Lasteinableitung und Lastableitung bei Pressverbindungen
FVA 897I | IGF-Nr. 20902 BR/1
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 und anderer-seits 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 Verdrillungssteifigkeiten 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 Ableitung der Kerbwirkungszahlen erfolgte dabei auf Basis umfangreicher Parametervariation (Übermaß, Lagertyp, Lagerringstärke, Material, Laufzeit) in Langzeitversuchen. Es hat sich gezeigt, dass die tribologischen Beanspruchungen Schlupf und Kontaktpressung nicht im tribologisch kritischen Worst-Case lagen. Die Kerbwirkungszahlen waren somit größtenteils niedriger als die von momentdurchleitenden Pressverbindungen.
In der örtlichen Betrachtung konnte die Zusammenwirkung der tribologischen und spannungsmechanischen Mechanismen abgebildet werden. Mithilfe der Hypothesen der kritischen Schnitteben und der am Institut experimentell ermittelten Reibdauerermüdungen wurde ein weiterer Meilenstein in der örtlichen Festigkeitsbewertung von Bauteilkontakten gelegt.
Schließlich wurden die geplanten Simulationen zur Untersuchung von Pressverbänden in kompakter Bauweise durchgeführt. Hier konnte für unterschiedliche Wellendurchmesser gezeigt werden, dass sich die erhöhte Kerbwirkung aufgrund der Pressverbindung mit der durch Nabengeometrie.
Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 20902 BR/1der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages mit den Mitteln der IGF gefördert.
