Berechnungsgrundlagen zur Befestigung von Druckkämmen auf Getriebewellen bei instationärer Axialkraftbelastung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Dietz (†)
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5257190

Der Druckkamm ist eine an sich bekannte verlustleistungsreduzierende Maßnahme in Getrieben zum unmittelbaren Kraftschluß bei auftretenden Axialkräften in Verzahnungspaarungen, die durch zunehmende Verwendung auch in Fahrzeuggetriebe wachsende Bedeutung gewinnt. Grundlagenuntersuchungen zur Funktion dieses Maschinenelements und insbesondere zur Befestigung des Druckkamms auf der Welle fehlen bisher, die Auslegung erfolgt "aus Erfahrungen" mit den damit verbundenen Risiken und aus zahlreichen Schadensfällen bekannten Rückschlägen. Ziel des Forschungsvorhabens ist die theoretische und experimentelle Untersuchung verschiedener Befestigungsmöglichkeiten von Druckkämmen auf Getriebewellen. Derartige Befestigungsvarianten können sein: Einteilige Ausführung von Welle und Druckkamm, aufgeschrumpfter Druckkamm mit geteiltem Ring/Haltering und angeschraubter Druckkamm.Zu variierende Parameter der theoretischen und experimentellen Untersuchungen sind u.a. Breite und Höhe des Druckkammes, Radius des Kraftangriffes, thermische Verformungen durch den Lagerstelleneinfluß, Axialkraft- und Fliehkraftbelastung sowie die Geometrie der Halterringe. In experimentellen Versuchen auf institutseigenen Bauteilprüfständen wird an ausgewählten Druckkammkonstruktionen die Axialkraftbelastbarkeit getestet und die Ergebnisse von FEM-Rechnungen verifiziert. Begleitet werden die experimentellen Arbeiten von Vermessungen der Prüflinge vor und nach den Prüfstandsversuchen zur Ermittlung evtl. Axialbewegungen oder plastischen Verformungen des Druckkammes. Als Ziel sind erweiterte Berechnungsansätze zur sicheren und wirtschaftlichen Befestigung von Druckkämmen auf Getriebewellen sowie Gestaltungsregeln zu nennen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen