P 170 – Untersuchung des Festigkeitsverhaltens klebgeschrumpfter Welle-Nabe-Verbindun-gen bei Beanspruchung durch Umlaufbiegung und überlagerte statische Torsion

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Beschreibung

P 170 – Untersuchung des Festigkeitsverhaltens klebgeschrumpfter Welle-Nabe-Verbindun-gen bei Beanspruchung durch Umlaufbiegung und überlagerte statische Torsion

Wellen-Naben-Verbindungen werden im Maschinen-, Getriebe- und Automobilbau sowie in der Feinwerktechnik eingesetzt und dienen der Lastübertragung zwischen Welle und Nabe. Da sie zu den am meisten verwendeten Maschinenelementen gehören, gibt es sehr viele Ausführungsformen, die man nach Art der Lastübertragung in form-, kraft- oder Stoffschlüssige Verbindungen unterteilt. Bei geklebten Verbindungen handelt es sich grundsätzlich um stoffschlüssige Verbindungen. Durch den Stoffschluß werden sämtliche Freiheitsgrade der Relativbewegung zwischen Welle und Nabe genommen.
Während noch vor einigen Jahrzehnten Wellen-Naben-Verbindungen hauptsächlich als Paßfederverbindung ausgeführt wurden, tritt heutzutage immer mehr die geschrumpfte Verbindung in den Vordergrund. Die Vorteile dieses Verbindungstypes sind das Fehlen zusätzlicher Verbindungselemente und das günstige mechanische Verhalten bei wechselnder Belastung. Paßfederverbindungen können hingegen bei wechselnden Drehmomenten ausschlagen, so daß ein ordnungsgemäßer Betrieb nicht mehr erfolgen kann. Auch entfällt bei geschrumpften Verbindungen der zusätzliche Arbeitsgang des Nuteinfräsens und die hierdurch bedingte Querschnittsminderung der Welle.
Zahlreiche erfolgreiche Ausführungen klebgeschrumpfter Wellen-Naben-Verbindungen belegen die Vorteile, die durch die Kombination der Fügeverfahren Kleben und Schrumpfen zu erzielen sind. Insbesondere die Reduzierung der aus dem Fügeprozeß resultierenden Eigenspannungen, bedingt durch die gegenüber herkömmlichen Querpreßverbindungen geringen erforderlichen Übermaße, eröffnet diesem Fügeverfahren ein breites Feld in der industriellen Anwendung.
Im Hinblick auf die Dimensionierung klebgeschrumpfter Wellen-Naben-Verbindungen fehlten bisher noch die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen zum Schwingfestigkeitsverhalten bei Umlaufbiege-und bei kombinierter Umlaufbiege- und Torsionsbelastung.
In dem vorliegenden Bericht sind die wesentlichen Untersuchungsergebnisse zum Festigkeits- und Verformungsverhalten der klebgeschrumpften Proben bei Umlaufbiege- und Torsionsbelastung dargestellt. Neben der Untersuchung unterschiedlicher Klebstoffe sind verschiedene Probengeometrien untersucht und das Versagensverhalten dokumentiert worden. Die Korrelation des Festigkeitsverhaltens der Proben und der Relativverschiebungen der Fügeteile gegeneinander mit der Probengeometrie liefert dabei eindeutige Hinweise zur konstruktiven Gestaltung der Fügeteile.
STUDIENGESELLSCHAFT STAHLANWENDUNG e.V.

Veröffentlichung:
1992

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. O. Hahn, Dipl.-Ing. U. Schuht