Forschungsberichte

Kollektivbelastungen WNV

FVA 579 I, IGF-Nr. 17536 BR

Kollektivbelastungen bei Welle-Nabe-Verbindungen II  

Ziel des Forschungsvorhabens war die Anwendung moderner, für Bauteile mit freier Oberfläche geltende Betriebsfestigkeitskonzepte auf (reibdauerbeanspruchte) Welle-Nabe-Verbindungen, um so eine Aussage zu deren Eignung auch für diese Verbindungen treffen zu können.

Im Projekt wurden umfangreiche Ermüdungsversuche an Press- und Passfederverbindungen durchgeführt. Für beide Verbindungen wurden Wöhlerkurven sowohl unter Biegung als auch unter Torsion ermittelt. Da die Wöhlerlinienparameter bei den Pressverbindungen auch einen Werkstoffeinfluss zeigten, wurden die Kurven bzgl. der Neigungen und Abknickpunkte gemittelt und stehen zum allgemeinen Gebrauch zur Verfügung. Auch für Passfederverbindungen liegen abgesicherte Kennwerte vor.

Weiterhin wurden die Pressverbindungen unter Betriebslasten bzw. Zufallslasten geprüft und die Schadenssummen aus den Ermüdungsversuchen nach unterschiedlichen Miner-Modifikationen ermittelt. Darüber hinaus erfolgte eine statistische Auswertung der Ergebnisse (s. Abb. unten). Die angegebenen Streubereiche aller Versuche mit Pressverbindungen zeigen, dass die Einflüsse hinsichtlich der Lebensdauer bzw. der Schadenssummen gering sind. Daher können die aktuell in den Normen und Richtlinien implementierten linearen Betriebsfestigkeitskonzepte (Miner-Regel) herangezogen werden. Die mittlere Schadenssumme für das geprüfte Gauß-Kollektiv liegt bei D?1. Somit konnten vorhandene Reserven in der Tragfähigkeitsberechnung nach DIN 743 aufgezeigt werden.

Weiterhin werden Empfehlungen zur Versuchszeitkürzung (Omission) gegeben. Dadurch können bei der experimentellen Bauteilprüfung Kosten eingespart werden.

Das IGF-Vorhaben 17536 BR der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.