Gestaltfestigkeit von Pressverbindungen

FKM 2009
Heft Nummer 305
Vorhaben Nr. 276

Mitgliederpreis nach Anmeldung sichtbar
Abschlussbericht
Kurzfassung:

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die Gestaltfestigkeit bzw. die Kerbwirkungszahl für ausgewählte Pressverbindungsgeometrien und Werkstoffe ermittelt. Neben der Ergänzung der vorhandenen Kennwerte lag der Fokus der Untersuchungen auch auf der statistischen Absicherung der in den einschlägigen Normen enthaltenen Kerbwirkungszahlen. Dazu wurden mehrere Wöhlerlinien ermittelt.
Die Auswertung dieser Ergebnisse zeigt, dass die derzeit in den Normen enthaltenen Kerbwirkungszahlen für Pressverbindungen (PV) mit glatter Welle sowohl für Biegung als auch für Torsion beibehalten werden können. Einsatzgehärtete PV weisen gegenüber dem Vergütungsstahl C45E eine deutlich höhere Gestaltfestigkeit auf, weswegen der Oberflächenverfestigungsfaktor KV entsprechend angepasst werden muss. Mit den auf den vorhandenen Prüfständen realisierbaren Wellen-Durchmessern (25 bis 60 mm) konnte ein Größeneinfluss nicht gesichert nachgewiesen werden. Es wird deshalb empfohlen, den in DIN 743 enthaltenen Größeneinflussfaktor K3 weiterhin auch für PV anzuwenden. Die vergleichenden Untersuchungen zum Werkstoffeinfluss zeigten qualitativ den bekannten Sachverhalt, dass bei höherfesteren Werkstoffen die Dauerfestigkeit zwar ansteigt aber bezogen auf die Zugfestigkeit deutlich unterproportional. Die Kerbwirkungszahlen unterscheiden sich daher deutlich.
Aus einigen Literaturstellen ist abzuleiten, dass Schlupf zu einer merklichen Reduzierung der Festigkeit führt. Dieses Verhalten sollte durch Reduzierung des Fugendrucks [von pF (QA = 0,5) = 133 N/mm2 auf pF (QA = 0,75) = 78 N/mm2] verifiziert werden. Die Untersuchungen führten zu dem überraschenden Ergebnis, dass ein kleinerer Fugendruck keineswegs die Dauerfestigkeit markant verschlechtert. Zwar gilt diese Aussage hier nur für die aus Aufwandsgründen auf 20