Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Einfluss der Lastein-/ableitung auf die Gestaltfestigkeit reibschlüssiger Verbindungen

Reibschlüssige Verbindungen wurden bisher ausschließlich in Form der Lastableitung über die Nabe untersucht. Folglich war das Übermaß immer so gewählt, dass alle Schubkräfte in der Fuge reibschlüssig übertragen werden. Bei einer Vielzahl von Einsatzfällen (z.B. den Wälzlagerinnenringen) ist dies weder realisierbar noch gewünscht - einerseits soll die axiale Verschiebbarkeit gewährleistet sein, andererseits sollen zusätzliche Beanspruchungen im Innenring durch den Presssitz vermieden werden. Obwohl die Innenringe auch im Kraftfluss weder Torsion noch Biegung übertragen (müssen), treten infolge der Durchbiegung bzw. der unterschiedlichen Verdrillungs-steifigkeiten Relativbewegungen in der Fuge auf. Damit steigt in Verbindung mit den typisch niedrigen Übermaßen die Gefahr der reibkorrosiv bedingten Risse in der Fuge. Im Vorhaben soll insbesondere dieser Lastfall, auch Biegemomentübertragung nicht über die Nabe genannt, experimentell untersucht werden. Dazu werden bisher vernachlässigte Querkräfte in die Verbindung eingeleitet. Mit den zu erwartenden Ergebnissen können ebenfalls die in der FKM-R enthaltenen nicht wissenschaftlich untersetzten Angaben zur Biegemomentleitung auf eine fundierte Basis gestellt werden. Die Lastleitung stellt auch bei kurzen, kompakten Wellen mit großen Durchmesserunterschieden (beispielsweise Getriebewellen mit aufgepressten Zahnrädern) ein Problemfall dar. Die Biegelinie und damit auch die an der kritischen Kerbe anliegende Biegebeanspruchung stimmen nicht mehr mit dem idealen mechanischen Balkenmodell überein. Die Erfahrungen zeigen, dass infolge dessen die Beanspruchungen in der Kerbe zu hoch berechnet werden und somit das verfügbare Übertragungspotential nicht voll ausgeschöpft wird. Mit Hilfe einer numerischen Parameteranalyse soll ein geeignetes Berechnungsmodell für derartige Wellenkonfigurationen entwickelt werden. Von den Ergebnissen partizipieren besonders die KMU, weil diese zahlreich im Bereich der Antriebstechnik tätig sind.