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11.05.2010

Belastungsvorgänge im Inneren von Zugsträngen aus Stahllitze

Belastungsuntersuchungen von Stahllitze-Zugsträngen für Zahnriemen konzentrieren sich sowohl auf Hersteller- als auch auf Anwenderseite größtenteils auf experimentell zu ermittelnde Kennwerte, wie z. B. Reißfestigkeit und Kraft-Dehnungs-Kennlinien oder auf sehr zeit- und kostenintensive Dauerversuche zur Biegewechselfestigkeit.


Definition der Schlaglänge L

Diese Untersuchungen gestatten zwar eine gute Vorabschätzung des Verhaltens der Zugträger und damit auch des gesamten Zahnriemens unter den späteren Einsatzbedingungen, sofern dies annähernd den Testbedingungen entsprechen. Bei der Untersuchung von Problemfällen in der Praxis oder der gezielten Optimierung für spezifische Anwendungen oder hin zu einer höheren Leistungsdichte helfen sie jedoch wenig. Hierfür sind detaillierte Analysen auf Ebene der Wechselwirkung der einzelnen Filamente gefordert. Systematische experimentelle Untersuchungen dazu existieren für Zugstränge jedoch bislang nicht, was jedoch nicht verwundert, da ein Zugang zu den zum Teil weniger als 100 µm dünnen Einzeldrähten mit heutigen messtechnischen Mitteln nicht gelingt, ohne das Verhalten des gesamten Zugstranges signifikant zu beeinflussen. Selbst bei sehr großen, mehrere Zentimeter dicken Seilen der Fördertechnik sind Einzeldrahtuntersuchungen bislang nur rudimentär möglich, z. B. mithilfe von Dehnmessstreifen an den außenliegenden Drähten.
Die existierenden rein mathematischen Ansätze sind besonders bei mehrfach verseilten Zugstrangkonstruktionen äußerst kompliziert zu handhaben, können trotzdem das Kontaktverhalten der Drähte untereinander jedoch nicht ausreichend abbilden. Am Institut für Feinwerktechnik und Elektronik-Design der TU Dresden wurde deshalb die Möglichkeit untersucht, das Verhalten von Stahlseilen unter äußerer Belastung mit Hilfe der Finiten Elemente Methode zu simulieren.

Download des Berichts
"Belastungsvorgänge im Inneren von Zugsträngen aus Stahllitze"

Quelle:
IFTE der TU Dresden, Fachtagung "Zahnriemengetriebe"
Autor: Dr.-Ing. Robert Witt