Leichtbau und Lebensdauer von Wellen fur PKW-Antriebe Spannungsgerechte Bauteilauslegung

摘要

Die vorliegende Veroffentlichung zeigt die auf einer interdisziplinaren Zusammenarbeit der Muhr und Bender KG und dem Institut fur Fahrzeugtechnik der TU-Braunschweig basierende Auslegungsmethode auf, die es erlaubt, das Gewicht von Getriebewellen konsequent zu reduzieren. Dabei stehen neue Fertigungsprozesse sowie die reprasentativen Lastkollektive im Vordergrund. Konventionelle Auslegungsmethoden fuhren in den meisten Fallen zu uberdimensionierten Getriebewellen, da die angenommenen Belastungen den Kundennutzen des Fahrzeugs nicht in allen Bereichen abbilden. Das Institut fur Fahrzeugtechnik hat eine Auslegungsmethode entwickelt, die den Kundennutzen im 3F-Parameterraum (Fahrer, Fahrzeug und Fahrumgebung) simuliert und reprasentative Lastkollektive ermittelt. Die Optimierung eines Elements einer Doppelkupplungsgetriebewelle weist ein Potential zur Verringerung des Elementvolumens von uber 40% auf. Der Einsatz von Prazisrohr anstelle von Vollmaterial und eine neue Prozesstechnologie von endkonturnahen Umformverfahren erlauben eine Gewichtsreduktion von Getriebewellen von uber 20% bei einem uber 30% reduzierten Materialeinsatz. Mit Hilfe der vorgestellten Auslegungsmethodik uber reprasentative Lastkollektive wird, unter Berucksichtigung von Fertigungsrandbedingungen, eine Gewichtsreduzierung von 15% erzielt. Gemeinsam mit den neuen Fertigungsprozessen wird eine Gewichtreduzierung von insgesamt 40%, bei meist geringeren Kosten im Vergleich zu konventionell gefertigten Wellen, erreicht.