Verwendung von Zementbeton für dynamisch belastete Strukturbauteile von Werkzeugmaschinen

von Caroline Kiesewetter-Marko

196 Seiten, Taschenbuch

Kurzbeschreibung des Verlags

Die Arbeit stellt ein methodisches Vorgehen vor, mit dem eine werkstoffgerechte und effiziente Konstruktion und Auslegung von dynamisch belasteten Strukturbauteilen von Werkzeugmaschinen aus Zementbeton möglich ist.
Nach Erläuterung der Motivation und des Hintergrundes folgt die Darstellung des Stands der Forschung und Technik sowohl im Bereich der Konstruktion und Auslegung von Werkzeugmaschinen als auch bzgl. relevanter Eigenschaften von Betonwerkstoffen und deren Einsatz im Werkzeugmaschinenbau. Der Fokus liegt auf statischen und dynamischen Eigenschaften. Darauf aufbauend wird die zentrale Forschungsfrage der Arbeit formuliert und in drei Teilforschungsfragen zur methodischen Bearbeitung der Aufgabenstellung aufgegliedert.
Zunächst wird ein methodisches Vorgehen zur systematischen Ermittlung der bauteil-seitigen Anforderungen eingeführt und beispielhaft an zwei Werkzeugmaschinen durchgeführt. Anschließend wird ein Resonanzprüfstand zur Untersuchung der dynamischen Wechseldauerbelastung von Zementbeton für hohe Frequenzen zwischen 300 und 550 Hz weiterentwickelt. Ein entsprechendes Versuchsprogramm wird erstellt und durchgeführt. Mittels Einführung eines Klassifizierungsmodus wird eine vergleichbare Auswertung der Ergebnisse erreicht. Aus der Ergebnisanalyse wird ein Bereich für die Dauerfestigkeitsgrenze von ultra-hochfestem Beton (UHPC) im genannten Frequenzbereich ermittelt und eine Auslegung zur sicheren Seite abgeleitet.
Die gewonnenen Erkenntnisse werden im weiteren Verlauf auf ein aufgestelltes methodisches Vorgehen zur systematischen Auslegung von Strukturkomponenten einer Werkzeugmaschine angewendet. Anhand simulationsgestützter Untersuchungen verschiedener Konstruktionsvarianten wird deren Einfluss auf das dynamische Strukturverhalten untersucht, bewertet sowie zentrale Aussagen zur Konstruktion von Strukturbauteilen aus Zementbeton getroffen.
Anschließend erfolgt die Validierung der Erkenntnisse anhand umfassender messtechnischer Untersuchungen. Erstmalig werden Dauerschwing- und Überlastversuche an einer Maschinenbaugruppe durchgeführt, mit denen die bisherigen Ergebnisse in die Praxis überführt werden.
Die Ergebnisse tragen zu einer besseren Einschätzung der Verwendbarkeit von Zementbeton in Werkzeugmaschinen bei und liefern, neben der Adressierung von Forschungslücken, auch praktisch verwertbare Erkenntnisse für die Auslegung von Beton-Komponenten im Werkzeugmaschinenbau. Ein konkreter Nutzen ist jedoch weiterhin immer am Einzelteil zu bewerten.

• Reihe: Ergebnisse aus der Produktionstechnik
• ISBN: 9783985553228
• Erscheinungsdatum: 27.01.2026
• Genre: Technik/Maschinenbau, Fertigungstechnik
• Verlag: Apprimus Verlag