FOR 2271 TP4

TP 4: Berücksichtigung funktionsrelevanter Gestaltabweichungen bei der Auslegung von Umformprozessen zur Herstellung von Stirnrädern mit Sonderverzahnung durch Fließpressen

Zur Erreichung eines ganzheitlichen Toleranzmanagements ist es erforderlich, sowohl die prozessbedingten Ursachen für geometrische Bauteilabweichungen als auch die aus dem Betrieb resultierenden Abweichungen bei der Toleranzvergabe zu berücksichtigen. In der ersten Förderperiode wurden die Auswirkungen prozessseitiger Einflussgrößen sowie fertigungsprozessbedingter Schwankungen auf die geometrische Ausformung und die mechanischen Eigenschaften mittels Voll-Vorwärtsfließpressen hergestellter Stahlzahnräder ermittelt. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden genutzt, um ein Prozessfenster abzuleiten und die Einhaltung der funktionsrelevanten Toleranzen sicherzustellen.

Ziel der laufenden Förderperiode ist es, im Rahmen des Teilprojektes Einflussgrößen auf das Betriebsverhalten fließgepresster Verzahnungen in der Materialpaarung Metall-Kunststoff zu identifizieren und funktionale Zusammenhänge zwischen den prozessbedingten Bauteileigenschaften und dem resultierenden Verschleißverhalten der Paarung abzuleiten. Hierzu werden die Auswirkungen der prozessbedingten geometrischen, mechanischen und tribologischen Eigenschaften der fließgepressten Verzahnung auf geometrische Abweichungen in Folge des Verschleißes innerhalb der Materialpaarung Metall-Kunststoff untersucht. Die resultierende Abnahme der Zahnweite begrenzt die Einhaltung der Toleranzen sowie die Lebensdauer der Paarung aufgrund Zahnverschleißes. In Zusammenarbeit mit den Teilprojektpartnern werden die wesentlichen Verschleißmechanismen innerhalb der Materialpaarung identifiziert und auf einem Getriebeprüfstand die einsatzrelevanten Bauteileigenschaften der metallischen Verzahnung ermittelt.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen soll eine betriebsoptimierte Auslegung des Fließpressprozesses zur Herstellung einsatzfertiger Verzahnungen erfolgen und die Einhaltung der funktionsrelevanten Toleranzen über die Betriebsdauer sichergestellt werden. Im Rahmen der Gesamtzielsetzung der Forschungsgruppe wird ein wichtiger Beitrag zur Erreichung eines ganzheitlichen Toleranzmanagements geleistet.