Für die Produktion von Schraubendruckfedern gibt es bislang keine zerstörungsfreien In-Situ-Überwachungslösungen. Auf Grundlage einer neuen Doktorarbeit könnte sich das ändern.
Mathias Lorenz M. Eng. demonstriert an der Universalprüfmaschine des Bereiches Maschinenbau/Verfahrens- und Umwelttechnik die Ergebnisse seiner Arbeit.
Kerstin Baldauf | Hochschule Wismar
Die Rissdetektion an Schraubendruckfedern aus höchstfesten Stahldrähten ist während der Produktion mittels akustischer Emission zerstörungsfrei möglich. Das ist das Ergebnis der Doktorarbeit von Mathias Lorenz M. Eng. an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Hochschule Wismar. Durch Laborversuche konnte Lorenz relevante Einflussfaktoren auf das akustische Signal identifizieren und eine automatisierte In-situ-Rissdetektion ermöglichen.
Es habe sich gezeigt, so die Pressestelle der Hochschule Wismar, "dass Material- und Prozessparameter keinen Einfluss auf die risstypischen akustischen Signale haben, die bei einer Ähnlichkeit von 65 % materialspezifisch gleichbleiben." Mikrorisse ab einer Größe von 20 µm seien zuverlässig detektiert und durch Rasterelektronenmikroskopie bestätigt worden. Auch ermögliche die Technik eine Unterscheidung verschiedener Schädigungsmechanismen wie wasserstoffinduziertem interkristallinem Spaltbruch und transkristallinem Wabenbruch in In-situ-Anwendungen.
Hohes Interesse für industrielle Anwendung
Laut Doktormutter Prof. Dr.-Ing. Daniela Schwerdt können die Forschungsergebnisse sowohl in der Federnindustrie zur Anwendung kommen als auch bei einer noch zu entwickelnden Prüfmethodik zur Verifizierung von Materialen für druckwasserstoffführende Systeme. "Wie hoch das Interesse für eine industrielle Anwendung ist, wurde durch die Anwesenheit von Industrievertretern der Fachbranche und deren Diskussionsbeiträge während der Verteidigung deutlich", so die Mitteilung.
Schraubendruckfedern erfüllen anspruchsvolle Aufgaben, das Speichern mechanischer Energie sowie das Erzeugen von Vorspannkräften. Ihre hohe Beanspruchung, etwa bei Ventilfedern in Motoren, erfordert entsprechende Oberflächen- und Werkstoffqualität. Da der Bruch einer Feder hohe Folgekosten verursachen kann, ist die Rissdetektion besonders wichtig.
