Welle-Nabe-Verbindungen

Welle-Nabe-Verbindungen sind ein zentrales Element der Antriebstechnik, dass im Bereich der Bremsen hohe Sicherheitsanforderungen, im Bereich der eMobilität hohe Drehzahlfestigkeit und Rundlaufeigenschaften, sowie allgemein hoher Lebensdauer in minimalem Bauraum und wirtschaftlichen Fertigungsverfahren bietet. Dazu kommen werkstoffliche Fragestellungen zum Verschleißschutz, der Korrosionsbeständigkeit und der Umsetzung von Leichtbauzielen. All diesen Aufgaben hat sich die Forschung am IMW im Bereich der Welle-Nabe-Verbindungen seit vielen Jahrzehnten erfolgreich gewidmet.

  • Die Zahnwellen, Passverzahnungen oder Profilwellen, wie auch immer sie genannt werden, bieten durch Ihre große Anzahl von Formschlusselementen bei gleichzeitig definierbarer Passung (Fest- oder Schiebsitz) einen extrem breiten Anwendungsbereich für die sichere Übertragung hoher Drehmomente bei Nutzung etablierter wirtschaftlicher Fertigungsverfahren und einfacher Montage. Aus der enormen Vielzahl der Anwendungen ergeben sich immer wieder neue Fragestellungen, die mit folgenden Betrachtungen bislang und sicher auch zukünftig geklärt wurden und werden:

    • Untersuchungen zur Lastverteilung in axialer und Umfangsrichtung mit Berücksichtigung von Fertigungsabweichungen und balligen Profilen
    • Verschleißverhalten von flankenzentrierten Passverzahnungen
    • Festigkeitsberechnung von evolventischen Zahnwellen-Verbindungen unter Torsion und Biegung nach DIN 5466 und DIN 743, sowie mit Hinweisen zur FKM-Richtlinie
    • Profiloptimierung in Anlehnung an das Novikov-Profil
    • Profiloptimierung des evolventischen Normprofils nach DIN 5480 im Fußrundungsradius mit Einhaltung der Bauteilkompatibilität
    • Festigkeitsberechnung von geradflankigen Keilwellen-Profilen
    • Festigkeitsbetrachtungen zum evolventischen Profil nach ISO 4156 (ANSI 92.2) mit erweitertem Flankenwinkelbereich von 20° bis 45°
    • Profiloptimierungspotentiale bei Nutzung von Radkurven in Form von Trochoiden und Zykloiden

  • Im Bereich der Pressverbindungen beschäftigen wir uns mit

    • geschwächten Pressverbindungen, deren Tragfähigkeit durch konstruktive Kerben (Bohrungen, Verzahnungen) gegenüber der grundlegenden zylindrischen Fügefläche allgemein reduziert sind
    • Innenhochdruck gefügten Verbindungen, die durch die Verwendung einer Hohlwelle enormes Leichtbaupotenzial und durch die abweichungstolerante Fügetechnik eine hohe Wirtschaftlichkeit bei unterschiedlichsten Werkstoffkombinationen bieten
    • Rändelpressverbindungen, die durch die Kombination von Reib- und Formschluss eine enorme Steigerung der Drehmomentkapazität gegenüber der normalen Pressverbindung erreichen und dabei extrem wirtschaftlich gefertigt werden können

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Armin Lohrengel
Telefon: +49 5323 / 72 - 2270
E-Mail:  lohrengel@imw.tu-clausthal.de

Dr.-Ing. Günter Schäfer
Telefon: +49 5323 / 72 - 3894
E-Mail:  schaefer@imw.tu-clausthal.de