AP 1: Wissenschaftliche Vorstudien & Voruntersuchungen
- Entwicklung eines Höchstdrehzahlprüfstands mit einer Grenzdrehzahl von 50.000 U/min
- Weiterentwicklung der simulativen Untersuchung von Fliehkraftspannungen im Zahnfuß
- Voruntersuchungen zur Maximierung von Eigenspannungen im Zahnfuß
- Übertragung von Ansätzen aus vorangegangenen Grundlagenuntersuchungen
- Untersuchung des spezifischen Umwandlungsverhaltens der Werkstoffe
AP 2: Nachweis der Funktionstüchtigkeit
AP 2.1 Formleichtbau:
- Reduktion der Masse im Zahnkranz durch Formleichtbau
- Umsetzung von bionischen Konzepten im Radkörper
AP 2.2 Stoffleichtbau:
- Steigerung der Eigenspannungen durch verbesserte Wärmebehandlungskonzepte:
- ND-Einsatzbainitsieren
- ND-Carbonitrieren
- VariQuench-Abschreckung
AP 2.3 Fertigungsleichtbau:
- Einfluss von Abschreck- und Geometrieparametern beim Abschrecken mit einer Härtepresse
- Einfluss von Kugelstrahlen auf innendruckbelastete Zahnräder
AP 3: Iterative Weiterentwicklung der Lösungsansätze
AP 3.1:
- Simulatives Screening von der Auswirkungen von Lösungsansätzen aus Form-, Stoff- und Fertigungsleichtbau auf die Zahnfußtragfähigkeit
AP 3.2:
- Experimentelles Screening von der Auswirkungen von Lösungsansätzen aus Form-, Stoff- und Fertigungsleichtbau auf die Zahnfußtragfähigkeit
AP 3.3:
- Durchlaufen von Optimierungsschleifen zur iterativen Verbesserung der Leichtbauansätze
AP 4: Zusammenführung der Ergebnisse
AP 4.1:
- Übergreifende Analyse der Erkenntnisse
aus AP 2.1 – 2.3 - Entwicklung von Varianten, die Vorteile des Form-, Stoff- und Fertigungsleichtbaus kombinieren
AP 4.2:
- Fertigung von Pulsator- und Laufversuchsrädern der kombinierten Varianten bei den Projektpartnern
AP 4.3:
- Untersuchung der kombinierten Varianten am Höchstdrehzahlprüfstand
- Erfassung der Spannungen und Dehnungen mittels DMS und einer Hochgeschwindigkeitskamera
- Stichversuche zu den maximal ertragbaren Drehzahlen und Ermittlung des Schadensbilds
AP 4.4:
- Screeningversuche zur Zahnfußtragfähigkeit der kombinierten Varianten am Pulsator (Teilwöhlerlinien)
AP 5: Validierung einer Fliehkraft-Äquivalenzvorrichtung
AP 5.1:
- Vorspannen der Prüfverzahnungen mit einer Fliehkraftäquivalenzvorrichtung
- Stichversuche zur Zahnfußtragfähigkeit der kombinierten Varianten am Pulsatorprüfstand mit der Fliehkraft-Äquivalenzvorrichtung
- Erfassung der Spannungen durch die Vorrichtung mit DMS
AP 5.2:
- Vergleich der ermittelten Spannungen und Dehnungen durch die Fliehkraftäquivalenzvorrichtung mit den Ergebnissen der Untersuchungen am Höchstdrehzahlprüfstand
- Validierung des Vorgehens bei der Nutzung der Fliehkraftäquivalenzvorrichtung
AP 6: Transfer in die industrielle Praxis
- Auslegung und Fertigung einer Laufverzahnung
- Stichprobenprüfung zur Verifizierung des Tragfähigkeitspotentials am FZG-Schnelllauf-Stirnradverspannungsprüfstand
- Absicherung des Verformungsverhaltens mit Höchstdrehzahlprüfständen
- Optimieren der Simulationsmodelle aus AP 1 und AP 3
- Ableiten von Richtlinien, Rahmenbedingungen und Berechnungsansätzen zur Berückssichtung des Fliehkrafteinflusses
AP 7: Untersuchungen bei sehr hohen Lastwechselspielzahlen
- Ergänzende Stichversuche im Bereich erhöhter Lastwechselzahlen (50 – 100 Mio.) am Höchstdrehzahl- und Schnelllauf-Stirnradverspannungsprüfstand
- Ermittlung weitere Erkenntnisse zum Schadensgeschehen und zur Tragfähigkeit
AP 8: Werkstoff und Zahnrad-charakterisierung
- Werkstoff- und Zahnradcharakterisierungen am IWT Bremen und an der FZG
- Eigenspannungsmessungen bei OSK-Kiefer
- Verläuft parallel zu allen Arbeitspaketen
AP 9: Wissenstransfer
- Berichtswesen, Wissenstransfer und Verwertung der Projektergebnisse
- Regelmäßige Teilnahme an Veranstaltungen von FVA, AWT und FOSTA sowie Fachmessen