TY - THES A1 - Simon, Sylvio T1 - Werkstoffgerechtes Konstruieren und Gestalten mit metallischen Werkstoffen T1 - Construction and design with metallic materials with consideration of materials properties N2 - Moderne Konstruktionen im Maschinen- und Fahrzeugbau werden oft aus Umwelt- und Kostengründen als Leichtbaukonstruktionen ausgeführt. Dabei spielen metallische Werkstoffe auf Grund ihres hohen Recyclingpotential und ihrer hervorragenden Verarbeitbarkeit trotz ihrer zum Teil recht hohen Dichte nach wie vor eine bedeutende Rolle. Neue Fertigungs- und Fügeverfahren ermögliche neuartige konstruktive Lösungen. Dabei kann zum Teil auf neue, metallische Halbzeuge zurückgegriffen werden. Die aktuelle Entwicklung der zur Fertigung von Blechen verwendeten Stähle, Aluminium- und Magnesiumlegierungen sowie ihre spezifischen Fertigungseigenschaften werden einleitend beschrieben. Es schließt sich eine Klassifizierung von Halbzeugen und Beschreibung der Fertigung der Halbzeuge an, die auf den Leichtbau ausgerichtet ist. Dabei werden Probleme, Grenzen und typische Fehlermöglichkeiten bei der Herstellung der Halbzeuge beleuchtet. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung und Untersuchung neuer Halbzeuge. Beispielhaft sind hier die leichten Stahlrohre als Leichtbauprofile, ihre Vorformung durch Gleitziehen und ihre Ausformung durch einen geringen Wirkmediendruck genannt. Es werden verschiedene Fertigungsmöglichkeiten diskutiert. Sie eignen sich für Tragwerke und Rahmenstrukturen und stellen eine Kombination aus Rohrprofil und Biegeträger dar. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung des Verfahrens zur Herstellung von blechebenen Aluminium Stahl Tailored Blanks. Sie werden durch einen Kaltpressschweißvorgang bei gleichzeitiger Umformung durch Walzen hergestellt und weisen, anders als bei schmelzgeschweißten Tailored Blanks, keine interkristallinen Phasen auf. Damit eignen sie sich prinzipiell auch für Karosserieaußenteile. Den größten Umfang nehmen die strukturierten Feinbleche als neuartige Halbzeuge für den Konstruktionsprozeß ein. Ihr Materialverhalten wird ausführlich dargestellt und unter Nutzung von FEM- Simulationen erläutert. Die dazu entwickelten angepassten Prüfverfahren werden vorgestellt. Sie unterscheiden sich erheblich von den Prüfverfahren für glatte Bleche, die nur das Materialverhalten, nicht aber die Halbzeugeigenschaften wiedergeben. Die durchgeführte Zug-, Biege- und Torsionversuche zeigten eine starke Struktur- und Materialabhängigkeit. Die Ergebnisse der Untersuchungen zur mechanischen und wirkmedienbasierten Umformung werden vorgestellt und auf ihre Praxistauglichkeit überprüft. Dabei werden Kennwerte für Werkzeuge und Strukturen für die Konstruktion bereitgestellt. Die für die Gestaltung von Bauteilen oft so wichtigen Fügeverfahren des Klebens, Punktschweißens und Schraubens werden an strukturierten Feinblechen sowohl untereinander als auch mit glatten Feinblechen untersucht und dargestellt. Zusammenfassend werden die Vor- und Nachteile der neuen Halbzeugarten sowie weiterer Forschungsbedarf beschrieben. Für jedes Halbzeug sind Konstruktions- und Gestaltungshinweise erarbeitet worden. N2 - Nowadays, lightweight constructions are often applied to allow for sustainable and economical design and production within the mechanical and automotive industry. This is still based on the application of metal materials due to their excellent recyclability and workability, even upon their inherent high density properties. New technologies, like special manufacturing and joining methods as well as the availability of newly developed semi-finished parts are leading to the application of innovative construction solutions. Sheet metals are mainly manufactured by the application of steel, aluminium and magnesium alloys. The current development processes as well as the manufacturing of these materials are therefore described in the introduction of this work. It is followed by a classification and a description of the manufacturing of semi-finished parts which is focused on lightweight production. This includes difficulties and obstacles occurring during processing. By means of lightweight steel tubes, the deformation caused by tube drawing as well as the formation due to the application of low pressure fluids (hydroforming) is explained. Furthermore, different manufacturing methods are discussed, which are especially suited to plane structures and space frame structures, being a combination of round tube profile and bending beam. A major part also focuses on the development of a production method for plane aluminium-steel tailored blanks. These are connected by a combination of cold pressure welding and a rolling procedure and therefore differently to fusion weld processes, since no intergranular phase occurs, applicable for outboard body parts. The main focus in this work, however, is structured sheet metal as a new group of semi-finished parts within the design process. Their material behaviour is described in detail, and extensively explained using Finite Element Analysis. It is further presented how test methods had to be adapted to facilitate investigations on properties of semi-finished parts rather than only test material behaviour which is common in testing plane sheet metals. Performing tensile testing, bending tests and torsion tests on these samples showed a strong dependence of structure and material. The results of mechanical tests and tests with active fluid mediums are evaluated regarding there suitability for industrial applications. Characteristic data for tools and structures for design solutions are provided. In the following step, joining methods like bonding, spot welding and bolting are investigated. This is accomplished by both comparing joined structured sheet metals as well as by investigating the bond mechanism between structured and plane sheet metals using earlier mentioned methods. In summary, advantages and disadvantages of semi-finished parts are discussed, besides further need for research, construction and design notes for each part are given. KW - Metallischer Werkstoff KW - Konstruktion KW - Gestaltung KW - Leichtbau KW - Kaltpressschweißen KW - Wirkmedienbasierte Umformverfahren KW - Fügeverfahren KW - Punktschweißen KW - Lightweight construction KW - Cold pressure welding KW - Active medium forming (hydroforming) KW - Joining technologies KW - Spot welding Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-502 ER - TY - THES A1 - Sviridov, Alexander T1 - Leichtbau mit Aluminiumschaumsandwich : Prozessketten zur Herstellung von Bauteilen T1 - Lightweight design with aluminium foam sandwich : Process chains for manufacturing of construction parts N2 - Die Anforderungen an Blechhalbzeuge steigen ständig. Dabei sucht die blechbearbeitende Industrie nach neuen Werkstoffen mit multifunktionalen Eigenschaften, da die konventionellen Werkstoffe die gestellten Anforderungen nicht bzw. nur teilweise erfüllen können. Als innovativer Werkstoff zeigte dabei der Aluminiumschaum ein großes Potential bei der Verwendung als Komponente eines Verbundes. Dieser Verbund ist Aluminiumschaumsandwich (AFS), das aus Aluminiumblechen als Decklagen und Aluminiumschaum als Kernschicht besteht. In der vorliegenden Arbeit wurden umfassende Untersuchungen an Aluminiumschaumsandwichen durchgeführt und Fertigungsstrategie zur Herstellung vom praxisnahen Prototyp entwickelt. Dabei wurden neben den Umform- und Aufschäumtechnologien auch die Fügetechniken (u.a. Schweißen und Blindnieten) untersucht und erprobt. Welches Verfahren in einem einzelnen Fall besser geeignet ist, hängt stark von der Anwendung sowie von den gestellten Anforderungen ab. Die nachgewiesene Machbarkeit von hergestellten Bauteilen verdeutlicht das Einsatzpotential dieses innovativen Werkstoffes. N2 - The requirements for semi-finished sheets are constantly increasing. So the sheet fabricating industry is looking for the new materials with multifunctional properties, since the conventional materials can’t meet the increased requirements. An innovative material - the aluminium foam – has a great potential for use as a component of a sheet composite: aluminium foam sandwich (AFS). It consists of two aluminium sheets and aluminium foam as the core layer. In this work extensive investigations have been conducted on aluminium foam sandwiches. The main subject was the development of manufacturing strategies for the production of prototypes. In addition to the forming and foaming techniques the joining techniques (e.g. welding and blind riveting) were also investigated and tested. Which process in a particular case is more suitable depends on the application and the actual requirements. The demonstrated prototype and the used manufacturing technologies illustrated the great potential of aluminium foam sandwich. KW - Leichtbau KW - Schaumaluminium KW - Sandwichbauteil KW - Aluminiumschaum KW - Aluminiumschaumsandwich KW - AFS KW - Leichtbau KW - Prozesskette KW - Aluminium foam KW - Aluminium foam sandwich KW - AFS KW - Lightweight design KW - Process chain Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-23664 SN - 978-3-86624-555-6 ER - TY - THES A1 - Gammoul, Abir T1 - Entwicklung einer Umformtechnologie zur Herstellung endkonturnaher Slicermesser T1 - Development of a forming technology for the production of near net shape Slicer blades N2 - Slicermesser sind kreisförmige Scheibenmesser zum Schneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere Wurst, Fleisch, Käse und dergleichen. Sie werden in Hochleistungsschneidemaschinen so genannten Slicern eingesetzt und mit hoher Drehzahl von 3450 bis 5600 min-1 angetrieben. Die hohen Drehzahlen und die auftretenden Schnittkräfte erfordern eine sehr stabile Ausführung des Slicermessers. Ausgehend davon, die Messer in aufwändigen spanenden Herstellungsverfahren gefertigt werden müssen und ein relativ hohes Gewicht von 5250 g aufweisen. Der Schlüssel zur Lösung dieser Herausforderungen hinsichtlich Stabilität, Steifigkeit, Gewichtseinsparung, Werkstoffeinsatz und Fertigungsaufwand könnte in der endkonturnahen Fertigung durch Blechumformung liegen. In dieser Arbeit wurde ein werkstoffeffizientes, aus Stahlblech herstellbares Slicermesser entwickelt. Die Umformtechnologie zur Herstellung des Slicermessers wurde realisiert. Die Funktionsfähigkeit und die technische Zuverlässigkeit der hergestellten Slicermesser wurden experimentell überprüft und mit dem herkömmlichen Slicermesser verglichen. N2 - Slicer blades are circular disc blades for cutting food products, in particular sausage, meat, cheese and the like. They are used in high performance cutting machines called slicers and driven at high speed from 3450 to 5600 min-1. The high speed and the occurring cutting forces require very stable version of Slicer blades. Based on that, the knife must be made on elaborate Machining manufacturing process and have a relatively high weight of 5250 g. The key to the solution of these challenges with stability, rigidity, weight savings, use of materials and manufacturing costs could be the near net-shape manufacturing of sheet metal forming. In this work, a material-efficient, from sheet steel producible Slicer blades was developed. The forming technology for the production of Slicer blades was realized. The functionality and the technical reliability of the product Slicer blades were experimentally tested and compared with the conventional Slicer blades. KW - Messer KW - Blechumformen KW - Slicermesser KW - Blechbearbeitung KW - Biegesteifheit KW - Gewichtseinsparung KW - Slicer blades KW - Sheet metal forming KW - Rigidity KW - Weight saving Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-27228 ER - TY - THES A1 - Simon, Sylvio T1 - Möglichkeiten der Materialflußoptimierung an Betonmischanlagen N2 - Stationäre Betonmischanlagen sind höchstens zu 50 % ausgelastet. Mit zunehmender Anlagengröße sinkt dies Auslastung weiter, da die Zeitanteile für Dosieren, Füllen und Entleeren zunehmen, die Mischzeit aber konstant bleibt. Die vorliegende Arbeit beschreibt und diskutiert verschiedene Möglichkeiten, die Auslastung der Betonmischanlagen deutlich zu steigern. Je nach Anforderungen sind durch den Zweikübelaufzug, den Mischernachbehälter als auch durch einen neuen Mischer die größten Steigerungen möglich. Die vorgestellten Lösungen sind sowohl für neue Anlagen als auch zur Rekonstruktion von Altanlagen geeignet. Als positiver Nebeneffekt kann jede Betonmischanlage nun auch effektiv als Trockenfüllstation für Betonmischfahrzeuge fungieren. Alle Lösungen beeinflussen nicht die in Normen, z.B. DIN 1045 festgelegte Mindestmischzeit von 30 Sekunden. N2 - The degree of utilization of stationary concrete batching plants is at most 50 %. With a rising size of the plant this degree of utilization continues sinking, because the periods of metering, charging and discharging increase, but the mixing time remains constant. The work that lies before describes and discusses different opportunities to increase the degree of utilization of the concrete batching plants clearly. Depending on the demands the highest rises can be made possible by the two-skip hoists, the downstream mixing vessels, as well as by a new mixer. The represented results are suitable for both new plants and the reconstruction of old plants. The positive secondary effect is, that each concrete batching plant can be used as a dry filling station for transit mix trucks. All results don’t influence the in standards, for instance DIN 1045, defined minimum mixing time of 30 seconds. KW - Betonmischer KW - Beschicken KW - Dosieren KW - Prozessoptimierung Y1 - 1999 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-1515 SN - 3-933342-50-3 ER -