Experimenteller Betriebsfestigkeitsnachweis von Kurbelwellen: Vorstellung eines schädigungsäquivalenten Bauteilprüfkonzeptes

Steffen Rödling; Jürgen Fröschl; Matthias Decker

doi:10.3139/120.110383

Artikel

Experimenteller Betriebsfestigkeitsnachweis von Kurbelwellen: Vorstellung eines schädigungsäquivalenten Bauteilprüfkonzeptes

Steffen Rödling , Jürgen Fröschl und Matthias Decker

Veröffentlicht/Copyright: 26. Mai 2013

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Aus der Zeitschrift Materials Testing Band 54 Heft 10

Kurzfassung

Die Kurbelwelle unterliegt im Betrieb einer komplexen Beanspruchung. Gerade die Übergangsradien der Lagerzapfen zu den Kurbelwangen sowie die Austritte der Ölbohrungen zur Schmierung der Haupt- und Hublagerzapfen stellen schwingbruchgefährdete Stellen dar, welche durch kostenintensive Fertigungs- und Oberflächenverfestigungsprozesse optimiert werden. Um die Untersuchung der Wirksamkeit dieser Maßnahmen in einer Betriebsfestigkeitsprüfung unter möglichst realitätsnaher Beanspruchung zu ermöglichen, wurde bei IABG mbH ein neues Kurbelwellenprüfkonzept entwickelt, welches im folgenden Beitrag vorgestellt und im Vergleich mit gängigen Kurbelwellenprüfverfahren diskutiert wird. Dieses Prüfverfahren ist gleichsam für Kurbelwellen von Reihen- als auch V-Motoren geeignet.

Abstract

The crankshaft is a core component of today's internal combustion engines being subjected to complex service loading conditions. The transition radii of the crankpins to the crankwebs and the outlets of the oil ducts for lubricating the crankshaft journals and pins are often fatigue relevant hot spots. For this reason, expensive manufacturing and surface treatment processes are performed in order to improve the local fatigue characteristics. IABG has developed a new test concept for crankshafts to perform fatigue under near service loading conditions. This concept is applicable for crank shafts both for in-line or V-engines. In this paper this new test concept will be discussed and compared with common methods for crankshaft testing.

Dr.-Ing. Steffen Rödling, geboren 1973, studierte Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität der Bundeswehr München und promovierte 2003 am Institut für Materialwissenschaften der Universität der Bundeswehr München, in Neubiberg. Im Juli 2005 wechselte er als Projektleiter für Beanspruchungsanalysen und Betriebsfestigkeitsuntersuchungen in den Bereich Tests und Analysen der Industrieanlagen Betriebsgesellschaft mbH in Ottobrunn. Seit 2007 ist er als Leiter der Abteilung für Betriebsfestigkeit, Bauteilprüfung, Prüfstände und als stellvertretender Leiter des akkreditierten Betriebsfestigkeitslabors der IABG in Ottobrunn verantwortlich für die Entwicklung von Prüfkonzepten, die Durchführung von Bauteilerprobungen und den Betrieb von Großprüfständen.

Dr.-mont. Jürgen Fröschl, geboren 1976, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Wien und promovierte 2006 am Christian Doppler Laboratorium für Betriebsfestigkeit der Montanuniversität Leoben. Im November 2008 wechselte er als Projektleiter und Betriebsfestigkeitsexperte in den Bereich Tests und Analysen der Industrieanlagen Betriebsgesellschaft mbH. Seit November 2010 ist er Leiter der Abteilung für Festigkeit, Berechnung, Methodenentwicklung der IABG in Ottobrunn.

Dipl.-Ing. Matthias Decker, geboren 1970, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität München. Von 1995 bis 2002 arbeitete er für MAN Nutzfahrzeuge AG, wo er sich mit der Messung und Auswertung von Straßenlasten sowie mit der Ableitung und Optimierung von Versuchsprogrammen für Betriebsfestigkeits- und Vibrationsprüfungen beschäftigte. 2003 wechselte er als Abteilungsleiter für Betriebsfestigkeit, Funktionsversuche, Prüfstände zur Industrieanlagen Betriebsgesellschaft mbH in Ottobrunn. Seit 2007 ist er als Ressortleiter Versuche Automotive verantwortlich für die mechanische Prüfung, Materialcharakterisierung und Komponententests unter Umwelteinflüssen. Als Leiter Festigkeit, Funktion, Werkstoffe verantwortet er seit 2010 zusätzlich die Berechnung und Methodenentwicklung der IABG im Geschäftsbereich Tests und Analysen.

Literatur

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Online erschienen: 2013-05-26

Erschienen im Druck: 2012-10-01

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https://doi.org/10.3139/120.110383