Volume 47, Issue 9

Kurzfassung Gewindeformende Schrauben bieten dem Anwender ein Rationalisierungspotenzial bei der Bauteilherstellung und Montage durch die Reduzierung von Arbeitsgängen. Neben der Geometrie kommt dem Werkstoff/-zustand solcher Verbindungselemente eine besondere Bedeutung zu, denn dieser ist sowohl für die prozesssichere Montage als auch für das versagensfreie Ertragen einer komplexen Betriebsbeanspruchung über der Bauteillebensdauer entscheidend. Die stetige Weiterentwicklung der Bauteilwerkstoffe, insbesondere im Bereich der hochfesten Stähle für den Leichtbau, erfordert – neben den vergüteten und einsatzvergüteten gewindeformenden Verbindungselementen – solche Schrauben, deren Werkstoffeigenschaften über der Schraubenlänge gezielt auf die Anforderungen eingestellt werden.

Kurzfassung Für Bauteilprüfungen mit hohen Belastungstransienten werden Prüfsysteme mit Antrieb durch Treibladungspulver erfolgreich eingesetzt. Gegenüber mechanischen Systemen (z.B. Fallwerke, Schlitten) und servo-hydraulischen oder hydro-pneumatischen Einrichtungen bieten sie den Vorteil höherer erreichbarer Belastungsgeschwindigkeiten und größerer Systemenergien. Für die Dimensionierung der Treibladung ist der Antriebsvorgang vorab zu berechnen, wozu Kenntnis der physikalischen Zusammenhänge erforderlich ist. Für die vorrangigen Einsatzgebiete “Dynamischer Aufbau von Innendrücken in Prüfkörpern” und “Realisierung definierter Geschwindigkeiten mit Beschussanlagen” werden ingenieurmäßige Berechnungen auf Basis der sog. “dynamischen Lebhaftigkeit” vorgestellt. Bei den an der Staatlichen Materialprüfungsanstalt Stuttgart durchgeführten entsprechenden Versuchen konnten die Berechnungen mit Messergebnissen verglichen werden, wobei sehr gute Übereinstimmungen erzielt wurden.

Kurzfassung Für die Gewährleistung von Qualität und Sicherheit technischer Erzeugnisse, aber auch für den wirtschaftlichen Werkstoffeinsatz besitzt das Prüfen einen hohen Stellenwert. Mit dem Prüfen ist immer die Zielstellung verbunden, eine qualitative oder quantitative Aussage über die Tauglichkeit von Waren und Produkten für den konkreten Anwendungsfall zu erhalten. Prüfen ist deshalb immer im Zusammenhang mit einem Entscheidungsbedarf zu verstehen.

Kurzfassung In diesem Beitrag werden einleitend neue Tendenzen der nationalen und internationalen Normungsarbeit erläutert. Die neuesten Entwicklungen in der Normung auf dem Gebiet der Werkstoffprüfung sind für folgende Gebiete vorgestellt: – mechanisch-technologische Prüfverfahren (Härteprüfung, Zugversuch, Kerbschlagbiegeversuch, Bruchzähigkeit) – Prüfung und Kalibrierung von Werkstoffprüfmaschinen – Prüfbescheinigungen nach DIN EN 10204. Des Weiteren sind die aktuellen Informationen über die Sitzungen der entsprechenden internationalen Normungsgremien enthalten.

Kurzfassung Die Festigkeitsrechnung gibt die Grundlage, Bauteile so auszulegen, dass sie im bestimmungsgemäßen Betrieb nicht durch übermäßige Verformung oder gar Bruch versagen. Für die Werkstoffe werden Kennwerte vorgegeben, nach denen ihre Eignung beurteilt werden kann. Die georderten Chargen und Halbzeuge werden stichprobenweise auf Einhaltung der Anforderungen und Fehlerfreiheit geprüft, widrigenfalls werden sie verworfen oder nachgebessert, falls Letzteres möglich ist. Das ganze Procedere ist in einem umfangreichen Regelwerk festgeschrieben, das von Zeit zu Zeit angepasst wird. Nachstehend wird für verformungsfähige Stähle hinterfragt, ob diese Kennwerte nicht nur geeignet sind, die Werkstoffeigenschaften zu gewährleisten, sondern auch für die sichere Funktion der Komponenten im Betrieb wichtig und richtig sind. Die Probleme der sog. Ermüdung durch häufige Lastwechsel, des Korrosionseinflusses und der Zeitstandbeanspruchung bei erhöhter Temperatur werden hier nicht angesprochen.

Kurzfassung In der Automobilindustrie spielt die Reifenentwicklung eine bedeutende Rolle. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt vor allem in der Lebensdauerabschätzung der Reifen. Zur Beurteilung der Reifenqualität sind mehrere Prüfungen notwendig. Von der Continental AG und dem Institut für Werkstoffkunde der Universität Hannover wurde eine Methode zur Lebensdauerabschätzung von Stahl-Corden entwickelt. Die Prüfung der Stahl-Corde basiert auf dem Dauerschwingversuch mit einer Sinusschwingung. Die graphische Darstellung der gewonnenen Messergebnisse ermöglicht es, den Moment des Filamentversagens genau zu definieren. Mit der entwickelten Methode lässt sich die Lebensdauerüberprüfung praxisnah und leicht durchführen.

The investigations presented in this contribution were targeted to replace a gear group made up of SAE 8620 steel in army jeeps with microstructural controlled austempered ductile iron, in order to reduce the manufacturing steps. Furthermore, the vibrations were also expected to decrease, due to the application of austempered ductile iron. The fatigue resistance of unalloyed and Ni alloyed austempered ductile iron have been investigated to see if some improvement as compared to steels with cementite could be achieved. The effect of the austenization heat treatment on the fatigue resistance was studied in metallographic investigations and it turned out that the alloying elements Cu, Ni and Mo have a beneficial effect. For economical reasons, the gears were fabricated of nodular iron containing 3.98% C, 1.89% Si, 0.269% Mn and 0.028% P. Considering the fatigue resistance, a Ni alloyed material with 3.66% C, about 1.81% Si, 0.134% Mn, 0.031% P and 1.51% Ni was chosen. The roundness of the graphites was about 93–100% and 80–85%. The gears were at first produced by austenization at 900°C for 3 hours and then by austempering at 235°C for 2.5 hours. The fatigue tests were performed at the maximum stresses to be expected.

This paper describes a fatigue testing inter-laboratory comparison between six Nordic laboratories, which performed fatigue tests on steel specimens. The specimens were tested with three different stress levels (maximum stress) and with a load ratio R = S min /S max = 0.1. Each laboratory tested four specimens at each stress level. The participating laboratories reported the results together with the uncertainty of measurement. The calculated results showed a significant difference between laboratories. However, when the differences in modelling were taken into consideration, no significant differences between the laboratories remained. Significant problems connected with calculations of uncertainty of measurement were detected. One of the major conclusions from the study is that it is of great importance how fatigue tests are reported, e.g. the method of modelling. Better knowledge of how to report fatigue tests, including uncertainty of measurement, as well as a more generally accepted way of reporting such tests – and especially how to treat run-outs – would be a great improvement for the customers of the laboratories.