Rohteiles im Gesenk stattfand. Im Verlauf der Bilder 5000 bis 5800 ist die Sprühkühlung nachgeregelt worden, was an dem kurzzeitigen Absinken des Tem peraturniveaus zu er - kennen ist. Überwachung der Sprüh mittel ausbrin gung Störungen in der Sprühkühlung erweisen sich immer wieder als Grund für eine thermische Überlastung einzelner Bereiche von Ge - senk oberflächen. Häufig sind verstopfte Aus - lass öffnungen der Sprühkühlungs ein rich tung der Grund. In Bild 3 ist ein Zyklusausschnitt von drei Bereichen auf einer ebenen Stauch bahn dargestellt. Die relativ ebenen Niveaus der drei Bereiche zwischen Bild 280 und 350 zeigen wiederum die Oberfläche nach der Sprüh - kühlung (Ausschlag links), die sich leicht aus der Tiefe des Werkzeugs wieder er wärmt, und vor dem erneuten Einlegen (Aus schlag rechts). Die Aufnahme der ebenen Stauchbahn ist an demselben Um form ag gre gat wie der seriennahe Prozess erfolgt und diente der Erprobung des Ver suchs auf baus an einer vereinfachten Werkzeug ge ometrie. Auffallend an diesem Graphenaus schnitt ist, dass sich die Werte eines der drei Bereiche deutlich über denen der beiden anderen befinden. Die Verteilung der Temperatur auf der Ober fläche ist in Bild 4 (jeweils Bild aus dem Originalbild) dargestellt. Deutlich sichtbar ist ein Bereich erhöhter Temperatur im hinteren Teil der Stauchbahn (rechtes Bild: Pfeil, vergl. Graph „Bereich 504-302“, Bild 3) die anderen roten Bereiche neben der Stauch bahn resultieren aus im Pressenraum befindlichem Abbrand, der eine andere Temperatur und einen anderen Emissions ko effizienten aufweist. Nach Prüfung der Aus lassöffnungen im Sprühkopf stellte sich eine teilweise Ver - stopfung der für diesen Bereich der Stauch - bahn eingestellten Düse heraus. Es kann aus diesem Sachverhalt gefolgert werden, dass eine Änderung der Aus brin gung der Sprüh - kühlung detektierbar ist. Detektion einer Werkzeugschädigung Weiterhin war im Rahmen der Studie zu überprüfen, ob sich Werkzeugschädigungen mit Hilfe einer thermografischen Aus wer tung detektieren lassen. Da in keinem der überwachten Prozesse eine Schädigung (Aus bruch, Riss) im Werkzeug auftrat, wur de die Gesenk - oberfläche künstlich im Ober gesenk geschädigt (Bild 5, links). Die thermografische Aus - wertung während eines seriennahen Prozesses zeigt im Bereich der Schädigung eine deutliche Abweichung von der umgebenden, relativ gleichmäßigen Tem peraturverteilung (Bild 5, rechts). Dies liegt neben anderen Einflüssen haupt - sächlich an folgendem Effekt: Die maximale Strahlungsintensität befindet sich in Rich tung der Flächennormalen und nimmt mit grö ßerem Winkel zwischen Flächen nor ma len und De - tektionsrichtung ab. Dies entspricht dem Lam - bertschen Kosinusgesetz. Da im Bereich der Schädigung die Flächen normalen kein homogenes Richtungsfeld mehr aufweisen, kommt es zu einer deutlichen Abweichung der detektierten Strah lungsintensität in der Thermo gra - fieauf nah me. Trotz dieses positiven Ergeb nis - ses sind zur Detektion typischer Werk zeug - schädi gungen in Form von Rissen weitere Un - ter su chungen durchzuführen. Schlussfolgerung Die Machbarkeitsstudie hat gezeigt, dass die IR-Thermografie zur Überwachung der Ge senkoberfläche geeignet ist. Die Mög lich - keit, Schädigungen und Temperaturtrends während des laufenden Prozesses aufzunehmen, konnte aufgezeigt werden. Derzeit ist diese Technik noch recht kostenintensiv, so - dass sich ein Se rieneinsatz nur unter besonderen Umständen rechtfertigen lässt. Auch in diesem Bereich wird die Wei ter ent wick lung der Tech nik rasch vor an schrei ten, so dass entsprechende Geräte in Zukunft auch für ei - nen weitgehenden industriellen Einsatz eine lohnende An - schaffung darstellen werden. Fachbeiträge 36 Schmiede-Journal September 2009 Prof. Bernd-Arno Behrens Dr. Christian Reuß Dipl.-Ing. Literatur: Tobias Vieregge ALA08 Alasti, M.: Modellierung von Reibung und Wärmeübergang in der FEMSimulation von Warm massiv umform pro - zes sen, Diss., Leibniz Universität Han no - ver, Produktionstechnisches Zen trum, Gar - bsen, 2008. DOE07 Doege, E.; Behrens, B.-A.: Handbuch Umformtechnik: Grundlagen, Technologien, Maschinen, Springer Ver - lag, Berlin, Heidelberg, 2007. VDI06 Verein Deutscher Ingenieure: VDI-Wärmeatlas, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006. Die Herstellung nahtloser profilierter Ringe durch Ring walzen erfolgt derzeit zu meist durch Einsatz produktspezifisch profilierter Walzen oder auf Sonder - maschinen. Hierdurch wird Bild 1: Prinzip Ringwalzen. Einführung Nahtlose Ringe werden heute häufig durch Ringwalzen mit unterschiedlichsten Arten von Ringwalzmaschinen hergestellt. Insbesondere für mittlere (100 mm) bis sehr große Ring - durchmesser (etwa 10 m) werden heute verbrei - tet so genannte Radial-Axial-Ringwalz werke eingesetzt. Dabei erfolgt im Radial walz spalt zwischen Dorn- und Hauptwalze eine Re duk - tion der Wanddicke und in dem aus kegelförmigen Walzen gebildeten Axialwalz spalt eine Re - duktion der Ringhöhe (Bild 1). Aus der sich auf die se Weise ergebenden Quer schnitts re duk tion folgt im Ver lauf der Wal z ung eine ent spre - chende Zu nah me des Durch mes sers. Auf Ra - dial-Axial-Ringwalz wer ken werden überwiegend Ringe mit rechteckigem Ring quer schnitt gewalzt, wo bei mit einer Maschine und einem Werk zeug satz hoch flexibel nahezu be liebige Ringab mes sun gen gewalzt werden können. Die
2009-09-Schmiede-Journal
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