Herstellung einer Wellle-Nabe-Verbindung mittels Quer-Fließpressen

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Hansgeorg Binz; Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald
• Subject Area: Primary Shaping and Reshaping Technology, Additive Manufacturing
• Term: from 2011 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 200131848

Im Maschinenbau übliche reib- oder formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen werden durch Fügen der bearbeiteten Teile erzeugt. Nachteilig ist hierbei, dass für einen einfachen Fügeprozess Spiel not-wendig ist. Bei kalt gefügten formschlüssigen Verbindungen kann daher Betriebsspiel auftreten, was zu Reibkorrosion führen kann. Die bei warmem Fügen entstehenden hohen Temperaturdifferenzen können bei gehärteten Teilen ein Wiederanlassen bedingen. Neuere Entwicklungen zeigen Möglichkeiten zur umformtechnischen Herstellung von Welle-Nabe-Verbindungen auf, bei denen die oben genannten Nachteile nicht auftreten. Das Innenhochdruckfügen beispielsweise ist bei verschiedenen Produkten im Fahrzeugbau gut eingeführt, jedoch kann das Ver-fahren nur bei relativ dünnwandigen Hohlwellen, die zudem nicht gestuft sein dürfen, angewendet werden. Durch Quer-Fließpressen können dagegen mehrfach abgesetzte Wellen erzeugt werden. Durch Vor-arbeiten des Projektpartners IFU wurde die Erzeugung einer reibschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung gezeigt. Nachteilig ist, dass beim verwendeten Werkzeugaufbau elastische und plastische Verformungen in der Nabe auftreten. Hieraus leitet sich das Ziel des Forschungsvorhabens ab, nämlich die Erzeugung einer Welle-Nabe-Verbindung durch Quer-Fließpressen, wobei die Nabe vor dem Fügen fertigbearbeitet wird und nach dem Fügen maßhaltig bleiben soll. Hierfür soll eine Verbindungsgeometrie gefunden und verifiziert werden, welche die Anforderungen bezüglich Kraftübertragung, Herstellbarkeit und Maßhaltigkeit erfüllt. Die Grundlage bilden die Vorarbeiten der Projektpartner IKTD und IFU. Hierzu zählen das Verfahren zur Erzeugung beliebiger Spannungszustände in reibschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen und die Herstellung einer Welle-Nabe-Verbindung durch Quer-Fließpressen. Aus den durch theoretische und experimentelle Untersuchungen gewonnenen Ergebnissen soll eine Auslegungsvorschrift für durch Fließpressen erzeugte Welle-Nabe-Verbindungen abgeleitet werden.

• DFG Programme: Research Grants