Untersuchung von neuartigen, hoch belastbaren Gewinden an Faser-Kunststoff-Verbund-Wellen und deren Kerbwirkung bei Umlaufbiegung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Helmut Schürmann
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 231472657

Wellen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) haben sich aufgrund ihrer hohen Steifigkeit und Festigkeit bei geringem Masseneinsatz in einigen Bereichen der Industrie, bspw. in Papier- und Druckmaschinen gegen metallische Wellen durchgesetzt. Das Wickelverfahren bietet die Möglichkeit die Faserwinkel und damit die Eigenschaften der FKV-Wellen präzise und reproduzierbar einzustellen. So kann der Konstrukteur sowohl das mechanische als auch das thermische Verhalten der Welle bestmöglich nutzen.Für die Krafteinleitung werden gegenwärtig meist unlösbar gefügte metallische Anschlussstücke verwendet. Aufgrund steigender Anforderungen bezüglich Leichtbau und Kosten werden FKV-Wellen auch für Bereiche attraktiv, die lösbare Welle-Nabe-Verbindungen benötigen. Doch während unlösbaren Welle-Nabe-Verbindungen mittels Klebung oder Pressverbänden ausführlich erforscht und industriell im Einsatz sind, fehlt es zum Thema lösbarer Verbindungen noch an grundlegendem Wissen und geeigneten Konzepten. Ziel dieses Vorhabens ist es, anhand eines Beispiels aus dem Werkzeugmaschinenbau Wellen-Schnittstellen im Hinblick auf Leichtbau zu untersuchen und für FKV-Bauweisen zu optimieren und umzusetzen. Der Hauptschwerpunkt wird dabei auf die Untersuchung spanend gefertigter Gewinde gelegt, die zu hohen Tragfähigkeiten ertüchtigt werden sollen. Es werden dafür sowohl statische Festigkeits-Untersuchungen als auch Kerbwirkungsversuche an rotierenden Wellen durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen