Forschungsbereich
Zahnflankentragfähigkeit

 

Zahnflankentragfähigkeit

Die vier wesentlichen Schadensarten von Zahnrädern sind gemäß DIN 3979 Zahnbruch, Grübchenbildung, Fressen und Abrasivverschleiß. Ferner werden Graufleckigkeit und Flankenbruch als weitere Ermüdungsschäden angegeben. Schädigungen der Zahnflanke lassen sich den klassischen Verschleißmechanismen Materialzerrüttung, Abrasion, Adhäsion sowie tribochemische Reaktion zuordnen, denen entsprechend ihrer Entstehungsursache energetische (Rissvorgänge und Stoffabtragung) und stoffliche (chemische Bindungen) Wechselwirkungen im tribologischen Kontakt zugrunde liegen. Besonders die Verschleißmechanismen Oberflächenermüdung (Grübchen, Grauflecken) sowie Adhäsion (Fressen) determinieren in aktuellen Auslegungen die Lebensdauer von Verzahnungen.

In der Gruppe Getriebeuntersuchung stellt die Zahnflankentragfähigkeit ein Hauptarbeitsgebiet in öffentlich geförderten und bilateral mit der Industrie durchgeführten Projekten dar. Einen aktuellen Forschungsschwerpunkt stellt z.B. die Entwicklung und Verifikation von Modellen zur Abbildung der lokalen Beanspruchung auf der Zahnflanke. Weiterhin werden am WZL verschiedene Zahnrad- und Anlaogieprüfstände zur Untersuchung der Wälzfestigkeit betrieben. Hierzu zählen Zahnradverspannungsprüfstände nach ISO 16435 zur Untersuchung definierter Einflüsse auf die Flankentragfähigkeit, wie die Oberflächenendbearbeitung, Werkstoff, Wärmebehandlung o.ä. Ebenfalls werden auf diesen Anlagen genormte Ölprüfungen (z.B. Fresstest nach ISO 16435, Graufleckentest nach FVA 54, Pittingtest nach FVA 2) reproduzierbar durchgeführt. Die Verspannungsprüfstände weisen festgelegten Achsabstände auf (a = 91,5 mm und a = 112,5 mm). Daher betreibt das WZL außerdem achsabstandsflexible Drei-Wellen-Verspannungsprüfstände zur Prüfung von in Realanwendungen eingesetzten Verzahnungen. Zur kostengünstigen, qualitativen Untersuchung der Tragfähigkeit belasteter Oberflächen stehen zudem mehrere Zwei-Scheiben-Tribometer zur Verfügung.

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