Auslegung spritzgegossener Kunststoffzahnräder

Das Hauptziel des Projekts ist die Ausarbeitung eines Leitfades zur funktions-, material- und technologiegerechten Gestaltung von Kunststoffzahnrädern durch einen physikalisch begründeten und experimentell validierten Ansatz.

Kunststoffzahnräder weisen gegenüber metallischen Zahnrädern diverse Vorteile wie geringeres Gewicht, Trockenlauffähigkeit oder eine Eignung zur kostengünstigeren Massenproduktion auf. Allerdings müssen die Nachteile der niedrigeren mechanischen und thermischen Eigenschaften sowie der geringeren Genauigkeit durch konstruktive Maßnahmen kompensiert werden. Aktuell vorliegende Auslegungsmethoden weisen aber nur eine stark begrenzte Anwendbarkeit auf, da sie diverse kunststoffspezifische Eigenschaften (z.B. Viskoelastizität oder Schädigungsmechanismen) nicht berücksichtigen. Neben umfassender Materialcharakterisierung beschäftigen sich aktuelle Arbeiten detailliert mit der Faserorientierung spritzgegossener Kunststoffzahnräder. Mittels Computertomographie können hier verschiedene Zonen identifiziert werden, die unterschiedliche Faservorzugsorientierungen und eine unterschiedlich starke Ausprägung der Orientierungen aufweisen. Diese Kenntnisse werden dann in ein Multiphysik- Simulationsmodell übertragen, welches von dem Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik der Technischen Universität Kaiserslautern entwickelt wird. Die für die Validierung der Simulation erforderlichen tribologischen Messdaten werden mit Hilfe eines Zylinder-auf-Ring-Versuchs ermittelt.

Ansprechpartner

M.Eng.

Stefan Schmidt

Wiss. Mitarbeiter Mechanische Charakterisierung & Modellierung

Telefon: +49 631 2017 274

stefan.schmidt@ivw.uni-kl.de

Raum: 58/240

Dipl.-Chem.

Andreas Gebhard

Kompetenzfeldleiter Tribologie

Telefon: +49 631 2017 342

andreas.gebhard@ivw.uni-kl.de

Raum: 58/433

Förderungen

Das Projekt „Auslegung spritzgegossener Kunststoffzahnräder“ wird im Rahmen der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert (Förderkennzeichen 20379 N).