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SCHERDELaktuell 3/2007 - Scherdel GmbH

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FORSCHUNG<br />

Sickenoptimierung an kom plexen Stanzbiegeteilen<br />

Mitarbeiter-Portrait<br />

Wir stellen Ihnen hier Mitarbeiter<br />

vor, die für Sie als Ansprechpartner<br />

von Interesse sind.<br />

Richtig positionierte und dimensionierte Sicken kö nnen Bauteile ohne zusätzlichen Materialeinsatz<br />

gezielt versteifen und entlasten<br />

TECHNOLOGIE & PRODUKTENTWICKLUNG - NACHRICHTEN<br />

Weitere Informationen zu<br />

diesem Thema:<br />

INNOTEC Forschungs- und<br />

Entwicklungs-<strong>GmbH</strong><br />

Numerische Simulation<br />

<strong>Scherdel</strong>str. 2<br />

95615 Marktredwitz<br />

Tel. +49 9231 603-512<br />

R<br />

egen-Licht-Sensoren werden heute<br />

in den allermeisten Fällen hinter<br />

dem Rückspiegel an der Windschutzscheibe<br />

befestigt, teilweise in die<br />

Spiegelbefestigung integriert. Sie dienen<br />

sowohl der Sicherheit als auch<br />

dem Komfort und können die Scheibenwischer<br />

automatisch mit der Witterung<br />

angepassten Wischintervallen steuern.<br />

Funktion und Anforderungen<br />

Dies wird erreicht, indem IR-Licht mit<br />

einer Sendediode in die Windschutzscheibe<br />

eingekoppelt wird und an einer<br />

Empfangsdiode die Lichtmenge gemessen<br />

wird. Die gemessene Lichtleistung<br />

variiert mit der Anzahl der Regentropfen<br />

auf der Scheibe, weil der Brechungsindex<br />

in Luft und Wasser unterschiedlich<br />

ist und so der Reflexionsgrad<br />

variiert (siehe Abb. 1). Die optische Ankopplung<br />

des Sensors an die Windschutzscheibe<br />

wird mit einem weichen<br />

transparenten Gel erreicht, das blasenfrei<br />

mit definierter Flächenpressung an<br />

die Scheibe gepresst wird. Die Anpresskraft<br />

wird in der Regel mit einer<br />

Blattfeder realisiert.<br />

Integration von Blattfeder und<br />

Gehäuse in einem Stanzbiegeteil<br />

Das von SCHERDEL entwickelte<br />

Stanzbiegeteil realisiert Gehäuse und<br />

Blattfeder in einem Bauteil. Da diese<br />

Konstruktion fertigungsbedingt nur mit<br />

einer Blechstärke realisiert werden<br />

kann, muss der Teil des Stanzbiegeteils,<br />

der nur der Kraftübertragung<br />

dient, also möglichst steif sein soll, mit<br />

Sicken versehen werden. Bei komplexen<br />

Bauteilen stellt sich hier oft die Frage,<br />

wo die Sicken effektiv sind und in<br />

welcher Form die Sicken ausgeführt<br />

werden sollen.<br />

Sickenoptimierung mit TOSCA<br />

Die Optimierungssoftware TOSCA<br />

stellt für diese Fragestellung geeignete<br />

Abbildung 2<br />

Werkzeuge zur Verfügung, die auf Basis<br />

der Spannungsverteilung im unversteiften<br />

Werkstück einen Vorschlag für<br />

Sickenpositionen und Formen berechnen<br />

(siehe Abb. 2). Dieser Vorschlag<br />

muss anschließend so überarbeitet<br />

werden, dass ein fertigungstechnisch<br />

realisierbares Stanzbiegeteil erreicht<br />

wird.<br />

Evolution zum fertigungstechnisch<br />

realisierbaren Stanzbiegeteil<br />

In mehreren Konstruktions- und Simulationszyklen<br />

wird der TOSCA-Vorschlag<br />

variiert und die Wirksamkeit der<br />

verschiedenen Sicken überprüft (siehe<br />

Abb. 3). Im vorliegenden Fall konnte<br />

Abbildung 3<br />

bereits nach fünf Zyklen die endgültige<br />

Geometrie festgelegt werden, wobei eine<br />

Versteifung des Bauteils um fast<br />

70% von 133 N/mm auf 222 N/mm erreicht<br />

wurde. Gleichzeitig konnte die<br />

Belastung des Bauteils um beinahe<br />

40% von 1378 MPa auf 864 MPa vermindert<br />

werden. Die geringere Belastung<br />

ermöglichte den Einsatz einer<br />

preisgünstigeren Materialgüte, was mit<br />

einer Kostenreduzierung einherging.<br />

Zusammenfassung<br />

Das angeführte Beispiel zeigt anhand<br />

eines komplexen Stanzbiegeteils, wie<br />

der effiziente Einsatz moderner Berechnungswerkzeuge<br />

in der SCHERDEL<br />

Gruppe zu effizienten Lösungen führt.<br />

Anscheinend gegensätzliche Anforderungen<br />

(steifes Gehäuse — weiche Feder)<br />

können durch die Nutzung neuer<br />

Konzepte miteinander in Einklang gebracht<br />

werden. Der Entwicklungsprozess<br />

wird durch die Reduktion von<br />

Prototypen deutlich beschleunigt und<br />

gleichzeitig werden qualitativ hochwertige<br />

und innovative Produkte möglich gemacht.<br />

Animationen finden Sie unter:<br />

www.scherdel.de -><br />

FORSCHUNG & ENTWICKLUNG -><br />

Numerische Simulation<br />

Prof. Dr. Magerl<br />

Seit 1. April unterstützt Prof. Dr.<br />

Franz Magerl die für Forschung,<br />

Entwicklung und Innovationen zuständige<br />

SCHERDEL-Tochterfirma INNOTEC<br />

<strong>GmbH</strong> in Poppenreuth bei Marktredwitz.<br />

Herr Prof. Dr. Magerl wurde 1962 in<br />

Weiden geboren und studierte nach einer<br />

Berufsausbildung an der FH Regensburg<br />

und an der Universität Stuttgart<br />

Maschinenbau. Anschließend promovierte<br />

er 1994 am Max-Planck-Institut<br />

für Metallforschung in Stuttgart über<br />

struktur- und bruchmechanische Aufgabenstellungen<br />

im Motoren- und Turbinenbau.<br />

Berufliche Erfahrung sammelte<br />

er von 1989 bis 1990 als Forschungsund<br />

Entwicklungsingenieur bei der<br />

Daimler-Benz AG im Bereich Werkstofftechnik<br />

und Strukturmechanik. Im Rahmen<br />

eines Studien- und Forschungsaufenthaltes<br />

in Japan vertiefte Prof. Dr.<br />

Magerl 1993 werkstofftechnologische<br />

Fragestellungen. Von 1994 bis 1997<br />

war er bei der Robert Bosch <strong>GmbH</strong> in<br />

der Forschung und Entwicklung für Diesel-<br />

und Benzineinspritztechnik tätig.<br />

Neben seiner Tätigkeit in Stuttgart arbeite<br />

er von 1995 – 1996 im Rahmen<br />

eines Joint Ventures bei der Diesel<br />

Technology in Grand Rapids / USA.<br />

Anschließend wechselte Prof. Dr.<br />

Magerl 1997 an die neu gegründete<br />

Fachhochschule Amberg-Weiden. Neben<br />

der Aufbauplanung und der Etablierung<br />

der Studiengänge Wirtschaftsingenieurwesen<br />

und European Business<br />

and Language Studies am Standort<br />

Weiden verantwortet er die Vorlesungen<br />

Technische Mechanik, Werkstofftechnik,<br />

Entwicklung und Computer<br />

Aided Engineering. Sein Forschungsschwerpunkt<br />

liegt im Einsatz von innovativen<br />

Methoden und Verfahren im<br />

Produktentwicklungsprozess.<br />

TECHNOLOGIE & PRODUKTENTWICKLUNG - NACHRICHTEN<br />

Abbildung 1<br />

6<br />

7

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