Pressverbindungen mit Rändel
FVA 658 I, IGF-Nr. 17086 N/1
Abgeschlossen: Eine Pressverbindung mit gerändelter Welle ist eine kombinierte reib-/formschlüssige Verbindung, deren Vorteile in einer hohen statischen Übertragungsfähigkeit, Temperaturbeständigkeit und geringen Toleranzempfindlichkeit gegenüber Teilungsabweichungen bei gleichzeitig hoher Verdrehsicherheit liegen. Trotz des häufigen Einsatzes von gerändelten Pressverbindungen lagen bis vor kurzem weder die grundlegenden Kenntnisse der Versagensmechanismen des kombinierten Kontakts noch ausreichende Auslegungs- und Konstruktionsvorschriften vor. Diese Lücke sollte im Rahmen des FVA-Forschungsvorhabens 658 geschlossen werden.
Die Herstellung der Verbindung erfolgt durch axiales Einpressen der nach DIN 82 gerändelten Welle (mit Überdeckung) in eine weichere Nabe, z.B. aus Aluminium, Kunststoff oder „weichem“ Stahl. (siehe Bild). Das führt dazu, dass die Nabe, abhängig vom Fasenwinkel der Welle, durch einen scheidenden oder umformenden Fügeprozess verzahnt wird. Da Werkzeug und Fügeteil identisch sind, sind Teilungsabweichungen prinzipbedingt ausgeschlossen. Dies führt zu einem Traganteil von 100% und einer dementsprechend hohen Übertragungsfähigkeit.
Im Forschungsvorhaben wurden zum einen die grundlegenden Versagensmechanismen anhand von statischen und dynamischen Torsionsversuchen sowie Versuchen mit kombinierter Belastung (statische Torsion, Umlaufbiegung) festgestellt. Die Versuchsparameter waren: Nabenwerkstoff, Rändelteilung, Übermaß, Fasenwinkel, Fugenlänge, Nabenaußendurchmesser sowie Probentemperatur. Zum anderen wurden die Grundlagen zur Berechnung des Fügevorgangs sowie der statischen und dynamischen Übertragungsfähigkeit der Verbindung entwickelt.
Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 19643 N 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.
Download: V-AiF_17086 N-1_658 I Pressverbindung mit Rändel
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