Beim Gesenkschmieden mit Handbedienung ist die vorherrschende Arbeitsweise die Einzelbelegung von zwei außermittig angeordneten Gesenken. Eine Folge davon sind relativ große wechselseitige Kippungen des Stößels entsprechend der Lage der jeweils belegten Arbeitsstufe. Dies und die Horizontalverlagerung im Rahmen des Stößelführungsspieles und der elastischen Deformationen führen zu einem Versatz zwischen Ober- und Untergesenk. Die zunehmenden Anforderungen an die Genauigkeit der Schmiedestücke haben deshalb zu einer verstärkten Anwendung von Gesenkführungen geführt, die dem Versatz entgegen wirken. Um außerdem die Führungskräfte und damit den Verschleiß der Gesenkführungen zu senken, hat sich in zahlreichen Gesenkschmieden die "schwimmende" Befestigung der Untergesenke durchgesetzt. Untersucht wurde deshalb ein Werkzeughalter, bei dem eine echt schwimmende Lagerung der Untergesenke mit der unteren Aufspannplatte erfolgt.
Für die Untersuchungen wurde eine Kupplungsspindelpresse mit 25.000 kN Nennpreßkraft herangezogen.
Zur Simulation des elastischen Verhaltens wurde ein Finite-Elemente-Modell der Presse mit dem Werkzeug aufgestellt. Dieses Modell besteht aus 151.530 Tetraederelementen und beinhaltet mehrere Kontaktflächen. Durch das Vorhandensein der Kontaktflächen wird die Berechnungsaufgabe - trotz linear-elastischem Materialverhalten - nichtlinear (Problem der nichtlinearen Statik). Besondere Probleme bereitete die Vernetzung von Spindel und Spindelmutter wegen der Vielzahl der Krümmungsradien.
Beim Einsatz eines schwimmenden Werkzeughalters kann der Versatz zwischen Unter- und Oberwerkzeug stark verringert werden (im Berechnungsbeispiel um 50 Prozent). Ein weiterer positiver Effekt ist die Verringerung der maximalen Kontaktspannung im Oberwerkzeug. Demgegenüber steht die Erhöhung der Führungskräfte in der Maschinenführung und der Stößelkippung.
Das Projekt wurde vom Industrieverband Deutscher Schmieden Hagen gefördert.