Mit der Methode der Betriebsfestigkeit werden Bauteile so ausgelegt, dass sie eine endliche Lebensdauer mit minimalem Werkstoffeinsatz überstehen. Die Belastungen werden auf das Bauteil und seine Belastbarkeit in Kennlinien oder -funktionen umgerechnet. Diese werden zum Nachweis so zusammengeführt, dass die gewünschte Lebensdauer erreicht werden kann. Die zu erwartenden Belastungen müssen genau abgeschätzt und in optimaler Form zu sogenannten Lastkollektiven zusammen gefasst werden. Unter einem Lastkollektiv versteht man die statistische Auswertung eines Belastungs-Zeit-Ablaufes. Die Belastbarkeitsfunktionen (Wöhler- und Lebensdauerlinien) erhält man entweder aus Tabellenbüchern oder durch Versuche an Werkstoffproben oder direkt am Bauteil. Eine Berechnung erfolgt heute üblicherweise mit Hilfe sogenannter linearer Schadensakkumulationshypothesen. Diese stützen sich auf die Annahme, dass jede Schwingung das Bauteil unabhängig vom Zeitpunkt des Auftretens und der Frequenz schädigt. Jede Lastklasse trägt mit einer Teilschädigung zur Gesamtschädigung bei. Die Schädigung je Klasse steigt linear mit der jeweiligen Schwing- oder Lastspielzahl an. Das Hauptelement der experimentellen Lebensdauerermittlung ist der mehrstufige Ermüdungsversuch (Betriebslastenversuch) mit betriebsähnlichen Belastungs-Zeit-Folgen. Die Versuchselemente sind das Weglassen nicht relevanter Lastspiele und die gezielte Lastüberhöhung zwecks Verkürzung der Versuchsdauer. Die betriebsfeste Auslegung stufenloser Getriebe erfolgt wie bei gestuften Getrieben. Dennoch ergeben sich einige Unterschiede sowohl in der Auslegung der Lastkollektive als auch bei den Einflussparametern, die für die gesamte Schädigungsrechnung untersucht sein müssen. An Bauteilen von reibschlüssig arbeitenden stufenlosen Getrieben, auf denen sich der Radius der Kontaktstelle mit der Übersetzung ändert, verteilen sich die Schädigungen aus der Anpresskraft. Diese Verteilung nützt der Lebensdauer der Bauteile und muss daher berücksichtigt werden. Für ihre Ermittlung werden Simulationstools immer wichtiger. Bei stufenlosen Getrieben kennt das Kennfeld des Antriebssystems nicht die unklaren Stellen, die durch die Stufung von Getrieben zwischen den Gangkennlinien und der Abregelkennlinie des Motors entstehen. Stufenlose Getriebe ermöglichen durch die kontinuierliche Veränderbarkeit der Getriebeübersetzung ein Motor-Getriebe-Management und eine starke Strategiefähigkeit des Antriebs. Je stärker ein Vorgang automatisiert wird, desto vorhersehbarer ist es. Dies gilt nicht nur für das Management eines stufenlosen Antriebs, sondern für die Automatisierung von Getriebeschaltungen allgemein. Die Vorhersehbarkeit der Vorgänge führt somit zu Lastkollektiven, deren Streuung geringer und günstiger für eine zuverlässige Auslegung ist.

    The presentation is dealing with the state-of-the-art methods for the dimensioning of drive lines in off-road vehicles. The most important elements of the fatigue load analysis method are shown: S/N-curve, load spectrum and damage accumulation hypothesis. Principles and different procedures to derive load spectra from load histories are summarized. The difference between random and deterministic load histories is worked out in combination with a guideline for choosing an appropriate counting method. The standard methods for stepped transmissions are taken under critical survey in terms of their usability for continuously and/or infinitely variable transmissions (CVTs, IVTs). A checklist for the use of the fatigue load analysis for the dimensioning of CVT variators and CVTs/IVTs is presented.


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    Titel :

    Anwendung der Betriebsfestigkeit bei Getrieben für mobile Arbeitsmaschinen


    Weitere Titelangaben:

    Endurance strength-based dimensioning of transmissions in mobile equipment


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2003


    Format / Umfang :

    12 Seiten, 3 Bilder, 2 Tabellen, 25 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch