Die NTB stillt Wissenshunger
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EMS Institut für Entwicklung Mechatronischer Systeme<br />
Entwicklung eines Kunststoffzahnrades für<br />
gebaute Nockenwellen<br />
Nockenwellen verursachen<br />
Lärm. <strong>Die</strong>ser soll um 3 dB<br />
gesenkt werden, indem ein<br />
Kunststoffzahnrad einsetzt<br />
wird. Ausgelegt wurde das<br />
Zahnrad mit der Software<br />
KissSoft. Zur Überprüfung<br />
der Belastungen wurde die<br />
Finite Elemente Methode<br />
(FEM) eingesetzt. Für die<br />
raue Umgebung im Motorraum<br />
wurde PEEK als Kunststoff gewählt, da er die höchsten Festigkeitswerte<br />
aller untersuchten Polymere besitzt. <strong>Die</strong>se liegen jedoch noch erheblich<br />
unter den Werten von Stahl. Da der Bauraum beibehalten werden musste,<br />
hält ein komplettes PEEK Zahnrad den Belastungen bei weitem nicht<br />
Stand. <strong>Die</strong> Lösung war ein Hybridzahnrad, das einen Metallkern mit Zahnflanken<br />
aus Kunststoff besitzt. Es kombiniert die guten Eigenschaften des<br />
Kunststoffs bezüglich Hertzscher-Pressung und Dämpfung mit den positiven<br />
Merkmalen des Metalls zur Aufnahme der Zahnfussspannungen. In intensiven<br />
Berechnungen wurde die Konstruktion so optimiert, dass sie hinsichtlich<br />
aller Festigkeitskriterien gleichmässig ausgelastet ist. In weiterführende Arbeiten<br />
ist geplant, die FEM-Berechnung des optimierten Zahnrads auf Prüfständen<br />
zu verifizieren.<br />
Diplomand(en) Lucas Fry, Raphael Venzin<br />
Dozent(en) Prof. Dr. Josef Althaus, Prof. Dr. Samuel Affolter<br />
Partner ThyssenKrupp Presta, Eschen<br />
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