Forschungsgebiet Zahnriemenforschung - Startseite

Warum ?

Das Erzeugen neuer, immer ausgereifterer Produkte verlangt nach einer Nutzung von Reserven in der Geometrie und im Material. Diese Reserven zu erkennen und sie nutzbar zu machen ist schwierig, da viele Parameter das Betriebsverhalten eines Zahnriemengetriebes bestimmen, wie z.B. die wirkenden Kräfte (Vorspannung, Belastung, Reibung), die realisierten Maße (Flankengeometrie, Teilungsproblematik, Toleranzen, usw.) und die Materialkombinationen (Verbundmaterial mit teilweise nichtlinearem Deformationsverhalten der Einzelmaterialien, Reibwert). Da sich diese Parameter auch noch wechselseitig beeinflussen, ist es kompliziert, ein berechenbares, also voraussagbares Verhalten des Getriebes ohne detailgetreue Modelle zu erhalten. Hier können moderne Simulationstechniken, wie z.B. die Methode der Finiten Elemente, helfen.

Stufen notwendiger Vorsimulationsschritte (Ausschnitte aus Kfz-Berechnungen für Nockenwelle)

Ziele FEM:

• Analyse bestehender Getriebe hinsichtlich kritischer Beanspruchungsbereiche bezüglich Deformation und Belastung im lokalen Bereich

• Entwicklung neuer Getriebe sowohl durch Entschärfung der kritischen Bereiche als auch durch gezielte Kontrolle von Neukonstruktionen

• Untersuchung des Einflusses von Toleranzgrößen und Optimierung derselben

• Profilvergleiche

• virtueller Funktionstest

• Bereitstellen von Detaildaten zur Entwicklung von Verschleiß- und Lebensdauervoraussagen

Weg:

• Aufbau von Simulationsmodellen kompletter Umschlingungsbögen oder auch ganzer Getriebe auf Basis der Methode der Finiten Elemente (FEM)

• Realisieren der Verbundkonstruktionen für beide Riemenarten

• Implementieren der nichtlinearen Materialeigenschaften sowie der Reibung

• Realisieren von zeitlichen Vorgängen (z.B. zur Analyse des Ein- und Auslaufverhaltens)