Analysis of performance-related, process related structure and shape deviations of plastic gears for application related design (FORTol)
Third Party Funds Group - Sub project
Acronym: FORTol
Start date : 01.04.2020
End date : 31.03.2023
Overall project details
Overall project
Prozessorientiertes Toleranzmanagement mit virtuellen Absicherungsmethoden
Project details
Scientific Abstract
Scientific Abstract
Das prozessorientierte Toleranzmanagement hat zum Ziel, zulässige Abweichungen von Bauteilen auf Basis von Wissen über die erzielbaren Genauigkeiten in Fertigungsprozesse so zu definieren, dass die Produktfunktion während der Produktlebensdauer gewährleistet ist und eine kostengünstige Produktion ermöglicht wird. In der Praxis ist diese Betrachtung oft auf Maß-, Form- und Lageabweichungen begrenzt. Allerdings haben auch werkstofflich-strukturelle Abweichungen einen starken Einfluss auf das Bauteilverhalten. Daher wurden in der ersten Phase des Projekts der Einfluss des Fertigungsprozesses auf die Gestalt- und Strukturabweichungen und deren Wirkung auf das Einlaufverhalten von Kunststoff/Stahl-Getriebepaaren erarbeitet. So wurde die Ableitung von Empfehlungen für deren Tolerierung und Auslegung in Hinsicht auf ein optimiertes Einlaufverhalten unter Berücksichtigung werkstofflich-struktureller Aspekte prinzipiell ermöglicht. Ziel der zweiten Phase der Forschungsgruppe ist es, diese Kenntnisse im Hinblick auf eine umfassende Betrachtung des Betriebsverhaltens zu erweitern. Im Teilprojekt sollen dazu insbesondere der Einfluss werkstofflich-struktureller und maßlicher Abweichungen auf das Betriebsverhalten umfassend untersucht werden. Das Teilprojekt trägt daher wesentlich zur Zielerfüllung in der Forschungsgruppe bei, indem die für eine prozessorientierte Tolerierung notwendigen, grundlegenden und allgemeinen Zusammenhänge zwischen Bauteiltoleranzen bzw. –strukturen und resultierendem Bauteilverhalten, bspw. hinsichtlich Last- und Verschleißtragfähigkeit, bereitgestellt werden. Darüber hinaus soll ein effizientes Vorgehen zur Bestimmung dieser Zusammenhänge erarbeitet werden, welches es ermöglichen soll, das Betriebsverhalten auf Basis von Modell- und Werkstoffuntersuchungen zu charakterisieren. So soll in Zusammenarbeit mit den anderen Teilprojekten eine umfassende und effiziente Methodik erarbeitet werden, die eine betriebsgerechte Bauteil- und Prozessauslegung bzw. Toleranzdefinition ermöglicht. Die Ziele der zweiten Phase für dieses Teilprojekt können hierbei wie folgt zusammengefasst werden: • Die Einflüsse geometrischer und morphologischer Bauteileigenschaften auf das Verformungsverhalten und die Funktionsfähigkeit im Betrieb unter variierten Lastbedingungen sind in Hinsicht auf das Toleranzmanagement identifiziert und verstanden.• Die Auswirkungen von geometrischen Abweichungen, insbesondere verschiedener Oberflächentopografien fließgepresster Ritzel, auf das Betriebsverhalten von Kunststoff-Stahl-Paarungen sind ermittelt und können umfassend beschrieben werden.• Eine erweiterte Methodik zur effizienten Bestimmung und Beurteilung des Betriebsverhaltens, basierend auf Korrelation von Material-, Modell- und Bauteiluntersuchungen, insbesondere mittels in situ Messtechnik, ist entwickelt und validiert.
