antriebstechnik 11/2021

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
03 Mind-Map der Einflussgrößen auf Rändelverbindungen nach [1] und [8]
Querpressverbindung und aufgrund der Formänderungsarbeit
zwischen elastischer und elastisch-plastischer Auslegung unterschieden.
Kennzeichnend für PV und MPV ist deren Spielfreiheit,
die hohe Steifigkeit bewirkt, aus Verschleißsicht günstig ist und
für die besondere Eignung für hohe dynamisch ertragbare Beanspruchungen
verantwortlich zeichnet. Dem gegenüber ist die
Toleranzempfindlichkeit ein Prinzip bedingter Nachteil von PV.
Die benötigten Temperaturunterschiede bei Querpressverbindungen
zum Fügen großer Übermaße können limitierend wirken,
Temperaturunterschiede sowie eine fliehkraftbedingte Aufweitung
bei hohen Drehzahlen im Betrieb reduzieren die Tragfähigkeit.
Bei kleinen Durchmessern wirkt sich zusätzlich die Glättung
der Oberflächen beim Fügevorgang verstärkt ungünstig auf das
wirksame Übermaß und somit auf das übertragbare Torsionsmoment
aus [2]. Eine Drehmomentsteigerung durch eine Einengung
der Toleranzen ist aus Kostensicht oftmals kritisch.
Formschlüssige WNV, wie beispielsweise die ZWV oder die
Passfederverbindung (PFV), weisen in Bezug auf Montage oder
Demontage im Vergleich zu den PV deutliche Vorteile auf. Dafür
sind aber ein Nullspiel oder kleine Spiele nötig, die sich wiederum
negativ auf das Betriebs- und Verschleißverhalten der Verbindung
auswirken. Die mehrfache Überbestimmung der Verzahnung
bei ZWV führt zu einer ungleichmäßigen Belastung der Verzahnung,
sodass deren Potential nicht voll ausgenutzt werden
kann. Darüber hinaus ändert sich die Torsionssteifigkeit belastungsabhängig
[3]. Eine diesbezügliche Verbesserung ist mit
kleinmoduligen Verzahnungen erreichbar. Zudem neigen diese
weniger zum Verschleiß bei einwirkenden Querkräften. Schmierkonzepte
mit Spezialfetten können die Lebensdauer erheblich
verlängern. Eine Verbesserung der Qualitätsklassen führt ebenso
wie bei PV zu steigenden Herstellkosten.
3 RÄNDELVERBINDUNG – KOMBINATION VON
REIB- UND FORMSCHLUSS
Die Rändelverbindung vereint die klassische reibschlüssige PV
und formschlüssige ZWV, vergleiche Bild 01. Bei der Rändelverbindung
wird meistens eine mit einer Rändelung und Übermaß
versehene härtere Welle in eine in der Regel weichere Nabe mit
kreisrunder Bohrung längseingepresst. Die gerändelte Welle
48 antriebstechnik 2021/11 www.antriebstechnik.de