
P 1055 - Entwicklung von höchstfesten Stählen für alternative Wärmebehandlungen und für die Kaltmassivumformung von Bauteilen im KfzAntriebsstrang Die steigenden Anforderungen im Pkw-Bereich an Siche
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P 1055 - Entwicklung von höchstfesten Stählen für alternative Wärmebehandlungen und für die Kaltmassivumformung von Bauteilen im KfzAntriebsstrang Die steigenden Anforderungen im Pkw-Bereich an Sicherheit, Komfort und Fahrleistung haben in den vergangenen Jahren zu einer kontinuierlichen Zunahme des Fahrzeuggewichts geführt. Damit zukünftig eine weitere Entwicklung im Bereich der Fahrdynamik bei gleichzeitiger Reduzierung von CO2-Emissionen und Verbrauch erzielt werden kann, muss diesem Trend durch neue Leichtbau-Maßnahmen begegnet werden. Dafür werden ausgehend vom heutigen Stand der Technik Ansätze im Bereich des stofflichen und konstruktiven Leichtbaus sowie des Fertigungs- und Konzeptleichtbaus verfolgt. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens wurden neue Stähle und/oder eine angepasste Wärmbehandlung für Bauteile entwickelt, die im Antriebstrang eingesetzt werden. Der Schwerpunkt lag dabei im Bereich des stofflichen Leichtbaus. Laut einer Studie des Instituts für Kraftfahrzeuge der RWTH Aachen (ika) beruhen ca. 1/3 der Leichtbauideen für den Antriebsstrang auf stofflichem Leichtbau. Dabei wurde auch das Problem identifiziert, dass in vielen Fällen Maßnahmen im Bereich des stofflichen Leichtbaus in der Regel mit anderen Maßnahmen aus dem Bereich des konstruktiven Leichtbaus bzw. des Fertigungsleichtbaus unmittelbar verknüpft sind. Der damit verbundene sehr hohe Aufwand führte bisher zu großen Hemmnissen bei der Umsetzung dieser stofflichen Leichtbauansätze. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurde diese Problematik in Kooperation mit weiteren Teilprojekten aufgegriffen. Ein erster Schwerpunkt lag hierbei auf der Entwicklung und Optimierung von Stählen mit höherer Beanspruchbarkeit für Leichtbauanwendungen im Antriebsstrang. Dazu wurden großtechnisch bereits eingeführte Einsatz- und Vergütungsstähle bezüglich ihrer chemischen Zusammensetzung und Wärmebehandlung so modifiziert, dass das Potenzial ihres Eigenschaftsprofils in weit höherem Maße als bisher ausgenutzt wird. Weiter wurden mit Fokus auf großtechnische Realisierung neue Werkstoffkonzepte durch Mikrolegierung gezielt auf das erfolgversprechende Wärmebehandlungsverfahren Carbonitrieren abgestimmt, die zu einer höheren Bauteilbeanspruchbarkeit führen und somit über ein erhöhtes Leichtbaupotenzial verfügen. Die Bewertung des Leichtbaupotenzials erfolgte anhand des Bauteils Zahnrad in umfangreichen experimentellen Tragfähigkeitsuntersuchungen. Den zweiten Schwerpunkt des Forschungsvorhabens stellte die Erhöhung des Leichtbaupotenzials der Antriebsstrangbauteile in Verbindung mit dem Fertigungsleichtbau dar. Von besonderem Interesse ist hierbei die Kaltmassivumformung von Stählen mit einem hohen Umformvermögen, die kostengünstiger als leichtere Aluminiumlegierungen sind und die erforderliche hohe Grundfestigkeit besitzen. Um eine Kostenreduktion bei der Herstellung sicherstellen zu können, sollte auf eine nachfolgende Wärmebehandlung verzichtet werden. Es wurden daher neu entwickelte, aber noch nicht kommerziell verfügbare Werkstoffe mit höherer Umformbarkeit für die Kaltmassivumformung bezüglich ihres Eigenschaftsprofils und ihres Herstellweges optimiert. Veröffentlichung: Februar 2020 Beteiligte Unternehmen: ArcelorMittal Hochfeld GmbH, Bharat Forge CDP GmbH, Bodycote Wärmebehandlung GmbH, BorTec GmbH, Daimler AG, Deutsche Edelstahlwerke GmbH, EZM Edelstahlzieherei Mark GmbH, Felss Systems GmbH, fischerwerke GmbH & Co. KG, Georgsmarienhütte GmbH, GKN Driveline Trier GmbH, HAMMERWERK FRIDINGEN GmbH, Hanomag Lohnhärterei GmbH, Härterei Tandler GmbH & Co. KG, Heess GmbH & Co. KG, Hirschvogel Umformtechnik GmbH, Johann Hay GmbH & Co .KG, LechStahlwerke GmbH, Mannesmann Precision Tubes GmbH, Opel Automobile GmbH, Räuchle GmbH + Co. KG, RENK Aktiengesellschaft, Robert Bosch GmbH, Rohde Schutzgasöfen GmbH, Rohrwerk Maxhütte GmbH, Saarstahl AG, Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Sidenor SA, SKF GmbH, Swiss Steel AG, Vallourec Deutschland GmbH, Vestas Nacelles Deutschland GmbH, voestalpine BÖHLER Edelstahl, Volkswagen AG, ZF Friedrichshafen AG Forschungseinrichtungen: Institut für Eisenhüttenkunde, RWTH Aachen Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien - IWT, Bremen FZG - Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, TU München

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Tagungsband der Veranstaltung vom 16. und 17. Mai 2023, Haus der Technik, Essen Veranstaltungsbeschreibung: Hochfester Stahl im Stahl- und Anlagenbau Haus der Technik Der Stahl- und Anlagenbau entwickelt sich weiter. Der Einsatz von hochund höchstfesten Stählen ist dafür ein wichtiger Aspekt. Hier liegt ein großes Potential für neue Formen des Leichtbaus, für Effizienzsteigerungen im Materialeinsatz sowie für neue Konstruktionsarten mit dem Werkstoff Stahl. Die aktuelle Weiterentwicklung der Normenreihe des Eurocodes 3 DIN EN 1993 leistet mit der Integration hochfester Stähle mit Streckgrenzen bis 700 N/mm2, bzw. 960 N/mm2 im Teil 1-12, einen wichtigen Beitrag zur Schaffung eines breiteren Anwendungsfeldes derartiger Werkstoffe. Es ist jetzt an der Zeit, den Prozess der Durchdringung weiterer Bemessungsund Verarbeitungswege für die Zukunft mit Impulsen aus der Stahlanwendungsforschung zu unterstützen. Die Veranstaltung berichtet über den FOSTA Forschungsverbund HOCHFEST, der sich in mehreren Teilprojekten dieser Aufgabenstellung widmet. Der Forschungsverbund wurde vor ca. 3 Jahren ins Leben gerufen und identifiziert genau solche technisch-wissenschaftlichen Fragestellungen, die zur Verbesserung von Bemessungs- und Konstruktionsregeln, zur Weiterentwicklung von Entwurfs- und Anwendungstechniken sowie zur Erweiterung von Einsatzgebieten hoch- und höchstfester Stähle im Stahlund Anlagenbau beitragen können. Ergänzend werden bei der Veranstaltung solche aktuell laufende Forschungsvorhaben präsentiert, die nach dem Start von HOCHFEST initiiert wurden und anknüpfende Fragestellungen adressieren. In Summe zeichnet die Veranstaltung ein Gesamtbild über 35 aktuelle FOSTA Forschungsvorhaben zur Anwendung und Verarbeitung hochfester Stähle. Sie gibt den Teilnehmern aus Industrie und Wissenschaft die Möglichkeit zur inhaltlichen Diskussion, zur Fortbildung und zur Vernetzung in diesem wichtigen Themenbereich. Veranstalter: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V
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P 01 - Schallgedämpfte Stahlkonstruktionen im Brückenbau Bei der Durchführung des komplexen Forschungsvorhabens "Schallgedämpfte Stahlkonstruktionen im Brückenbau" ergab sich beinahe zwangsläufig eine Zusammenarbeit mit einer Reihe von Wissenschaftlern verschiedener Fachgebiete, von Institutionen und Firmen. Hierbei fanden wir in vielfältiger Weise Unterstützung zum Vorteil des Forschungsvorhabens. Der Studiengesellschaft für Anwendungstechnik von Eisen und Stahl e.V. Düsseldorf, sei für die großzügige Finanzierung des Vorhabens gedankt. Insbesondere danken wir Herrn Dr.-Ing. H. Witte, seinerzeit Kuratoriumsvorsitzender der Studiengesellschaft, und Herrn Ing.Grad. G.K. Wisniewsky, Geschäftsführer der Studiengesellschaft, für ihren persönlichen Einsatz bei der Verwirklichung des Forschungsprojektes. Dem Arbeitskreis "Schallgedämpfte Stahlkonstruktionen" der Studiengesellschaft, insbesondere Herrn Dipl.-Ing. A. Fahlbusch, Herrn Dr.-Ing. P. Koch und Herrn Dr.-Ing. W. Spieker, danken wir für fruchtbare Anregungen und Diskussionen. Das Forschungsvorhaben wäre ohne die Erprobung der im Labor untersuchten schalldämpfenden Verbundsysteme an einer Stahlbrücke nur Stückwerk geblieben. Für die großzügige Förderung des Vorhabens durch die Bereitstellung von zwei stählernen Hohlkastenbrücken in Hamburg, sei der Deutschen Bundesbahn, vertreten durch das Bundesbahnzentralamt München und durch die Bundesbahndirektion Hamburg, gedankt. Insbesondere danken wir Herrn Abteilungspräsident Dipl.-Ing. W. Stier und Herrn Dezernent Dipl.-Ing. E. Landwehr, BZA München, für ihr Engagement bei diesem Projekt. Herrn Dezernent Dipl.-Ing. H. Spelzhaus und Herrn Ing.Grad. W. Klemptner, BD Hamburg, sind wir für ihre Unterstützung bei der Durchführung des Großversuches dankbar. Herrn Prof. Dr. M. Heckldanken wir für die Beratung zu schalltechnischen Fraqen bei dem Forschungsvorhaben. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.H. K.Klöppel sind wir dankbar für hilfreiche Diskussionen zu Problemen im Zusammenhang mit dem Befestigungselement Setzbolzen und für die Obernahme der Prüfung der statischen Berechnungen zu den Brücken Hammerbrookstraße. Das Forschungsvorhaben wurde in teilweise erheblichem Maß durch die am Projekt beteiligten Firmen unterstützt. Veröffentlichung: 1978 Autoren: J. J. Hanel, T. Seeger
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P 02.1 - Traglastversuche für dünnwandige Tunnelausbauprofile aus Stahl Veröffentlichung: 1974 Autoren: H. Kessler, H. Duddeck
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P 02.2 - Tabellen zur Berechnung schildvorgetriebener Tunnel - Theorie II. Ordnung mit Längskraftverformung Die Standsicherheit eines Tunnels hängt bei hinreichendem Verbund zwischen Auskleidung und Gebirge von der Wechselwirkung zwischen Konstruktion und Baugrund ab. Da die Eigenschaften des natürlichen Gebirges nur pauschal erkundet werden können, darf der Tunnelausbau mit einem entsprechend einfachen mechanischen Modell bemessen werden. Für Tunnel im Lockergestein kann hierfür das Berechnungsmodell eines ebenen, biegesteifen Ringes gewählt werden, der im Bereich nach auswärts gerichteter Verschiebungen elastisch gebettet ist, vgl. die Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau. Für dickere Auskleidungen (Stahlbeton) reichen die Bemessungs-Diagramme aus, die nach Theorie I. Ordnung ermittelt wurden. Bei dünneren Auskleidungen aus hochfesten metallischen Baustoffen (z.B. Stahl oder GGG5o) sind die Verformungseinflüsse in den Gleichgewichtsbedingungen nicht mehr vernachlässigbar klein (Theorie II. Ordnung). Die Untersuchungen am Institut für Statik, die Arbeiten von Hain und Horst haben gezeigt, daß die Einflüsse aus den Längskraftverformungen bei dünnen Tunneln von der gleichen Größenordnung sein können wie die allein aus der Durchbiegung folgenden Effekte in einer Theorie II. Ordnung. Der vorliegende Instituts-Bericht enthält die für die Praxis aufbereiteten Ergebnisse einer vollständigeren Theorie II. Ordnung in Form von Tabellen und Zahlenbeispielen. Hierzu war eine eingehende Parameteranalyse erforderlich. Der dimensionslose Parameter ß= ksR 4 /EI erfaßt Bettung und Biegesteifigkeit, der Parameter f = I/FR2 das Verhältnis von Biege- zu Dehnsteifigkeit und damit die Verformbarkeit infolge der Ringkräfte. Die Berechnung erfolgt hier nach der Elastizitätstheorie. Die wirtschaftliche Bemessung von Tunnelauskleidungen ist eine Optimierungsaufgabe, weil dünnere Querschnitte zu geringeren Beanspruchungen führen können. Anhand der Tabellen kann daher - ohne den Rückgriff auf Computer-Programme - schnell ein günstiger Querschnitt gefunden werden. Die Forschungs- und Auswertearbeiten zu diesem Bericht gehören zu einem umfassenderen Forschungsprogramm über das elastische und plastische Tragverhalten von Tunnelauskleidungen aus Stahl. Sie wurden zum Teil finanziell unterstützt von der Studiengesellschaft für Anwendungstechnik von Eisen und Stahl e.V., Düsseldorf Für die Bereitstellung dieser Forschungsmittel danke ich der Studiengesellschaft. Veröffentlichung: 1975 Autoren: H. Kessler
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P 02.3 - Die Bemessung und Traglastberechnung stählerner Tunnelauskleidungen Veröffentlichung: 1976 Autoren: H. Kessler
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P 03 - Berechnungsgrundlagen für Wabenträger Wabenträger entstehen aus den üblichen Walzprofilen dadurch, daß deren Stege zickzackförmig aufgeschnitten, die dabei entstehenden Hälften um eine halbe Schnitteinheit gegeneinander versetzt und die abstehenden Stegteile direkt oder nach Einfügen von Zwischenblechen miteinander durch Schweißung verbunden werden. Das so entstehende Bauteil weist horizontale und vertikale Tragelemente auf, die als Gurte und Pfosten bezeichnet werden sollen. Gegenüber ihrem Ausgangsprofil weisen Wabenträger mehrere Vorzüge auf: a) Bei zweckmäßiger Schnittführung ist die Tragfähigkeit wegen des Gewinns an Bauhöhe größer. b) Sie sind aufgrund der vielen Stegöffnungen besser als Haupttragelemente von Geschoßdecken verwendbar, da wegen der erforderlichen Installationsleitungen die Hauptträgerstege ohnehin durchbrochen werden müssen, will man nicht an Bauhöhe verschenken und die Installationsleitungen unterhalb der Träger anordnen. Dem stehen jedoch auch einige Nachteile gegenüber, die vor allem in den erhöhten Herstellungskosten und der für eine Handrechnung zu aufwendigen Bemessung zu erblicken sind. Beidem könnte dadurch sinnvoll begegnet werden, daß: a) ein Bemessungsverfahren entwickelt wird, bei dem die Sicherheit gegen Versagen des Bauteils nachgewiesen wird. Das elastische Bemessungsverfahren liefert nur die Sicherheit gegen Fließbeginn an einer einzigen Stelle und führt, wie die in /22/ ver öffentlichen Untersuchungen zeigen, zu extrem unterschiedlichen Sicherheiten (zwischen v = 1,535 und v = 5,53) gegen Versagen. Die Anwendung des Traglastverfahrens bei der Bemessung der Wabenträger kann also zu wirtschaftlicheren Konstruktionen führen. b) Tabellen zur Verfügung gestellt werden, denen für eine vorgegebene Stützweite, Belastung, Fließgrenze, maximale Bauhöhe, maximale Durchbiegung und minimale Lochgröße für gebräuchliche Bauaufgaben ohne detaillierte Berechnung der zugehörige, den Vorschriften genügende günstigste,Wabenträger zu entnehmen ist. Die theoretischen Grundlagen hierfür bereitzustellen, d.h. an Hand der bisher durchgeführten Forschungsvorhaben und eigener experimenteller und theoretischer Untersuchungen ein Verfahren zur Ermittlung der Traglast von Wabenträgern zu entwickeln und darauf aufbauend eine Schnittoptimierung vorzunehmen (für verschiedene Stützweiten und Belastungen die gewichtsmäßig optimale Wabenform anzugeben) ist das Ziel dieser Arbeit. Veröffentlichung: 1975 Autoren: Dipl. Ing. W. Kanning
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P 04 - Experimentelle Prüfung an Fugenkonstruktionen durchgehend bewehrter Betondecken Autoren: Prof. Dr.-lng. J. Eisenmann, Dr.-lng. U. Lempe Veröffentlichng: 1975
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P 06 - Stahlbaualternative für das Hochschul-Aktionsprogramm in NRW Das Land Nordrhein-Westfalen plant in den Städten Duisburg, Essen, Wuppertal, Siegen und Paderborn den Bau von 5 Universitäten. Am 4.1.1972 wurde diese Entscheidung in einer Pressekonferenz des Finanzministers bekanntgegeben, deren Daten in der Anlage nachgelesen werden können. Die Planung wurde dem Staatshochbauamt II - ZPH - in Münster, unter Leitung des Regierungsbaudirektors Dirksmeyer übertragen. Dieser entwickelte mit seinen Mitarbeitern Grundrißsysteme, Schnitt- und Aufrißsysteme sowie die zugehörigen Haustechniken für Institute als Geschoßbauten, die in allen genannten Universitätsstädten errichtet werden sollen. Erstmals wurde damit der Beschluß gefasst und verwirklicht, ein sehr großes Bauvolumen einheitlich zu konstruieren und zu gestalten. Landtag und Regierung gaben der Bauindustrie damit die Chance der Typisierung und der Optimierung von Bausystemen. Die Bauindustrie wird nun beweisen müssen, wieweit sie diese Chance nutzen will und ob es ihr ernst war mit der Behauptung, ein Katalogisieren von Systemen lohne sich nur dann, wenn sehr große Bauvolumen zu bearbeiten seien. Veröffentlichung: 1973 Autoren: o.A.
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