Berechnung durchbruchbedingter Steifigkeitsminderungen und Spannungsüberhöhungen bei Werkzeugmaschinen

Mit Hilfe der FEM wurde der EinfluB von DurchbrUchen in Werkzeug­ maschinen fUr zwei verschiedene Gestellbauteile untersucht. Zum einen ist dies ein kastenformiger Stander, bei dem der Steifigkeits­ abfall infolge eines Durchbruches von Interesse ist. Hierzu wurde eine Vielfalt von Durchbruchsformen und -groBen untersucht. Zum anderen ist das ein O-Gestell einer Umformmaschine. Hierbei interes­ siert die Spannungsausbildung im Gestell infolge eines Durchbruches. Die Ergebnisse der Rechnung fUr den Stander mit Kastenquerschnitt zeigen den erheblichen EinfluB, den ein Durchbruch auf die Steifig­ keit haben kann. Die Ergebnisse wurden so aufbereitet, so daB der EinfluB von verschiedenen Durchbruchsformen und -groBen aus graphi­ schen Darstellungen dem Konstrukteur direkt zuganglich ist. Weiter­ hin kann er mit Hilfe von Kurven gleicher Steifigkeit die fUr seinen Fall optimale Durchbruchsform auswahlen. Zur Verminderung des Einflusses des Durchbruches auf die Steifig­ keit wurden zwei konstruktive MaBnahmen rechentechnisch untersucht. Die erste MaBnahme ist die Einbringung einer Querschotte direkt ober- und unterhalb des Durchbruches. Diese MaBnahme erwies sich insbesondere bei der Torsion als besonders geeignet, wo eine bis zu 265 % Steigerung der Steifigkeit gegenUber dem Fall ohne Quer­ schotte erzielt werden konnte. Die zweite MaBnahme war die Anbrin­ gung eines Wulstes urn den Durchbruchsrand. Hierbei ergab sich mit 152 % Steifigkeitssteigerung ebenfalls beim Lastfall Torsion das beste Ergebnis.