsweise bleibt aber ausdrücklich vorbehalten. Die Stellung der beiden Exzenter 10 und 16 zueinander ist jedoch verstellbar. Das ermöglicht eine Verstellung der Kraft und Art der Vibration, was im Folgenden noch erläutert wird. Durch die Anordnung der Vibrationseinrichtung 9 auf der Dreheinrichtung 1 lässt sich deren Drehposition 4 und somit die Richtung der Vibration, sprich die Vibrationsachse verstellen. Die diese beiden Einrichtungen 1 und 9 aufweisende Vorrichtung zur Vibrationsentspannung wird mittels mindestens einer entsprechenden Befestigungseinrichtung 17 lösbar an einem zu entspannenden Werkstück 18 befestigt, wie aus Fig. 4 ersichtlich. Das Werkstück 18 sollte wiederum auf mindestens einem gummielastischen Element 19 gelagert sein, um die Vibration zu ermöglichen. Die mindestens eine Befestigungseinrichtung 17 kann eine bekannte Schraubzwinge sein. Es sind aber auch ähnliche Einrichtungen mit von Schrauben und Muttern gehaltenen Stegen oder Flanschen verwendbar, ebenso wie Spannbriden oder dergleichen mehr. Wesentlich ist nur, dass die Konstruktionsgemässe Vorrichtung zur Vibrationsentspannung so fest gehalten wird, dass sie sich durch die von ihr selbst verursachten, starken Vibrationen weder unbeabsichtigt lösen noch ihre Position verändern kann. Aus Fig. 4 ist erkennbar, dass es sich beim zu entspannenden Werkstück 18 auch um ein komplexes Bauteil mit einer Mehrzahl von Stegen und Schweissnähten handeln kann. Die Stege und Schweissnähte eines solchen Bauteils, beziehungsweise Werkstücks 18, sind in der Praxis auch nicht immer zwingend im rechten Winkel zueinander angeordnet. Die Konstruktionsgemässe Vorrichtung zur Vibrationsentspannung, welche in bevorzugter Ausführung eine Steuerung aufweist, mit der sich sämtliche Funktionen steuern und überwachen lassen, kann in Betrieb gesetzt werden, sobald sie sicher am Werkstück 18 befestigt ist. Unabhängig von der Montagerichtung des feststehenden Bauteils 3 der Dreheinrichtung 1 ist die Drehposition 4 und somit die Vibrationsachse der Vibrationseinrichtung 9 verstellbar. Also die Richtung, in die jeweils primär vibriert wird, wobei ein geringeres Ausstrahlen der Vibration links und rechts dieser gewollten Vibrationsachse naturgemäss nicht völlig ausschliessbar ist. Die Vibrationsachse kann nacheinander in verschiedene Drehpositionen 4 gebracht werden. Beispielsweise entsprechend der Ausrichtung der Stege und Schweissnähte des Werkstücks 18. Die Eigenspannungen des Werkstücks 18 können sich jedoch in verschiedenste Richtungen erstrecken, die sich nicht nur auf die äusserlich sichtbare Geometrie dieses Werkstücks 18 beschränken. Vermutete, vorzugsweise aber gemessene Spannungsachsen, werden nacheinander vibriert und entspannt. Die dargestellte Ausführung mit zwei Vibrations-Antrieben 11 und 15 ermöglicht, über die Verstellung der Drehposition 4 hinaus, weitere Einstellungsvarianten. Wenn beispielsweise der zweite Exzenter 16 des zweiten Vibrations-Antriebs 15 gegenüber dem ersten Exzenter 10 des ersten Vibrations-Antriebs 11 um 180° verdreht angeordnet ist, heben sich die beiden auf symmetrischen Gegenpositionen stehenden Exzenter gegenseitig auf und es wird keine Unwucht geben. Zumindest keine, die für die Entspannung erforderliche Vibrationen erzeugt. Liegen hingegen beide Exzenter 10 und 16 gleich auf 0°, dann wird sich die Vibrationskraft der Unwucht gegenüber derjenigen eines einzelnen Exzenters verdoppeln. Die erhöhte Vibrationskraft hat natürlich auch Einfluss auf die benötigte Vibrationszeit. Nun liegt es auf der Hand, dass zwischen diesen beiden Endpositionen, die diese beiden Exzenter 10 und 16 zueinander einnehmen können, etliche Zwischenpositionen möglich sind. Das bedeutet einerseits, dass sich die Vibrationskraft, ausser der ebenfalls möglichen Veränderung der Rotationsgeschwindigkeit der Exzenter 10 und 16, durch Verstellung der Unwucht verändern lässt. Andererseits hat aber die jeweilige Drehstellung der beiden Exzenter 10 und 16 zueinander auch einen Einfluss auf den Vibrationsrhythmus. Es kann eine synkopierte Vibration erzeugt werden, mit kurz getaktet aufeinanderfolgenden Vibrationsschlägen. Auch dadurch lässt sich das Ergebnis der Vibrationsentspannung verbessern, da beispielsweise Ecken und Nischen des Werkstücks 18 besser erreicht werden, als dies bei einer üblichen, gleichförmigen Vibration der Fall wäre. Das Verstellen der Exzenter 10 und 16 in eine neue Drehstellung zueinander könnte durch den jeweiligen Vibrations-Antrieb 11 und/oder 15 erfolgen. Letztlich geht es ja darum, den einen der beiden Exzenter langsam gegenüber dem anderen in eine unterschiedliche Drehstellung zu bewegen. Danach können beide Exzenter 10 und 16 gemeinsam zwecks Erzeugens der gewünschten Vibration rasch in der Wellenachse 12 rotiert werden. Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Konstruktion nach Patentanspruch 1, die Vorrichtung zur Vibrationsentspannung von Werkstücken auch anders als gezeichnet auszubilden. Theoretisch, wenn auch weniger vorteilhaft, wäre eine andere Anordnung der Exzenter 10 und/oder 16 denkbar, beispielsweise mit vertikaler Wellenachse 12, entsprechend der Drehachse des drehbaren Elementes 2. Weiter könnten die beiden Exzenter 10 und 16 von einem einzigen Vibrationsantrieb 11 antreibbar sein. Die beiden Exzenter 10 und 16 müssten dennoch gegenüber der gemeinsamen Wellenachse 12 separat voneinander verstellbar sein, wenn der Vorteil von deren Positionsveränderung zueinander gegeben sein soll. Mehr als zwei Exzenter 10 und 16 sind ebenfalls nicht völlig ausgeschlossen. Bei der erforderlichen Steuerungseinrichtung zur Steuerung und Kontrolle aller genannten Einrichtungen kann es sich um eine programmierbare Steuerungseinrichtung handeln, wie sie in der maschinellen Metallbearbeitung üblich ist.
14 - C Erklärung / Zusammenfassung MEMV_E
Die Konstruktion bezieht sich auf Vorrichtung zur Vibrationsentspannung von Werkstücken. Eine Vibrationseinrichtung (9) weist mindestens einen Exzenter (10, 16) mit einem Vibrations-Antrieb (11, 15) auf, zum Beispiel einem Elektromotor. Die Vibration wird durch Unwucht bewirkt. Diese Vibrationseinrichtung (9) ist an einer Dreheinrichtung (1) angeordnet. Dadurch ist deren Drehposition (4) und somit die Vibrationsachse gegenüber dem Werkstück verstellbar. Sind zwei oder mehr Exzenter (10, 16) vorhanden, so kann deren Drehstellung zueinander veränderbar sein und somit deren Vibrationswirkung. Dank der Konstruktionsgemässen Vorrichtung lassen sich selbst komplexe Werkstücke, beispielsweise mit angeschweissten Stegen, zuverlässig entspannen.
22.4Messung der Eigenspannungs G Verschiebung Patent 4 2017
15-A Eigenspannungen messen mit vielen Messpunkten am ganzen Bauteil verteilt, exakt in jeder Zone zu erkennen, geht mit dem Wert ermitteln der G Verschiebung. Vor allem müssen die Werte in allen 3 Achsen nach einem System erfasst werden, um den gesamten Bauteil Ablauf in jeder Zone zu erfassen.
15-B Die vorliegende Beschreibung erklärt ein Verfahren zur Messung der Eigenspannung von Werkstücken bei deren Vibration. Beim Bearbeiten von Werkstücken aus Metall, beispielsweise beim Schweissen, entstehen im Werkstück Spannungen. Diese unerwünschten Spannungen bleiben im Werkstück zurück. Auch Giessen, Schmieden oder maschinelle Bearbeitungen können bleibende Spannungen hervorrufen. Diese Eigenspannungen verringern die Belastbarkeit des Werkstücks und können sich auch negativ auswirken, wenn das Werkstück einer weiteren, insbesondere Spanabhebenden Bearbeitung unterzogen werden soll. Neben der beeinträchtigten Formstabilität kann auch die spätere Korrosionsbeständigkeit des Werkstücks leiden. Bekannt und verbreitet ist das Entspannen von Werkstücken durch Erwärmen oder Glühen. Das ist aber zeitraubend, energieaufwendig und teuer. Es ist aber auch bezüglich des Werkstücks nicht unproblematisch, denn sowohl das Erwärmen als auch das Abkühlen können leicht dessen dimensionale Stabilität verändern und das Werkstück verziehen. Flammgerichtete Werkstücke weisen lokal einen Spannungszustand auf, der mit der Umgebung im Gleichgewicht steht. Wird dieses Werkstück geglüht, stellt sich durch Deformation ein neuer Spannungszustand ein und das Werkstück ist dann krumm. Eine nachträgliche Bearbeitung wird dann keinen grossen Einfluss auf die Geradlinigkeit haben. Zudem bildet sich während des Glühens Zunder, der in einem weiteren Arbeitsschritt wieder von der Werkstückoberfläche zu entfernen ist. Beispielsweise durch Sandstrahlen, was zu neuen Spannungen im Werkstück führen kann. Bereits vor Jahrzehnten wurde vorgeschlagen, die im Metall durch die Bearbeitung verursachten Eigenspannungen durch Rütteln oder Vibration des Werkstücks wieder abzubauen. Hierzu wird das Werkstück auf einem Schwingungstisch oder mittels einer angesetzten Vibrationsvorrichtung gerüttelt oder in Vibrationen versetzt. Das kann über 5 bis 30 Minuten sein. Bei grösseren und schwereren Werkstücken wurden auch wesentlich längere Vibrationszeiten bekannt, was allerdings aus verschiedenen Gründen zu vermeiden ist. Beim Vibrieren werden die Eigenspannungen über das ganze Werkstück in ein Gleichgewicht gebracht, also nicht nur an der Oberfläche. Das Werkstück kann weiter bearbeitet werden. Der Eigenspannungsabbau ist zu Beginn der Vibration am stärksten, die Wirksamkeit flacht danach aber recht schnell ab. Dieses Verfahren ist häufig mit mehreren Unbekannten verbunden und bedarf einiger Werkstoff- und Sachkenntnis oder entsprechender Anleitung. Obwohl es gegenüber dem Wärmeentspannen zahlreiche Vorteile aufweist, nämlich geringer Zeit- und Energieaufwand, Vermeidung des Wärmeverzugs und von Zunderverunreinigungen des Werkstücks, wird der Einsatz des Vibrationsentspannens häufig gescheut. Es gibt drei Arten von Eigenspannungen. Die Eigenspannung erster Art ist makroskopisch und entsteht thermisch dadurch, dass sich der Rand und der Kern eines Werkstücks nach entsprechender Erwärmung unterschiedlich schnell abkühlen. Bei den Eigenspannungen zweiter Art kommt es durch Phasenumwandlungen oder Bildung von Ausscheidungen zu lokalen Gefügeverspannungen. Bei den Eigenspannungen dritter Art sind Versetzungen von einem Spannungsfeld umgeben. Voraussetzung für die vielfach nachgewiesene, erfolgreiche Formstabilisierung durch Vibration ist ein Abbau der makroskopischen Eigenspannungen im Werkstück, das heisst, der Spannungen erster Art. Der Spannungsabbau bedingt ein zumindest lokales Überschreiten der Fliessgrenze, was durch verschiedene Faktoren beeinflusst wird. Genannt seien hohe Eigenspannungen, die von gleichgerichteten Lastspannungen überlagert sind oder lokale Überhöhungen von Last- und Eigenspannungen durch Kerben, Risse oder Fehlstellen. Die Schwierigkeit liegt darin, dass die Eigenspannungen eines Werkstücks bisher kaum messbar sind. Zumal das Werkstück zu diesem Zweck nicht zerstört werden darf. Vielmehr werden Begleiterscheinungen gemessen. Zwar hat man beispielsweise versucht, Werkstücke zu röntgen, doch erkennt man damit nur oberflächennahe Bereiche. In Metall verarbeitenden Fabriken und Werkstätten sind diese eher für Testlabore tauglichen Vorgehensweisen kaum durchführbar. Es wurde auch versucht mit Bohrloch Prüfmethode den Spannungsabbau nachvollziehen zu können, was aber bestenfalls nur Rückschlüssen auf den Bohrlochbereich erlaubt. Ferner hat man mit beschränktem Erfolg versucht, durch Messung des sich verändernden Stromverbrauchs des zum Antrieb eines Exzenters eingesetzten Elektromotors Rückschlüsse auf den Fortgang der Vibrationsentspannung zu ziehen. Auch das ist letztlich nur wenig aussagekräftig. Selbst das Ansetzen eines Sensors am Werkstück selbst, führt nicht wirklich zu zuverlässigen Ergebnissen. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse setzt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Messung der Eigenspannung von Werkstücken zu schaffen, das beim Vibrationsentspannen einsetzbar ist, für metallverarbeitende Betriebe praxistauglich ist und zu zuverlässigen Messergebnissen führt. Dank der durch das Verfahren gewonnen Werte hinsichtlich der Eigenspannung von Werkstücken, lässt sich die darauf folgenden Entspannung, das heisst, der Spannungsabbau und die Formstabilisierung der Werkstücke besser und zielgerichteter durchführen. Dies gilt insbesondere für die Vibrationsentspannung. Hauptsächlich zu Prüfzwecken, ist dieses Mess-Verfahren aber auch allgemein zur Feststellung von Eigenspannungen einsetzbar, selbstredend auch bei Werkstücken, die auf anderem Weg entspannt wurden. Man hat immer gedacht, ein Werkstück vibriere dabei gleichmässig, das heisst, an jeder Stelle seiner Fläche und seines Volumens annähernd gleich. Durch viele Versuche mit dem vorliegenden Verfahren wurde jedoch erkannt, dass dem gar nicht so ist. Tatsächlich ergeben sich bei der Vibrationsentspannung Bereiche, in denen der Werkstoff des Werkstücks anders auf die induzierte Vibration reagiert. Der G-Wert, wobei 1G = 9,81 m/s² entspricht, ist nicht überall gleich. Vielmehr verschiebt und verändert sich dieser G-Wert über die Vibrationsachse unterschiedlich, entsprechend den dort jeweils herrschenden, unterschiedlichen Eigenspannungen des jeweiligen Werkstücks. Durch das Verfahren wird dies exakt erkannt, was zu deutlich besseren Entspannungsergebnissen durch die Vibrationsentspannung genutzt werden kann. Durch gezielteres Arbeiten können zudem sowohl der Zeit- als auch der Energieaufwand verringert werden. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Skizzen beschrieben.
Skizze in interner Anleitung
Skizze 1 zeigt ein geometrisch einfaches, längliches Werkstück von seiner Schmalseite her, das heisst, der Länge nach; Skizze 2 zeigt dasselbe Werkstück von oben, das heisst die Oberseite der Darstellung nach Skizze 1. Das zu messende und zu entspannende Werkstück 1 ist aus Metall, beispielsweise Stahl. Der Einfachheit halber ist ein stabförmiges Werkstück dargestellt. In der Praxis wird es sich häufiger um komplexere, verschweisste Werkstücke handeln, die teilweise auch runde Querschnitte haben können. Am Werkstück 1 wird eine nicht dargestellte Vorrichtung zur Vibrationsentspannung kraftschlüssig aber lösbar angesetzt. Beispielsweise kann dies durch Klemmen oder mittels robusten Schraubzwingen erfolgen. Das Werkstück 1 muss hingegen so gelagert sein, dass Vibrationen möglich sind und nicht etwa durch eine Halterung oder einen Werktisch behindert werden. Bekannt sind zum Beispiel Gummiunterlagen verschiedenster Art und Form. Die nicht dargestellte, technisch jedoch bekannte Vorrichtung zur Vibrationsentspannung weist üblicherweise mindestens einen Exzenter auf, der durch einen Antrieb, beispielsweise einem Elektromotor in Rotation versetzt wird. Es wird am Werkstück 1 an einer Mehrzahl von Messpunkten gemessen, die über dieses Werkstück 1 verteilt sind. Im vorliegenden Beispiel sind es zwölf Messpunkte 2 bis 13. Deren genaue Anzahl ist jedoch nicht massgeblich. Entscheidend ist, dass in mehr als einer Messachse jeweils mindestens zwei Messpunkte 2 bis 13 vorhanden sind. Die allgemeine Ausrichtung dieser Messachsen entspricht auch der jeweiligen Vibrationsachse, also der Richtung, in der das Werkstück 1 zur Vibrationsentspannung einer raschen Folge von Hubbewegungen, beziehungsweise Unwuchtbewegungen unterliegt. Im Beispiel nach der Zeichnung sind in allen drei Dimensionen X, Y und Z Messachsen vorhanden, sprich in der Breite, Höhe und Länge des Werkstücks. In Skizze 1, also in der Sicht auf die Schmalseite des Werkstücks 1, ist eine obere Messachse X O, das heisst X Oben, und X U, also X Unten, zu sehen. In der oberen Messachse sind zwei Messpunkte 2 und 3 vorgesehen und in der unteren Messachse ebenfalls zwei Messpunkte 4 und 5. Die vorgenannten Messpunkte der Dimension X beziehen sich somit auf die Breite des Werkstücks 1. Bezogen auf die Dimension Y, also auf die Höhe des Werkstücks 1, sind zwei Messachsen Y1 L, das heisst, eine erste Messachse Links und Y1 R, also eine erste Messachse Rechts erkennbar. Die beiden nächsten Achsen Y1 L und Y1 R in Skizze 1 sind auf die Oberseite des Werkstücks 1 gerichtet und liegen in Draufsicht nach Skizze 2 von oben senkrecht zu den dortigen Messpunkten 6 - 13. Die Achsen ZL O, ZL U sowie ZR O und ZR U beziehen sich auf die dritte Dimension Z, nämlich die Länge des Werkstücks 1, wobei hier auf der Oberseite die Messpunkte 12, 10, 8 und 6 einerseits sowie 13, 11, 9 und 7 andererseits zu sehen sind. Entsprechendes wäre in diesem Beispiel von der Unterseite des Werkstücks 1 zu sehen. Zusammenfassend können also in jeder Dimension X, Y und Z mehrere, parallele Messachsen vorhanden sein. Zum eigentlichen Mess-Verfahren: An den genannten Messpunkten 2 – 13 wird jeweils ein Sensor angesetzt, genauer gesagt ein Beschleunigungssensor. Solche Beschleunigungssensoren sind technisch unter verschiedenen Bezeichnungen bekannt, auch als Accelerometer oder G-Sensoren. Gemessen wird die Beschleunigung. Dies erfolgt meistens indem die auf eine Testmasse, hier das Werkstück 1, wirkende Trägheitskraft bestimmt wird. Damit kann gemessen werden, ob eine Verschiebung des G Wertes stattfindet. Aufgezeichnete Messwerte werden als Akzelerogramm bezeichnet. In der vorliegenden Beschreibung wird vorzugsweise mittels jeweils mit einer Kontrolleinrichtung verbundenen Beschleunigungssensoren gleichzeitig an allen Messpunkten gemessen. Es wäre aber auch möglich, manuell einen stiftartigen Beschleunigungssensor nacheinander an diesen Messpunkten 2 - 13 anzusetzen, wobei natürlich keine ununterbrochene, durchgehende Kontrolle stattfindet. Nun wird die Vorrichtung zur Vibrationsentspannung eingeschaltet und damit die Vibration des Werkstücks 1 hochgefahren. Die Vibration wird so lange verstärkt, bis die Eigenresonanz des Werkstücks 1 nahezu erreicht ist. Das heisst, es erfolgt ein Antasten an den G-Wert. Dieser ist aufgrund der Formstabilität werkstückabhängig. Dieser G-Wert kann bei einem als Vollkörper ausgebildeten Werkstück wie folgt definiert sein: 1G = 9,81 m/s². Der G-Wert darf bei dieser Messung an keinem der diversen Messpunkte 2 - 13 überschritten werden. Falls das Werkstück 1 jedoch von einer Normgrösse abweicht, sei es weil es andere Masse, ein anderer Werkstoff und/oder potentielle Schwachstellen aufweist, wie beispielsweise Schweissnähte von angeschweissten Stegen oder dergleichen, wird ein tieferer oder höherer Wert als der vorgenannte G-Wert als Grenzwert für die Eigenresonanz des Werkstücks 1 angenommen. Ein solcher Grenzwert kann auch errechnet werden, indem man eine Normgrösse annimmt. Wenn zum Beispiel als Normgrösse von einem Werkstück ausgegangen wird, das ein Vollkörper aus Stahl ist und die Masse 100 x 100 x 100 cm aufweist, dann kann dies als Faktor 100% angenommen werden. Ist dieses würfelförmige Werkstück aber ein Hohlkörper, dann verringert sich das Gewicht bei gleichbleibendem Volumen. Das heisst, das Werkstück hat einen geringeren Stahlanteil. Entsprechend wird, ausgehend von den besagten 100%, werkstückabhängig ein beispielsweise um 20% bis 35% verringerter Grenzwert errechnet. Letzterer Grenzwert ist beim vorgenannten hohlen Werkstück zulässig, ohne dass es beim Vibrationsentspannen zu Beschädigungen kommen kann. Entsprechend würde, im theoretischen Fall, dass das tatsächlich zu Vibrationsentspannende Werkstück 1 ein Volumen und Gewicht von über 100% aufweist, andersherum vorgegangen. Ebenso kann verfahren werden, wenn sich aufgrund der Werkstoffwahl nur das Gewicht, nicht aber das Volumen ändert. Durch ein Anpassen der Beschleunigungswerte der Vibrationsentspannung kann der für jedes Werkstück 1 geeignete Wert als Grenzwert vorgegeben werden. Damit können zum Beispiel auch Werkstücke in Form eines dünnwandigen Hohlkörpers vibrationsentspannt werden. Wobei auch in diesem Fall durch die beschriebenen Messpunktreihen, beziehungsweise Messachsen, allfällige Schwachpunkte zuverlässig erkannt werden. Ein Beispiel einer Verfahrensweise: Die Vibration wird so lange hochgefahren bis die kritische Eigenresonanz des Werkstücks angetastet, sprich nahezu erreicht ist. Das kann schon bei circa 2800 U/min des die Vibration erzeugenden Exzenters sein. Das hängt aber auch von der Art des eingesetzten Exzenters sowie von dessen Einstellungsstufen ab. Erfahrungsgemäss kommt es meistens bei circa 3300 bis 6000 U/min zur Eigenresonanz, die nicht überschritten werden darf, damit das Werkstück 1 nicht in unkontrollierte Erregung versetzt wird, was im ungünstigsten Fall sogar die Vorrichtung zur Vibrationsentspannung vom Werkstück 1 lösen könnte. Wenn ein Eigenresonanz- oder kritischer Grenzwert nahezu erreicht ist, wird das Hochfahren der Vibration angehalten und/oder etwas heruntergefahren, zum Beispiel um 5%. Die Vibration wird eine gewisse Zeit stabil gehalten, zum Beispiel während 2 Minuten, so dass sich das Werkstück wieder beruhigen kann. Während dieser Zeit wird ständig oder regelmässig gemessen, beispielsweise alle 5 Sekunden, und ein Durchschnittswert errechnet. Das bezieht sich auf alle Messachsen X, Y und/ oder Z, wobei die vorgenannte Verfahrensweise auch mehrmals wiederholt werden sollte. Der Messunterschied zwischen Vorher und Nachher ist die G-Verschiebung, sprich die Veränderung der gemessenen Werte. Das ist der Nachweis, dass eine Spannung abgebaut wurde. Dank der Messung in mehreren Messachsen und mit mehreren Beschleunigungssensoren kann zudem erkannt werden, wo Spannungen abgebaut wurden und wo nicht. Die erwähnte Kontrolleinrichtung kann entweder direkt oder über eine zweite Kontrolleinrichtung, die der Steuerung der Vibrationsentspannung dient, die Vibration optimal regeln oder erforderlichenfalls beenden, sei es durch normales Herunterfahren oder im Notfall durch sofortiges Stoppen. Alternativ oder zusätzlich kann das Regeln oder Beenden der Vibrationsentspannung manuell aufgrund der von den Beschleunigungssensoren, beziehungsweise von der Kontrolleinrichtung angezeigten Werte erfolgen. Eine Anzeige der Messwerte ist offensichtlich in jedem Fall sinnvoll. Eine zusätzliche Möglichkeit, das Vibrationsentspannen und das diesem unterliegende Werkstück 1 noch besser zu überwachen liegt darin, mindestens einen akustischen Sensor einzusetzen. Wenn sich beispielsweise eine Aufspannbride, eine das Werkstück 1 haltende Schraubzwinge oder auch eine Schweissnaht des Werkstücks 1 zu lösen beginnt, verändert sich der durch die Vibration entstehende Ton. Das ermöglicht es, die Vibration zu stoppen, noch bevor allenfalls Schaden oder gar Verletzungen des Bedienungspersonals entstehen können. Das Verfahren im Einzelnen auch anders als gezeichnet auszubilden, zumal die Skizze 1 und 2 die Grundidee nur schematisch darstellen. In den meisten Fällen mag es sinnvoll sein, die Messpunkte 2 - 13 in regelmässigen Abständen anzuordnen, da aber die unterschiedlichsten Werkstücke zu entspannen sind, kann es natürlich auch zu Abweichungen von dieser Regelmässigkeit kommen. Unter anderem aus demselben Grund, kann es fallweise sinnvoll sein, die mindestens zwei Messachsen X und/oder Y und/oder Z in einem anderen Winkel zueinander auszurichten als, wie im Beispiel gezeichnet, annähernd im 90°-Winkel. In jedem Fall ist in jeder gewählten Messachse eine Reihe von mindestens zwei Messpunkten 1 - 13 vorzusehen Abschliessend sei festgestellt, dass das Verfahren zur Messung der Eigenspannung auch bei solchen Werkstücken 1 zu Prüfzwecken einsetzbar ist, die nicht durch Vibration, sondern beispielsweise durch Wärmen oder Glühen entspannt wurden. Das Messverfahren bedingt allerdings eine Vibration.
Zusammenfassung G Verschiebungsmessmethode
Die Prüfmethode bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Eigenspannung von Werkstücken (1), das beim Vibrationsentspannen einsetzbar ist. Es ist für metallverarbeitende Betriebe praxistauglich. An einer Mehrzahl von Messpunkten (6 - 13) werden Beschleunigungswerte gemessen. Diese Messpunkte (6 - 13) liegen in mindestens zwei zueinander abgewinkelten Messachsen (X - Z), wobei jeweils mindestens zwei Messpunkten (6 -13) pro Messachse (X - Z) vorgesehen sind. In jeder Dimension, also in der Breite, Höhe und/oder Länge des Werkstücks (1), können auch mehrere, parallele Messachsen vorhanden sein. Dadurch werden zuverlässige Messergebnisse erzielt und bei der Vibrationsentspannung Bereiche erkannt, in denen der Werkstoff des Werkstücks (1) anders als vorgegeben auf die induzierte Vibration reagiert. Dieses Verfahren ist zu Prüfzwecken auch bei Werkstücken (1) einsetzbar, die nicht durch Vibration, sondern beispielsweise durch Wärmen entspannt wurden. ( Skizze 2)
|
22.5Schraubzwingen Patent 5 201716-A. Für das Metall entspannen mit Vibration ist eine sehr gute Verbindung zwischen dem Bauteil und dem V Motor der Schlüssel des Erfolges. Nur ein minimalstes durchfedern oder eine Mitschwingen der Schraubzwingen wird Messresultate verfälschen. In der Regel empfehlen wir heute Spannbriden zu verwenden und mit 4 Punkten ein Vibrator zu befestigen nicht nur mit 2.
16-B Schraubzwingen weisen in der Regel zwei Spannarme auf, mit jeweils einem Anschlag zum Festklemmen eines Werkstücks. Mindestens eines dieser beiden Anschläge ist an einer Schraubspindel angeordnet, so dass die Anschläge zueinander verschiebbar sind. Bekannt ist es darüber hinaus, einen Spannarm verschiebbar auf einer Führung anzuordnen. Die einzelnen Bauteile der Schraubzwingen sind nach dem bisherigen Stand der Technik miteinander verschweisst oder durch Schmieden, Giessen oder Ausbrennen hergestellt, woraus sich bei verschiedenen Verwendungen dieser Schraubzwingen Schwachstellen ergeben können. Eine Schwachstelle ist insbesondere der Ansatz der Spindelführung für die Schraubspindel am entsprechenden Spannarm. Als Beispiel einer besondere Anforderungen mit sich bringenden Verwendung von Schraubzwingen sei hier die Vibrationsentspannung genannt. Beim Bearbeiten von Werkstücken aus Metall, beispielsweise beim Schweissen, entstehen im Werkstück Spannungen. Diese unerwünschten Spannungen bleiben im Werkstück zurück. Diese im Metall durch die Bearbeitung verursachten Eigenspannungen lassen sich durch Rütteln oder Vibration des Werkstücks wieder abbauen. Hierzu wird das Werkstück vorzugsweise mittels Schraubzwingen auf einem Schwingungstisch fixiert und mittels einer Vibrationsvorrichtung in Vibrationen versetzt. Das kann jeweils über 5 bis 30 Minuten dauern. Bei dieser Vibrationsentspannung ergeben sich Vibrationen in mehreren Achsen, also nicht nur in Achsrichtung der Schraubspindel. Weder die Schraubzwinge, noch das Werkstück, noch der Schwingungserreger dürfen sich dabei aus ihrer Lage wegbewegen. Das bedeutet, dass die Schraubzwinge mit aussergewöhnlich hoher Druckkraft festgespannt werden muss. Es liegt auf der Hand, dass die Schraubzwingen dabei einer aussergewöhnlichen Belastung ausgesetzt sind. Zumal ja die Schraubzwingen, im Gegensatz zum vibrationsentspannten Werkstück, immer wieder aufs Neue gerüttelt, beziehungsweise starken Vibrationen ausgesetzt werden. Bei handelsüblichen Schraubzwingen besteht daher die Gefahr, dass es zum Ermüdungsbruch kommt, wobei der erwähnte Ansatz der Spindelführung für die Schraubspindel am Spannarm die meistgefährdete Schwachstelle darstellt. Sich lösende Werkstücke oder Schwingungserreger können beschädigt und unbrauchbar werden. Nicht zuletzt besteht eine Verletzungsgefahr für das mit dieser Arbeit betraute Personal. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse setzt sich die Konstruktion die Aufgabe, eine Schraubzwinge zu schaffen, bei der die fraglichen Bauteile so miteinander verbunden sind, dass ein Reissen oder gar Abfallen selbst bei aussergewöhnlichen Belastungen ausgeschlossen werden kann und die beispielsweise in Vorrichtungen zur Vibrationsentspannung einsetzbar ist. Die Konstruktionsgemässe Schraubzwinge entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Gedankens 1. Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Konstruktionsgedankens sind aus der abhängigen Entwicklung ersichtlich. Selbstverständlich ist die Konstruktionsgemässe, robuste und vibrationsbeständige Schraubzwinge nicht nur für die Vibrationsentspannung einsetzbar, sondern überall dort, wo starke Kräfte vorkommen, so auch für jegliche, sicherheitsrelevante Aufgaben, bis hin zum Katastrophenschutz. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Konstruktion anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Konstruktionsgemässen Schraubzwinge;
Skizze in interner Anleitung
Fig. 2 - 3 zeigen Details der Schraubzwinge nach Fig. 1;
Skizze in interner Anleitung
Fig. 4 - 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel.
Skizze in interner Anleitung
Die Schraubzwinge weist gemäss Fig. 1 zwei Spannarme 1 und 2 auf, die mittels eines Verbindungsstegs 3 fest miteinander verbunden sind. An beiden Spannarmen 1 und 2 befindet sich jeweils ein Anschlag 4 und 5 zum Festklemmen eines nicht dargestellten Werkstücks. Mindestens eines dieser beiden Anschläge 5 ist an einer Schraubspindel 6 angeordnet, so dass die Anschläge 4 und 5 zueinander verschiebbar sind. Nicht ausgeschlossen ist es, den Verbindungssteg 3 als Gleitschiene auszubilden, entlang dem ein Spannarm 2 verschiebbar ist. Die Schraubspindel 6 ist in einer ein Gewinde aufweisenden Spindelführung 7 am entsprechenden Spannarm 2 gehalten und kann an einem Betätigungselement 8 gedreht werden. Letzteres kann ein Handrad sein oder auch mittels eines Hebels drehbar sein. Eine weitere Möglichkeit liegt darin, am Betätigungselement 8 eine Einrichtung zum Ansetzen eines Antriebs vorzusehen. Das kann eine Vertiefung, zum Beispiel ein Mehrkant, zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs oder eines Geräts mit Rotationsantrieb. Ferner ist auch eine Erhebung, beziehungsweise ein Bolzen 9, zum direkten Ansetzen des Bohrfutters beispielsweise eines Akkuschraubers denkbar. Dies ist insbesondere dort interessant, wo eine Mehrzahl von Schraubzwingen eingesetzt wird, die jeweils geschlossen und wieder geöffnet werden müssen. Auf eine derartige Anordnung wird später noch eingegangen- Entscheidend ist der Ansatz der Spindelführung 7 am Spannarm 2. Bekannt ist es, diese beiden Bauteile miteinander zu verschweissen. Hier ist die Verbindung so gestaltet, dass die beiden Bauteile, nämlich die Spindelführung 7 und der Spannarm 2, ineinander greifen. Die ineinander greifende Verbindung ist durch mindestens eine hinterschnittene Nut 10 erreicht, so dass sie sich nicht ohne weiteres lösen kann. In einer bevorzugten Ausführung ist diese hinterschnittene Nut 10 schwalbenschwanzförmig. Das heisst, sie weist keilförmig zueinander verlaufende Innenwände 11 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich die hinterschnittene Nut 10 an der Spindelführung 7, während ein entsprechender, sich zu seinem freien Ende aufweitender Steg 12 am Spannarm 2 angeordnet ist. In dieser Ausführung weist der Steg 12 auseinander laufende Aussenwände 13 auf. Selbstverständlich lässt sich diese Anordnung auch umdrehen, also Steg 12 an der Spindelführung 7 und Nut 10 am Spannarm 2. Technisch sinnvoll ist es, die aus Nut 10 und Steg 12 gebildete Verbindung quer zur Schraubspindel 6 auszurichten, vorzugsweise gemäss Fig. 1 im 90°-Winkel zu deren Längsachse 14. Es versteht sich von selbst, dass eine weitere Verbindung, beziehungsweise Verbindungssicherung möglich ist, sei es durch Schrauben oder durch Schweissen. Angedeutet ist die mögliche Lage einer Schraube 15, die hier parallel zur besagten Längsachse 14 verläuft. Die doppelte Verbindung durch Klemmen und Schweissen wäre die optimalste, insbesondere bei eingangs erläuterten Einsatz der Konstruktionsgemässen Schraubzwinge beim Vibrationsentspannen. In jedem Fall lässt sich die Spindelführung 7 am Spannarm 2 festklemmen. Zumindest ist ein Abheben nach oben, also in Längsrichtung des Spannarms 2, nicht möglich. Und zwar auch dann nicht, wenn eine allfällige Schweissnaht durch Ermüdung bricht. Das festgehaltene Werkstück ist vor Beschädigungen sicher. Die Fig. 2 und 3 zeigen die Spindelführung 7 in gegenüber Fig. 1 vergrösserter Darstellung. Gut zu sehen ist hier die Gewindebohrung 16 für die Schraubspindel und die quer im 90°-Winkel angeordnete Nut 10 mit den keilförmig einander zugewandten Innenwänden 11. Diese Art der Verbindung mit einer hinterschnittenen Nut 10 lässt sich selbstverständlich auch am gegenüber liegenden Spannarm 1 verwirklichen. Dort geht es allerdings nicht um eine Spindelführung 7, sondern mittelbar oder unmittelbar um einen Anschlag 4. Denkbar ist dort daher auch eine abweichende Ausrichtung der besagten Nut 10. Die Fig. 4 und 5 stellen im Prinzip dieselbe Schraubzwinge dar. Am Verbindungssteg 3 der beiden Spannarme 1 und 2 ist allerdings mindestens eine Befestigungseinrichtung 17 vorhanden, um die Schraubzwinge auf einer Unterlage 18 befestigen zu können. In einfachster Ausführung handelt es sich bei den Befestigungseinrichtungen 17 um Schraublöcher oder Gewindebohrungen. Wesentlich ist nur, dass die Schraubzwinge mit der der Schraubspindel 6 abgewandter Seite des Verbindungsstegs an einem benachbarten Bauteil, hier die Unterlage 18, befestigt werden kann. Diese Unterlage 18 kann Teil einer Vorrichtung zur Vibrationsentspannung sein oder in einer solchen eingesetzt oder an ihr angeordnet sein. Wie in Fig. 6 dargestellt, können dank der Befestigungseinrichtungen 17 mehrere Schraubzwingen sicher auf einer Unterlage 18 angeordnet werden und dort ein Werkstück festhalten. Gerade im Fall der Vibrationsentspannung ist es ja so, dass dieses Werkstück aus mindestens zwei zusammengeschweissten Bauteilen besteht und vielfältigste Formen aufweisen kann. Es ist daher nicht immer einfach festzuhalten und kann während der Vibrationsentspannung schwer zu kontrollierende Kräfte freisetzen, die besonders hohe Anforderungen an die eingesetzten Schraubzwingen stellen. Es liegt im Rahmen der Konstruktion nach Gedankens 1 die Schraubzwinge im Einzelnen auch anders als gezeichnet auszubilden. Die Form und die Proportionen der Schraubzwinge könnten auch anders gewählt werden. So lassen sind die Nut 10 und der Steg 12 auch anders formen, beispielsweise indem der Schwalbenschwanz dahingehend ergänzt wird, dass je Seite mehrere keilförmig zueinander verlaufende Innenwände 11 vorhanden sind, wodurch sie sägezahnartige Absätze bilden. Theoretisch ist es auch denkbar, dass eine Spindelführung 7 zwei oder mehr Schraubspindeln 6 hält. Auch könnten an der Spindelführung 7 und/oder am Spannarm 2 mehr als eine Nut 10 parallel nebeneinander vorhanden sein.
Bei der Konstruktionsgemässen Schraubzwinge sind mindestens eine die Schraubspindel (6) haltende Spindelführung (7) und ein Spannarm (2) ineinander greifend ausgebildet. Hierzu sind mindestens eine hinterschnittene Nut (10) und mindestens einen in diese eingreifenden Steg (12) vorhanden. Diese aus Nut (10) und Steg (12) gebildete Verbindung ist im bevorzugten Beispiel im 90°-Winkel zur Längsachse (14) der Schraubspindel (6) ausgerichtet. Zusätzlich kann eine Schraub- oder Schweissverbindung zwischen der Spindelführung (7) und dem betreffenden Spannarm (2) vorgesehen sein. Diese robuste und vibrationsbeständige Schraubzwinge ist besonders zum vorübergehenden Festhalten von Werkstücken an Vorrichtungen zur Vibrationsentspannung geeignet, da sie den dortigen, aussergewöhnlichen Belastungen bestens gewachsen ist.
22.6Drehrichtung Vielfalt Patent 7 2019
Skizze in interner Anleitung
· Horizontal D1 bis D4 Richtung · Vertikal D5 bis D8 Richtung · Und viele schräggestellte Richtungen möglich
Horizontale Aufspannung D1 bis D4
Skizze in interner Anleitung
D1 = 0 Grad D2 = 45 Grad D3 = 90 Grad D4 = 135 Grad
Skizze in interner Anleitung
D1- D4 Horizontale Richtung Mischrichtungen D5 bis D8 Vertikale Richtung
In der aufgestellten vertikalen Lage können mit 80°, 85°, 70° oder auch 45° in noch jeder Richtung bei Drehen der unteren D1-D4 Drehvorrichtung die unterschiedlichen Zonen angeregt werden.
22.7Drehrichtung Vielfalt Patent 8 2019
Die letzte Patentanmeldung vom 2019 wird vorläufig nicht veröffentlicht
9.1 Können, um Kosten zu sparen, mehrere Werkstücke zusammengespannt werden? Im Prinzip ja, es soll aber eine gute Zusammenspannung erfolgen, nicht nur mit einer Klemmstelle und das Zusammendrücken soll im mehr Tonnen Bereich sein.
9.2 Kann kaltgezogenes Material entspannt werden? Bei Schweisskonstruktionen, wenn die kalte Walzhaut nicht entfernt wird. Hatten wir bis heute noch keine brauchbaren Resultate.
9.3 Können geschmiedete, gerollte Alu-Ringe entspannt werden? Ja, wenn das 4D MEMF Verfahren angewandt wird. Es benötigt aber mehr Durchlauf Zeit, ca. 3 x 15 Minuten. Am idealsten ist immer vorbearbeiten Zustand, dann MEMV® vibrieren, dann fertig bearbeiten.
9.4 Können Alu-Schweisskonstruktionen mit Vibration entspannt werden? Ja. 9.5 Kann rostfrei MEMV® entspannt werden? Ja Viele Kunden mit eigenen Anlagen oder wir als Lohnbetrieb lassen rostfreie Konstruktionen mit Vibration entspannen. Es wurden mehrere Arten schon MEMV® entspannt. Es existiert eine umfängliche Liste zum Thema, die immer neu nachgetragen wird.
9.5 a Kann Titan MEMV® entspannt werden? Ja Tiefgebohrtes Material gerichtet, dann MEMV® entspannt, hat sich gleich verhalten wie anderes Material, kein Verzug
9.5 b Kann Duplex MEMV® entspannt werden? Ja Tiefgebohrtes Material gerichtet, dann MEMV® entspannt, hat sich gleich verhalten wie anderes Material, kein Verzug
9.6 Welche Zertifikate gibt es für das Metall entspannen mit Vibration? Die WIAP® hat eine Messmethode, die den Entspannungsprozess genau während des Entspannens überwacht. Es wird ermittelt, wie sich die Stärke der Anregung während des MEMV® Entspannens verändert. Es wird mit G (m s/2), der Motorstrom und der Drehzahl Veränderung überprüft und auf ein Protokoll festgehalten. Die WIAP® ermittelt die G (m s/2) Verschiebung aufgrund der vielen Messstellen und Messorten am Spannungsverlauf im Bauteil. Je mehr Messpunkte, desto genauer die Aussagen Kraft. Somit wird in jeder Richtung erkannt, wann welche Zone mit welcher Stärke angeregt wird. Somit können auch Tot Punkte (Knotenpunkte) erfasst werden. Solange es Verschiebungen gibt, solange hat es Spannungen. Geglühte Bauteile haben, in der Regel, auch Verschiebungen, aber weniger.
24. Information aus dem Bericht WM 801
24.1 Erfahrungsbericht System WIAP® MEMV® 2014 bis 2022
Zusammenfassung aus Studienbericht Nr. 5211.01839-1 vom Juni 2020 bis Mai 2021
24.2 Welche Spannungen bauen wir ab bei RichtspannungenWenn ein Bauteil gerichtet wird, entstehen Zonen, die Druck- und Zugspannungen aufweisen. Diese Spannungen können durch das Vibrieren mit dem WIAP® MEMV®-Verfahren reduziert werden. In grossen Schweisskonstruktionen gibt es, entfernt von den Schweissnähten, Spannungen, die sowohl Zug- als auch Druckspannungen ähneln, ähnlich wie beim Richten. Auch diese Nebenspannungen können durch das Vibrieren gut beseitigt werden.
24.3 Der Unterschied des VSR und WIAP® MEMV® VerfahrensDas Vibrationsentspannen geht schon Jahrzehnte zurück. Der Studienbericht der EMPA, der für die WIAP® gemacht wurde, ist nur ein Teil dessen, was es darüber gibt. Mit dem WIAP® MEMV®-Verfahren, dem Vielrichtungsverfahren, konnten wir bei vielen Tests seit dem Jahr 2014 feststellen, dass wir je nach Richtung andere Zonen erreichen. Die alte Literatur besagt, dass die meisten Spannungen bei den ersten Lastspielen abgebaut werden. Jetzt können aber die Lastspiele, je nach Richtung des Anregers, in anderen Zonen wirken, was zeigt, dass das WIAP® MEMV-Verfahren, wenn es in genügend Richtungen eingesetzt werden kann, mehr erreicht als das alte VSR-Verfahren.
24.4 Ökobilanz mit Vergleich zum konventionellen Verfahren
Ein Deutscher Kunde hat eine Diplomarbeit schreiben lassen. Aus dieser Studienarbeit, unter dem Punkt 3 nachfolgender Text:
„Die Ökobilanz ist eine Untersuchung der schädlichen Einflüsse, die ein Produkt auf die Umwelt hat. Dies kann zum Beispiel sein wieviel Strom verbraucht wurde oder auch ob z. B. Öl verarbeitet wurde. Es können dabei alle schädlichen Einflüsse berücksichtigt werden die ein Produkt, Verfahren oder auch eine Dienstleistung aufweist. Am Ende des Projekts wurde nur der Entspannungsprozess der beiden Verfahren selbst verglichen. Vor und auch während des Projekts wurden noch viele Werkstücke durch Spannungsarmglühen entspannt. Dabei kommen diese für mindestens 48 Stunden in einen Ofen bei 500 C°, um die Spannungen aus den Bauteilen zu entfernen. Die Öfen nutzen dafür Gas, dessen Verbrauch in m3 angegeben wird mit einem Brennwert von 11,450 kWh/m³. Der Gasverbrauch richtet sich dabei auch nach der Masse des Werkstücks und ob der Ofen vorher schon auf der richtigen Temperatur war. Beim Vibrationsentspannen hingegen dauert der Vorgang nur circa 45 Minuten. Maximal wird der Motor dabei zu 75% beansprucht.
25. Schlusswort, Vibrieren anstelle Spannungsarm Glühen
Mit der Entspannung von zusammengeschweissten Metallteilen können Unternehmen mehrere Millionen Kilowatt kostbarer Energie einsparen, Zeit gewinnen, Geld sparen und die Umwelt schonen. Geschweisste Nähte stehen unter Druck. Das Entspannungs-Verfahren wird nunmehr vor Ort erledigt. Damit kann sich die Zahl der gefährlichen Schwertransporte auf den Autobahnen reduzieren. Bislang werden Werkstücke glühend heiss erhitzt bei Temperaturen um die 750 Grad Celsius. Immens können für Unternehmen die Kosten für die Entspannung ihrer Anlagen sein. Gewaltige, aufwendig demontierte Teile von Grossanlagen in Fabriken werden regelmässig über weite Strecken mit erheblichem logistischem Aufwand zu leistungsfähigen Glühöfen bewegt. Das belastet die Umwelt. Ein weiteres Problem stellt das Aussterben der Glühereien dar. Denn die Anzahl der Giessereien nimmt andererseits ab: Dort werden die Werkstücke hergestellt und geschweisst. Die notwendige Entspannung durch das Vibrieren lassen ist allein aus strukturellen Gründen eine zukunftsweisende Alternative.
(Wenn die Teile geglüht werden, verzieht es sie zurück, ohne MEMV bearbeitet, Verzug von mehreren mm)
(Bei 12 Tonnen Walzen mit 2KW/h MEMV System entspannen ersetzt das Glühen, welches 935 KW/h benötigt)
(Das ging nur mit dem neuen MEMV® System. Das alte VSR System, welches auch wir bis 2014 anwandten, funktioniert bei Platten nicht)
Mechanik macht nicht-elastische Körper schwingfähig. Gespannt setzen sie zumeist mittel- bis höherfrequenten, niederamplitudigen Schwingungen aus. So entweicht Druck aus den Randzonen der Nähte. Formhalber wollen wir aber auch darauf hinweisen: das MEMV Verfahren kann auch an die Grenzen kommen. Es kann sein, dass Bauteile vor dem Bearbeiten und vor dem Fertig drehen MEMV entspannt werden müssen, um noch bessere Resultate zu erreichen. Bei Kleinteilen, wenn nahe an einer Schweissnaht bearbeitet wird, sind unsere Möglichkeiten begrenzt. Wird aber ein Bauteil gerichtet und dann anstelle des Glühens MEMV vibriert, sind die Resultate gut. Die Richtspannungen (ob Hydr. oder mit Flamme) können wir gut wie beim Spannungsarm Glühen beseitigen. Kunden meinen oft noch besser, weil bei einem gerichteten Bauteil durch das Spannungsarm Glühen sich nicht selten wieder verzieht und noch einmal gerichtet werden muss. D.h. wieder Spannungsarm Glühen! Ev. wieder Verzug. All das haben Sie nicht beim WIAP MEMV Verfahren. Und diese mehrmals wieder Glühen kostet sehr viel Geld.
26. Dokumentations Erstellungs Hinweise
26.1Überschrift Text Calibri 14 26.2Normaler Text Calibri 11 26.3Neben Information grüner Text 26.4Besondere Hinweise roter Text 26.5Automatische Inhaltsverzeichnis Erstellung: Verweise 26.6Links Inhaltsverzeichnis, Inhaltsverzeichnis einfügen, Formate ausgefallen 26.7Alle Absätze nach Zeilen entfernen 26.8Kopfzeile Betriebsanleitung MEMV® ES Anlage Seite Seite PAGE 34 von NUMPAGES 41 26.9Fusszeile Diese Unterlagen/Zeichnungen/Skizzen sind gemäss Art. 2 lit. d des Bundesgesetzes über das Urheberrecht (SR 231.1) unser geistiges Eigentum und darf ohne unsere Einwilligung weder kopiert, vervielfältigt, weitergegeben, noch zur Ausführung benutzt werden. (SR 231.1) vom 09.10.1992 © Made in Switzerland ©
27. Schlusswort Patente Vor vielen Jahren hatte eine amerikanische Firma in Europa eine Patenanmeldung gemacht. Wir hatten aber schon Jahre davor ein Patent bekommen, wo das Vibrationsentspannen ein Bestandteil des Patentes war, das wir bekommen haben. Dank dem Patent konnte die US Firma in Europa kein Patent machen. D.h. ein Patent hat der Vorteil, dass nicht plötzlich ein Dritter dir versucht, das Vorwärtsgehen mit einem Paten abzublocken.
Hier das besagte Patent
Hersteller WIAP® AG Ltd SA Industriestrasse 48L CH 4657 Dulliken Telefon: ++41 62 752 42 60 Telefax: ++41 62 752 48 61 E Mail: WIAP® @widmers.info Webseite www.WIAP® .ch
Anleitung erstellt: Hpw/IW/sw/jw 2019_09_16
|
