Tribologisches Einsatzverhalten erodierter Wälzkontakte

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.02.2018 bis 31.03.2020
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Abtragende Fertigungsverfahren, Getriebetechnik
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Abgeschlossen

Kontakt

Name

Ugur Tombul

Gruppenleiter

Telephone

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+49 241 80 28175

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Hochbelastete Wälzkontakte, wie zum Beispiel der Zahnflankenkontakt, sind komplexe tribologische Systeme, deren Eigenschaften sich durch die Wechselwirkungen zwischen den Kontaktpartnern, dem Schmierstoff und dem Umgebungsmedium einstellen. Die Reibung ergibt sich aus dem Schmierungszustand im Kontakt, der sich in Abhängigkeit vom Schmierstoff, der Temperatur sowie der Oberflächenrauheit und -struktur einstellt. Zur Reibungsreduktion und Tragfähigkeitssteigerung hochbelasteter Wälzkontakte wird in der jüngsten Forschung insbesondere die Oberflächentopographie als Optimierungsparameter untersucht. Für deterministisch erzeugte Oberflächenstrukturen ergibt sich für flache Napfstrukturen ein verbessertes Einsatzverhalten hinsichtlich Reibung im Vergleich zu polierten Oberflächen. Die Funkenerosion kann durch die prozessinhärente Ausbildung einer Kraterlandschaft eine solche Oberflächenstruktur erzeugen. In Voruntersuchungen konnte herausgefunden werden, dass beim Drahterodieren durch die Prozessführung mittels geeigneter Nachschnitte grundsätzlich tribologisch günstige Oberflächenstrukturen eingestellt werden können.

Bei Anwendung eines zeitgemäßen Prozesses kam es beim durchgeführten Tragfähigkeitstest zu einer Verdreifachung der ertragbaren Lastwechselzahl im Zeitfestigkeitsgebiet bei der Grübchentragfähigkeit von drahterodierten gegenüber geschliffenen Zahnrädern. Die Zielsetzung des Projektes beinhaltet den Aufbau eines wissensbasierten Prozessmodells für den Zusammenhang zwischen den Parametern der Funkenerosion und der resultierenden Oberflächenintegrität des bearbeiteten Bauteils. Auf Basis physikalischer Kenngrößen des Entladeregimes wird ein Beschreibungsmodell aufgebaut, das die Grundlage zur Optimierung funkenerosiver Randzonen und Oberflächenstrukturen bildet. Aufbauend darauf wird das Ziel verfolgt, das tribologische Einsatzverhalten experimentell im Zwei-Scheiben-Analogieversuch zu untersuchen sowie die vorhandene Wälzfestigkeitsberechnung auf den tribologischen Kontakt stochastischer Oberflächenstrukturen zu erweitern.