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antriebstechnik 7/2015

antriebstechnik 7/2015

FVA AKTUELL

FVA AKTUELL Untersuchungen an Pressverbindungen mit gerändelter Welle Eine Pressverbindung mit gerändelter Welle ist eine kombiniert reib-/formschlüssige Verbindung, deren Vorteile in einer hohen statischen Übertragungsfähigkeit, Temperaturbeständigkeit und der geringen Toleranzempfindlichkeit gegenüber Teilungsabweichungen bei gleichzeitig Forschungsvorhaben hoher Verdrehsicherheit liegen. Trotz FVA 658 I des häufigen Einsatzes von gerändelten IGF-Nr. 17086 N/1 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. 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. Die IGF-Vorhaben 17086 N/1 und 17321 N/1 der Forschungsvereinigung A ntriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschafts forschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert Tiefnitrieren von Zahnrädern Durch Nitrieren kann die Beanspruchbarkeit von Zahnrädern, insbesondere die Zahnflanken- und Zahnfußtragfähigkeit, signifikant gesteigert werden. Die Dauerfestigkeit und damit die Lebensdauer nitrierter Bauteile steigen mit zunehmender Nitriertiefe, wobei die benötigte Nitriertiefe abhängig von der Größe der Verzahnung ist. In der Praxis wird eine Nitrierhärtetiefe (NHD bzw. Nht) von etwa 0,6 mm als Grenzwert angesehen, so dass mit zunehmender Größe der Verzahnung überwiegend das Einsatzhärten Anwendung findet. Beim Tiefnitrieren werden Nitrierhärtetiefen von etwa 0,8-1,0 mm angestrebt, daher ist durch diese Behandlung eine deutliche Steigerung der Belastbarkeit der nitrierten Zahnräder bei mittleren und größeren Verzahnungen zu erwarten. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurden schwerpunktmäßig wirtschaftliche Prozesse zur Erzeugung hoher Nitriertiefen erarbeitet. Die Nitrierbehandlungen wurden aufbauend auf zunächst durchgeführten Kurzversuchen zum Anlass- und Nitrierverhalten ausgewählter Stähle entwickelt. Durch eine zwei- oder mehrstufige Prozessführung konnte die Verbindungsschicht kontrolliert und gleichzeitig die Prozessdauer durch eine höhere Nitriertemperatur in der zweiten Stufe verkürzt werden. Die maximal mögliche Temperatur wurde werkstoffabhängig gewählt, da diese einen signifikanten Einfluss auf die Festigkeit der Nitrierschicht und des Grundwerkstoffs hat. Neben dem geregelten Gasnitrieren kam auch das Pulsplasmanitrieren zum Einsatz. Gegen Ende des Projektes wurden vielversprechende Behandlungen auf Prüfzahnräder übertragen und stichprobenartig das Tragfähigkeitspotential am Pulsatorprüfstand und im Laufversuch überprüft. Die Versuchsergebnisse der hier durchgeführten Pulsatorversuche zur Zahnfußtragfähigkeit ordnen sich hinsichtlich der Zahnfuß-Dauerfestigkeit in den mittleren bzw. oberen Bereich einsatzgehärteter, festigkeitsgestrahlter Zahnräder vergleichbarer Baugröße ein, bestätigen allerdings im Wesentlichen auch die aus der Literatur bekannte erhöhte Überlastempfindlichkeit nitrierter Zahnräder auch bei erhöhter Nitrierhärtetiefe. Die stichpunktartigen Laufversuche zur Zahnflankentragfähigkeit lassen deutlich unterschiedliche Zahnflankentragfähigkeiten erwarten. Wird die Verbindungsschicht beschädigt bzw. ist diese nicht ausreichend stark ausgeprägt, so kommt es zum Abtrag dieser Verbindungsschicht und in der Folge zur Beschädigung der Zahnflanke bei bereits relativ geringen nominellen Zahnflankenpressungen. Ausreichend dicke Verbindungsschichten ohne eine Vorschädigung lassen auf Basis der vorliegenden Stichversuche für den Werkstoff 32CDV13 hingegen Zahnflankentragfähigkeiten erwarten, die oberhalb der Normangaben für nitrierte Zahnräder und im Bereich bzw. oberhalb gängiger Werte für einsatzgehärtete Zahnräder liegen. Kontakt: Eva Robens, Tel 069-6603-1562 Forschungsvorhaben FVA 615 II IGF-Nr. 17321 N Kontakt: Matthias Reichert, Tel 069-6603-1526 Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt Tel.: 069 / 6603-1515 E-Mail: info@fva-net.de Internet: www.fva-net.de 6 antriebstechnik 7/2015

MAGAZIN Erster Bauabschnitt bei Micro-Hybrid fertig Drei Vertriebspartner von ACE ausgezeichnet Micro-Hybrid Electronic, ein Unternehmen der Micro-Epsilon Gruppe, hat im April den ersten Bauabschnitt des neuen Unternehmensgebäudes fertig gestellt. Bei dem Hersteller von Mikrosystemtechnik in Hermsdorf wird der neugestaltete Eingangsbereich zur Hauptstraße schon von Weitem sichtbar sein. Auch die Kellerräume und die Fassade wurden umgebaut. Dazu kamen eine Dachentwässerung, die Entkernung einer Lagerhalle und eine Erweiterung der Lagerkapazitäten. Im Rahmen der Neugestaltung wird nun auch die Klimatisierung der Produktionsflächen sichergestellt. Die Kommunikation im Unternehmen werde durch die offene Architektur des Gebäudes „eine neue Qualitätsstufe erreichen“, erklärte Geschäftsführer Knuth Baumgärtel. Die Gesamtkosten der ersten Umbauphase belaufen sich auf 4,5 Mio. Euro, davon 1,3 Mio. Euro für neue Maschinen und Anlagen, z. B. mehrere Materiallifte, eine Parylene-Beschichtungsanlage und einen Universal- Funktionstester. www.micro-epsilon.de Die ACE Stoßdämpfer GmbH verlieh im März 2015 zum vierten Mal die ACE Awards. Mit dieser Auszeichnung werden die besten Vertriebspartner des Spezialisten für Maschinenelemente in einem zweijährigen Turnus gewürdigt. ACE vergibt die Awards in drei Einzeldisziplinen und in einer übergreifenden Gesamtwertung. Großer Gewinner anno 2015 ist die gehmeyr GmbH & Co. KG aus Regensburg als Gesamtsieger. Das 1969 gegründete Unternehmen erzielte die beste Wertung im Bereich Kundenzufriedenheit und teilt sich in der Kategorie Umsatz und Umsatzsteigerung mit der Zitec Industrietechnik GmbH aus dem bayerischen Plattling den ersten Platz. Sieger der dritten Einzeldisziplin, dem Bereich Nutzung des ACE Bonusheftes, wurde die Kistenpfennig AG aus Mainz. www.ace-ace.de Für Sie immer in Bewegung! Ist kein MUSThave - macht trotzdem glücklich. DAS ist ein MUSThave - der BRECOgreen. kagado.de Mehr Informationen unter www.breco.de/green BRECO ist Mitglied in der Mulco Europe EWIV Der BRECOgreen - Nachhaltig. Umweltgerecht. Grün. Nachhaltiger Materialeinsatz durch nachwachsende Rohstoffe, mit identischem Leistungsvermögen. Ein Signal für ökologischen Denkansatz.

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