Fünf neue Projekte gehen an den Start

Zum 1. Oktober 2026 starten fünf neue Forschungsprojekte mit einem Gesamtvolumen von rund 1,28 Millionen Euro. Drei Vorhaben werden vollständig über FVA-Eigenmittel finanziert, eines über die Industrielle Gemeinschaftsforschung und ein weiteres kombiniert Mittel aus IGF und FVA-EM. Inhaltlich reichen die Projekte von der Wärmebehandlung leistungsfähiger Zahnräder über Welle-Nabe- und Flanschverbindungen bis zur dynamischen Getriebesimulation und zur zuverlässigen Auslegung großer Lamellenkupplungen.

Die Ergebnisse sollen neue Auslegungsmethoden, belastbarere Berechnungsgrundlagen und praxistaugliche Modelle für industrielle Entwicklungsprozesse bereitstellen. Davon profitieren insbesondere Unternehmen, die Leistungsdichte, Betriebssicherheit und Ressourceneffizienz von Antriebssystemen verbessern wollen.

Vollbainitische Zahnräder mit höherer Tragfähigkeit

FVA 1122 I: Steigerung der Tragfähigkeit und Reduktion des Verzugs voll bainitisch umgewandelter Zahnräder nach dem Aufkohlen

Das Projekt untersucht eine veränderte Temperaturführung beim Abschrecken auf Randumwandlungstemperatur. Ziel ist es, bei neueren bainitischen Stählen wie 16MnCrV7-7 und 32MnCrMo6-4-3 sowohl den Rand als auch den Kern vollständig bainitisch umzuwandeln. Erwartet werden eine höhere Zähigkeit im Kern, geringere Maß- und Formänderungen sowie ein verbessertes Eigenspannungsprofil.

Dazu werden zunächst die Umwandlungskinetik im Grundzustand und im aufgekohlten Zustand sowie geeignete Abschreckstrategien untersucht. Werkstoff- und Bauteilversuche sollen anschließend zeigen, welches Potenzial die Wärmebehandlung für die Zahnfuß- und Flankentragfähigkeit bietet.

Nutzen für die Industrie: Die Wärmebehandlung könnte die Leistungsdichte vollbainitischer Zahnräder erhöhen und gleichzeitig Maß- und Formänderungen reduzieren. Potenziell geringere Schleifaufmaße und ein mit überschaubaren Investitionen umsetzbarer Prozess sind insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen aus Wärmebehandlung und Getriebeproduktion relevant. 

Erweiterte Berechnungsgrundlagen für einsatzgehärtete Passfederverbindungen

FVA 600 IV: Drehmomentübertragungsfähigkeit einsatzgehärteter Wellen in Passfederverbindungen

Das Vorhaben erweitert das in FVA 600 III entwickelte Versagenskriterium für Passfederverbindungen auf gehärtete Ausführungen. Grundlage ist eine definierte plastische Aufweitung der Nut. Damit entsteht ein weiterer Baustein für die Neukonzeption der DIN 6892. Die anwenderfreundliche Ergebnisdarstellung für Methode B der Norm soll beibehalten werden.

Nutzen für die Industrie: Konstrukteurinnen und Konstrukteure erhalten eine belastbarere Grundlage für die Dimensionierung gehärteter Passfederverbindungen. Gegenüber der bislang häufig auf internen Erfahrungswerten basierenden Auslegung lassen die Projektdaten höhere nutzbare Tragfähigkeiten erwarten.

Mehr Detailtiefe bei der Simulation der Getriebegehäusedynamik

FVA 711 IV: Erweiterung der modellierten Detailtiefe und automatisierte Integration dynamisch reduzierter Gehäuse in RIKOR

Mit der dynamischen Reduktion von FE-Gehäusestrukturen nach Craig-Bampton lassen sich elastische und trägheitsrelevante Gehäuseeigenschaften effizient in getriebedynamische Berechnungen mit RIKOR und DZP einbinden. Das Projekt erweitert die bisherige Methodik insbesondere im Hinblick auf die Abbildung von Dämpfung und die Auswahl relevanter Berechnungsstützpunkte.

Geplant sind unter anderem ein Verfahren zur systematischen Abschätzung geeigneter Rayleigh-Dämpfungskoeffizienten aus der Drehwegabweichung, eine komponentenweise Betrachtung der Dämpfung sowie die gezielte Ausrichtung der Berechnungsstützpunkte an systemrelevanten Eigenfrequenzen. Zudem wird die Anwendbarkeit auf komplexe Getriebesysteme untersucht.

Nutzen für die Industrie: Die erweiterten Verfahren ermöglichen eine physikalisch fundiertere Vorhersage der Schwingungsantwort von Getriebegehäusen. Die automatisierte und benutzerfreundliche Integration soll zugleich den Aufwand beim Aufbau detaillierter Simulationsmodelle begrenzen.

Reibwerte von Haftreibverbesserern unter dynamischer Belastung bestimmen

FVA 1123 I: Bestimmung des Reibwerts von Haftreibverbesserern unter dynamischer Belastung

Partikelbasierte Haftreibverbesserer können die Drehmomentübertragung in reibschlüssigen Flanschverbindungen erhöhen. Für ihre zuverlässige Auslegung fehlen jedoch belastbare Methoden, die multidirektionale Schlupfbewegungen, Vorkonditionierungseffekte und vorgegebene Last-Zeit-Folgen berücksichtigen.

Im Projekt werden ein skalenrobustes elastisch-plastisches FE-Modell und ein empirisches, recheneffizientes Reibwertmodell entwickelt. Laborversuche unter schwellender und wechselnder Torsionsbelastung sowie mit überlagerten radialen Lasten dienen der Parametrisierung. Abschließend sollen die Modelle auf anwendungsnahe Flanschgrößen übertragen und experimentell validiert werden.

Nutzen für die Industrie: Unternehmen erhalten Modelle zur Vorauslegung von Flanschverbindungen, die Losbrechmoment, zeitliche Reibwertentwicklung und Sicherheitsreserven berücksichtigen. Dies unterstützt die Entwicklung leistungsdichter Antriebsstränge und kann Material- und Gewichtseinsparungen ermöglichen.

Leistungsgrenzen großer nasslaufender Kupplungen sicher bestimmen

FVA 1121 I: Untersuchung der Einflussparameter auf die Leistungsgrenzen nasslaufender Kupplungen und Bremsen großer Baugröße

Nasslaufende Lamellenkupplungen und -bremsen übernehmen häufig sicherheitsrelevante Funktionen im Antriebsstrang. Während für kleine und mittlere Baugrößen bereits Erkenntnisse zu Leistungs- und Temperaturgrenzen vorliegen, können diese bislang nur eingeschränkt auf große Komponenten übertragen werden. Direkte Versuche an großen Kupplungen sind zudem aufwendig, kostenintensiv oder technisch nicht realisierbar.

Das Vorhaben identifiziert charakteristische Merkmale großformatiger Lamellen und überträgt diese gezielt auf kleinere, experimentell zugängliche Versuchskomponenten. Durch Versuche sowie etablierte Berechnungs- und Simulationsmethoden sollen die Einflüsse einzelner Merkmale quantifiziert und anschließend auf große Baugrößen übertragen werden.

Nutzen für die Industrie: Die Ergebnisse schaffen eine verbesserte Grundlage für die Auslegung großer nasslaufender Lamellenkupplungen und -bremsen. Dies reduziert Unsicherheiten bei der Bewertung thermischer und mechanischer Leistungsgrenzen und unterstützt die Vermeidung unerwarteter Spontanschäden.

Forschungsergebnisse gemeinsam in die Anwendung bringen

Die fünf Projekte verbinden Werkstofftechnik, Maschinenelemente und numerische Berechnung. Sie greifen konkrete Fragestellungen aus der industriellen Praxis auf und entwickeln daraus Methoden und Erkenntnisse, die der gesamten FVA-Community zugutekommen.

Weitere Informationen zu den Projekten, den beteiligten Forschungsstellen und dem Bearbeitungsstand stehen im Forschungs- und Wissensportal THEMIS zur Verfügung.