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Umformtechnik Elektrostauchen bietet ein breites Anwendungspotenzial

| Autor/ Redakteur: Franz Suttan und Emile Fortanier / Dietmar Kuhn

Das Elektrostauchverfahren ist bereits seit langem bekannt, die früher häufigere Anwendung wurde auf Grund von Materialkosten und durch konkurrierende Verfahren zurückgedrängt. Mit neuen Anwendungsbereichen bietet es jedoch auch heute noch durchaus technologisch und wirtschaftlich interessante Vorteile.

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Das Elektrostauchverfahren – lange verschmäht, erlebt es derzeit mit neuem Anwendungspotenzial eine Renaissance. Bild: Lasco
Das Elektrostauchverfahren – lange verschmäht, erlebt es derzeit mit neuem Anwendungspotenzial eine Renaissance. Bild: Lasco
( Archiv: Vogel Business Media )

Außer der Erwärmung mit fossilen Brennstoffen werden im Wesentlichen zwei Methoden zur Erwärmung von metallischen Werkstoffen in Form von Stangenmaterial vor dem Umformprozess angewendet: die konduktive Erwärmung oder Widerstandserwärmung und die Induktionserwärmung. Unstrittig haben beide Methoden ihre Vor- und Nachteile.

Elektrostauchen mit langer Tradition

In dieser Ausarbeitung soll jedoch keine vergleichende Betrachtung erfolgen, sondern lediglich das Prinzip und die Anwendungsmöglichkeiten der Widerstandserwärmung – speziell des Elektrostauchverfahrens – behandelt werden. Das Elektrostauchverfahren wurde durch den italienischen Ingenieur Giaccino am Anfang des letzten Jahrhunderts in enger Anlehnung und Modifizierung an das Stumpfschweißen erfunden. Er erhielt auf dieses Verfahren ein Patent.

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Beim Elektrostauchen und bei der reinen Widerstandserwärmung fließt bei niedriger Wechselspannung (zirka 3 bis 6 V) ein hoher elektrischer Strom (je nach Stangendurchmesser 40000 bis 70000 A) durch den zu erwärmenden Stangenabschnitt, der durch Kontaktelektroden mit unterschiedlichem Potential begrenzt wird. Durch die hohe Stromdichte und den ohmschen Widerstand des Materials erwärmt sich der Stangenabschnitt.

Bei der reinen Widerstands- oder konduktiven Erwärmung erfolgt in aller Regel keine Verformung. Beim Elektrostauchverfahren erfolgt gleichzeitig mit der Erwärmung durch Vorschub über einen Hydraulikzylinder eine Volumenanhäufung. Mit wachsendem Materialvolumen wird der Abstand zwischen den Elektroden vergrößert. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Verfahren: das Frei- und das Formstauchen (Bild 1 – siehe Bildergalerie).

Sonderformen mit unterschiedlichen Durchmessern sind möglich

Weitere Formen, wie beispielsweise das Kugelstauchen oder Kegelstauchen, sind in halboffenen Matrizen ebenfalls möglich (Bild 2). Darüber hinaus sind auch Sonderformen mit unterschiedlichen Durchmessern beziehungsweise unterschiedlichen Querschnitten unter Anwendung spezieller Vorrichtungen herstellbar.

Über die Frei-, Form- und Matrizenstauchungen am Stangenende hinaus können Volumenansammlungen an jeder Stelle erfolgen. Unter Anwendung einer speziellen Doppelstauchmaschine sind Volumenanhäufungen an beiden Stangenenden gleichzeitig möglich, wie die Beispiele einer Drehstabfeder und eines Stabilisators zeigen (Bild 3).

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