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BSc in MaschinentechnikBIBEBUVAEliminierung von Federbrüchen an DruckmaschinenDruckmaschinen / Betreuer: Giuliano SoldatiExperte: Felix ScheuterProjektpartner: GIMACO Ingeniur AG für Maschinenbau, BernDie Firma Gimaco Ingenieur AG in Bern konstruiert mechanische Walzenlager für Druckmaschinen. Wegender hohen Belastung kommt es in ca. 1% der Fälle zu Brüchen der beiden Blattfedern des Walzenlagers.In dieser Diplomarbeit ging es darum, mögliche Gründe für die Brüche der Blattfedern zu finden. In derFolge sollte die Blattfeder so optimiert werden, dass Brüche verhindert werden können.AusgangslageDamit in Druckmaschinen derFarbfilm gleichmässig verteilt werdenkann, werden Walzenlagereingesetzt. Diese halten den Anstelldruckder Walzen durch automatischesKorrigieren der Lageder Walzen praktisch konstant.Die Walzenlager bestehen im Wesentlichenaus zwei Blattfedern,welche die nötige Kraft zum Anstellender Walzen erbringen undaus einer Gegenfeder, die zusammenmit einer Verstellvorrichtungdie richtige Einstellung des Anpressdrucksermöglicht. Bei denverwendeten, bereits weiterentwickeltenBlattfedern, ereignen sicheinige wenige Federbrüche. Dader Austausch dieser Federn mitMaschinenstillständen verbundenist, wäre eine nochmalige Verbesserungder Feder wünschenswert.VorgehenMit Erfahrungswerten der FirmaGimaco Ingenieur AG wurde dieBelastung des Walzenlagers undsomit der Blattfeder berechnet.Die auf die Blattfeder des Walzenlagerswirkende Belastung wurdemittels FEM-Analyse an drei Variantender Blattfeder untersucht.Die Härte der Blattfeder wurdemittels Metallographie der Schliffprobeund dem Härtetest nachRockwell-C und Vickers Verfahrengeprüft. Die Härteprobe wurde zuerstmit der ursprünglichen Blattfeder,die lasergeschnitten war,durchgeführt. Als nächstes wurdeeine Blattfeder, die wassergeschnittenwar, auf ihre Härte untersucht.Um zu kontrollieren, obdas richtige Material (Stahl Ck 45oder Ck 75) verwendet wurde,wurde das ZTU-Diagramm eingesetzt.An den wasserstrahl- undlasergeschnittenen Blattfedernwurde zudem eine Zugprobedurchgeführt.Ein weiterer Untersuchungsschrittwaren Messungen der Spannungenmit Dehnungsmessstreifen(DMS). Die Untersuchungen mitden DMS wurden auch mit FEMkontrolliert.Ausserdem wurde berechnet, wieeine 50% schwerere Gummiwalzeeingesetzt werden könnte.ErgebnisseAls Hauptursache für die Brüchewurden Mikrorisse an lasergeschnittenenBlattfedern bestimmt.Blattfeder des mechanischen Walzenlagers (FEM)Die Risse vergrössern sich durchSchwingungen und bei einer anschliessendenGewalteinwirkungkommt es zum Bruch. Mittels Ermüdungsnachweiskonnte bestätigtwerden, dass die blosse Ermüdungdes Materials nicht denGrund für die Brüche darstellt.Die Untersuchungen zeigen, dassWasserstrahlschneiden in Kombinationmit einer geometrischenVerbesserung der Blattfeder, einerVerwendung von Ck75-Stahl undeiner Anlasstemperatur von 400 °Cam vielversprechendsten ist, umBrüche an der Blattfeder zu minimieren.Enver Enrique BuendiaOrozcoti.bfh.ch193