IHRE NUMMER EINS FÜR ANSPRUCHSVOLLE PROJEKTE
Produkte aus dem Stahlwerk Annahütte
Das kontinuierliche Streben nach Innovation und das Know-How
unserer Mitarbeiter sichern unseren Erfolg. Unser Anspruch
für die Zukunft ist, neue Einsatzgebiete zu erschließen und
durch eine konsequente Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu
expandieren. Die Einsatzmöglichkeiten von SAH Stahl sind dabei
unerschöpflich und eröffnen weltweit neue Perspektiven.
Stahlwerk Annahütte • Max Aicher GmbH & Co. KG
Max-Aicher-Allee 1+2 • D-83404 Ainring-Hammerau
www.annahuette.com
gen erzeugt.
Da mit diesen Prozessschritten
unterschiedliche
Bauteil-
und Bearbeitungslängen
abgebildet
werden können,
sind diese Verfahren
in Kombination
prädestiniert
für die Herstellung
der Rotorwellensegmente
für unterschiedliche
Motorleistungsklassen
im Sinne eines Baukastens.
Analog zu der Mittelwelle
können die Konturen
der Endstücke
mittels Verfahrenskombinationen
aus TUBE+ und Rundkneten
hergestellt
werden. Anwendungsfallabhängig
können auch
Schmiede- oder Drehprozesse
vorteilhaft
sein. Zur Herstellung
der Verzahnung
für die Fügeverbindung
ist der Einsatz
des rekursiven
Axialformens
prädestiniert,
da hiermit
auch der Schrägungswinkel
innerhalb
der Außenverzahnung
optimal abgebildet
werden kann.
Die Montage
der Wellensegmente
erfolgt
durch Verpressen.
Die dabei notwendigen
Fügekräfte
liegen im Bereich
bis zirka
25 kN. Durch eine Überwachung
dieser Fügekräfte
kann schon
während der Montage
auf die resultierende
Widerstandsfähigkeit
der segmentierten
Welle gegen axiale Zuglasten
geschlossen
werden (Diagramm in Bild 2).
SIMULATIVE UNTERSUCHUNGEN
Die Beanspruchung
von Elektromotorwellen
ist vielseitig.
Hohlwellen
werden bereits
in Elektromotoren
im Automotive-
Bereich
erfolgreich
eingesetzt.
Eine Untersuchung
der beschriebenen
umformtechnisch
erzeugten
Fügeverbindung
segmentierter
STAHL
unendlich
einsetzbar
Hohlwellen
hinsichtlich
Tragfähigkeit
liegt in aktueller
Literatur
jedoch
nicht vor. In 5 werden statische
Voruntersuchungen
bezüglich
der mechanischen
Eigenschaften
der segmentierten
Hohlwelle
beschrieben
und auf Basis einer Variantensimulation
in einen Vorschlag
für eine Gestaltungsmethode
überführt.
Daran anknüpfend
werden in dieser Arbeit Dauerversuche
bei Torsionsbeanspruchung
der segmentierten
Hohlwelle
beschrieben,
um deren Tragfähigkeit
und somit die Einsatzmöglichkeit
in Elektromotoren
im Automobilbau
zu untersuchen.
Für
eine Auslegung
der dabei eingesetzten
Fügegeometrie
wurden
zunächst
simulative
Untersuchungen
durchgeführt.
Dazu
konnte aufbauend
auf die Voruntersuchungen
ein Modell der
segmentierten
Hohlwelle
mithilfe
der Finite-Elemente-
Methode
(FEM) unter Nutzung
elastoplastischer
Materialmodelle
aufgestellt
werden.
Durch eine Variantensimulation
konnte zunächst
der Einfluss
von Parametern
der Fügeverbindung,
etwa
Schrägungswinkel
und Flankenübermaß,
auf die Widerstandsfähigkeit
der segmentierten
Welle gegen Axiallast,
Biegung und
Torsion identifiziert werden.
Dabei besteht folgender
Zielkonflikt:
In der Fügegeometrie
ist
zum einen eine hohe Flankenpressung
der Verzahnung
anzustreben,
um ein Versagen
durch Lösen der Fügeverbindung
bei Betriebsbedingungen
zu verhindern
(Reibschluss).
Da die
Welle einen Vorspannungszustand
nach dem Fügen der Segmente
erfährt,
sind zum anderen jedoch
genügend Festigkeitsreserven
für die zusätzliche
Belastung
der segmentierten
Welle
massivUMFORMUNG | MÄRZ 2019 61