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Stirnverzahnung

Forschungsgebiet: Kreisbogen-Stirnverzahnung

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Bei dieser innovativen Verzahnung handelt es sich um eine vollflächige Plankeil-Stirnverzahnung mit halbkreisförmigen Verläufen des Keilprofiles, wobei die Halbkreise zu zwei unterschiedlichen Radiusmittelpunkten gehören. Die patentierte Kreisbogen-Stirnverzahnung ermöglicht als einzige Verzahnungsart eine vollflächige Belegung einer Stirnfläche mit einer Verzahnung, bei der die Keilprofile untereinander einen vorteilhaft identischen Abstand besitzen.

Durch die Verzahnung wird eine reib- und formschlüssige Verbindung geschaffen, die die Aufnahme hoher Kräfte und Momente ermöglicht. Zudem nimmt die Verbindung vergleichsweise geringen Bauraum in Anspruch.

Anwendungsmöglichkeiten liegen u. a. in den Bereichen des Getriebebaus und der Fahrzeugtechnik in der Verwendung als Welle-Nabe Verbindung. Zum anderen besitzt die Verzahnung das Potenzial als Flanschverbindung zur Fügung von z. B. Gestellteilen im Anlagenbau eingesetzt zu werden.

 


 

Untersuchung zur optimalen Auslegung der Verzahnungsgeometrie einer Kreisbogen Stirnverzahnung

Innovative Stirnverzahnung für Getriebebauteile

Projektbeschreibung

Die neue Kreisbogen-Stirnverzahnung hat das Potenzial, den Bauraum von Getrieben und deren Fertigungskosten erheblich zu reduzieren. Das ZIM-Forschungsprojekt des Fachgebiets Maschinenelemente soll den Nachweis über die sichere technische Nutzbarkeit der patentierten neuen Kreisbogen-Stirnverzahnung als Kupplung und form- und kraftschlüssige Verbindung erbringen. Insbesondere stehen die optimale Auslegung der Verzahnungsgeometrie, die Form- und Lagetoleranzen, die Montagegenauigkeiten sowie Rund- und Planlauf im Mittelpunkt der Forschung. Offene Fragestellungen sind hierbei z.B. die Zentrierwirkung, die mechanische Belastbarkeit sowie die axialen Spannkräfte. Mit dem Forschungsprojekt wird das Ziel verfolgt, Getriebebauteile, wie z.B. Welle und Zahnradverbindungen, mit erheblich geringerem Fertigungsaufwand herzustellen. Im Projektverlauf werden statische sowie dynamische Kennwerte zur Erarbeitung einer theoretischen und praktischen Grundlage ermittelt. Hierzu werden FEM-Berechnungen und Versuche durchgeführt zum Nachweis der Dauerhaltbarkeit.

Gefördert durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Förderprogramm: ZIM – Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Projektträger: AiF Projekt GmbH

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Projektpartner

WIAG Antriebstechnik GmbH

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Modulare und zerlegbare Schweißkonstruktion durch Verwendung eines neuen Knotensystems

Anwendung der Stirnverzahnung als Knotenelement für hochbelastbare Gestelle

Projektbeschreibung:

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Die Kreisbogen-Stirnverzahnung soll weiter auf deren Tauglichkeit als Flanschverbindung  für Gestelle geprüft werden. Dazu wird ein innovatives Schraub-Schweiß-Knotensystem erarbeitet, wodurch die Gestelle, im Gegensatz zu Schweißgestellen, zerlegbar sind.

Vorteile entstehen vor allem in der Logistik, da großvolumige Bauteile kompakter transportiert werden können. Aber auch innerhalb der Fertigung und Produktion wird durch die bessere Handhabbarkeit der Einzelteile eine Einsparung von Aufwendungen erreicht.

Ziel des innerhalb einer ZIM-Kooperation vom BMWi geförderten und von der AiF getragenen Forschungsprojektes ist es, ein geeignetes System zu finden, das eine ausreichende Wiederholgenauigkeit bei der Remontage der Gestelle bietet. Die Festigkeit und Steifigkeit des Systems sollen mindestens der von konventionellen Schweißgestellen entsprechen.

Gefördert durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Förderprogramm: ZIM – Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Projektträger: AiF Projekt GmbH

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Projektpartner:

W&K Metallverarbeitung: www.wk-metallverarbeitung.de