Durch den Zusammenbau der aus mehreren Einzelkomponenten (Rad, Nabe, Lager, Bremse, Verschraubung etc.) bestehenden Baugruppen können sich die Eigenschaften stark verändern, vor allem bedingt durch Beeinflussung von Nachbarkomponenten mit unterschiedlichen Steifigkeiten, veränderlichen Vorspannverhältnissen der Schrauben- und Schrumpfsitzverbindungen, unterschiedlichen Lackschichtdicken und Temperaturen. Erschwerend wirken sich die komplexen zufallsartigen, mehraxialen Belastungen auf die Lebensdauer aus, die zu vielfältigen Versagensmechanismen führen. Mit Hilfe von standardisierten, gerafften Belastungsprogrammen wird die experimentelle Simulation in 2- bis 4-axialen Rad-Naben-Versuchsständen (Zweiaxialer Radversuchsstand) unter Einbeziehung von Sonderbelastungen durchgeführt, um bereits in frühen Entwicklungsphasen eine optimale Lösung zu erzielten. Die langjährigen Erfahrungen bei der Entwicklung und dem Betriebsfestigkeitsnachweis von Rad-Naben-Baugruppen erlauben wesentliche Schlussfolgerungen. So müssen zum Betriebsfestigkeitsnachweis der komplexen Rad-Naben-Baugruppe die zufallsartigen Betriebsbelastungen unter betriebsähnlichen Lastabläufen sowie Sonderbelastungen unter Einbeziehung der gegenseitigen Beeinflussung aller Einzelkomponenten berücksichtigt werden. Der Nachweis kann in zweiaxialen Radversuchsständen mit Hilfe standardisierter Belastungsprogramme erfolgen. Damit ist ein Betriebsfestigkeitsnachweis und gegebenenfalls ein Funktionsnachweis von neuen Konstruktionsprinzipien, Werkstoffen, Herstellungsverfahren, Verbindungstechniken sowie veränderten Einsatzbedingungen bereits in der frühen Entwicklungsphase zuverlässig möglich. Das Versuchsverfahren hat Eingang in viele firmeninternen Werknormen gefunden. Es wird im Arbeitskreis Räder der deutschen Fahrzeughersteller empfohlen und ist in Vorbereitung als SAE-Test Recommendation (SAE J 2562) in USA. Eine Bewertung nach der traditionellen Dauerfestigkeit ist für derart komplexe Baugruppen auch aus Sicherheitsgründen nicht möglich, da die vielfältigen Schädigungsmechanismen unter sinusförmiger Beanspruchung hiermit nicht zutreffend erfasst werden können.
Betriebsfestigkeit von komplexen Rad-Naben-Baugruppen und deren Einflussgrößen
Structural durability of complex wheel-hub-subassemblies and their influences
2002
12 Seiten, 13 Bilder, 5 Quellen
Conference paper
German
IuD Bahn | 2003
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