Neues Projekt: Wirbelstromprüftechnik

Prüfmittel-Fähigkeitsanalyse zur Detektion und Bewertung von Schleifbrand an Zahnflanken mittels Wirbelstromtechnik

Um die erforderlichen Oberflächen- und Formtoleranzen einzustellen, findet in der Prozesskette von Hochleistungsverzahnungen eine Hartfeinbearbeitung durch einen Schleifprozess im Anschluss an die Wärmebehandlung statt. Im Fall einer Störung durch eine der vielen Einflussgrößen auf den Schleifprozess kann es zwischen Schleifscheibe und zu bearbeitender Werkstückoberfläche zu einer teilweise stark erhöhten lokalen Wärmeentwicklung kommen.

Man spricht von Schleifbrand, wenn es in Abhängigkeit der vorliegenden Temperatur zu einem Anlassen und sogar einem Neuhärten der Randzone kommt. Schon geringe Schleifbrandschädigungen können zu einem Bauteilausfall und damit zu hohen Folgekosten führen.

In dem Vorgängerprojekt FVA 881 I „Wirbelstromprüftechnik“ konnte eine Wirbelstromprüftechnik auf Basis der Oberwellenanalyse (Harmonische Analyse) erfolgreich entwickelt werden. Mittels des Prüfsystems konnten Schleifbrand an den umfangreich charakterisierten Zahnrädern aus den Forschungsvorhaben FVA 758 I „HiRAGrind I“ und FVA 723 I „Sichere Schädigungsdetektion“ eindeutig detektiert und der Schädigungsgrad bewertet werden. Die eindeutige Detektierbarkeit und die mögliche Bewertung des Randzonenzustandes konnten anhand von unterschiedlichen Werkstoffen, Werkstoffschargen und Wärmebehandlungen nachgewiesen werden. Weiterhin konnte die Robustheit des Prüfsystems gegenüber Abstandseffekten und den Einflussfaktoren Kühlschmierstoff und Spänen gezeigt werden.

In diesem Forschungsvorhaben soll die Prüftechnik weitergehend qualifiziert werden. Zum einen soll die Tauglichkeit durch die Übertragbarkeit der Prüftechnik auf weitere Zahnradgeometrien und Werkstoffe gezeigt werden. Zum anderen soll in Anlehnung an eine Prüfmittelfähigkeitsanalyse das Auflösungsvermögen der entwickelten Prüftechnik hinsichtlich der Intensität der Schleifbrandschädigung sowie der Größe und Lage des beschädigten Bereichs bestimmt werden. Dazu sollen zunächst künstliche Inhomogenitäten an den Randzonen von Zahnradflanken mittels eines Faserlasers erzeugt werden. Die modifizierten Zahnradflanken werden mittels der entwickelten Wirbelstromprüftechnik geprüft und die Prüfergebnisse mit konventionellen Verfahren verglichen.

Das Projekt 881 II der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wird über Eigenmittel finanziert.