Dominik Meffert

• Ketten werden als Übertragungselement für Drehbewegungen und Zugkräfte in verschiedenen Anwendungen verbaut. Daher lassen sich Ketten in Abhängigkeit ihres mechanischen Aufbaus, der Verwendung und der Belastung der Kette unterscheiden. Die kommerziell relevanteste Kette ist die Rollenkette, die aus Innen- und Außengliedern im alternierenden Wechsel besteht. Diese sind durch ein Gelenk aus Bolzen und Hülse miteinander verbunden. Sie wird als Antriebselement im Maschinen- und Fahrzeugbau verwendet. Hinsichtlich Lebensdauer und Effizienz des Kettentriebs steht der tribologische Kontakt zwischen Bolzen und Hülse im Fokus der Entwicklung. Reduzierte Kettenlängung durch geminderten Verschleiß steigert die Gebrauchsdauer einer Rollenkette. Ein optimiertes Reibungsverhalten führt zu einer Senkung der Verlustleistung des Kettentriebs. Neben unterschiedlichen Kettenwerkstoff en, Oberflächenbehandlungen und Schmierstoff en wird an der Bauteilkontur der Gelenkkomponenten geforscht. Infolge von Betriebsbelastungen und elastischen sowie plastischen Verformungen im Montageprozess kommt es im Kettengelenk zu komplexen Lastverhältnissen mit sehr hohen Kontaktpressungen. Der Einfluss der beschriebenen Form- und Konturabweichungen auf das Verschleiß- und Reibungsverhalten wird in dieser Arbeit untersucht, wozu Ketten mit unterschiedlichen Hülseninnenkonturen miteinander verglichen werden. Kettengelenke, die Komponenten mit starker Abweichung von der idealen Zylinderkontur aufweisen, zeigen eine ausgeprägtere Verschleißneigung als Ketten mit optimierten Hülsen. Anstelle von herkömmlichen Bauteil- oder Aggregatsversuchen mit großem physischen Materialaufwand wird ein Bauteil-Tribometer, das Kettengelenktribometer verwendet. Mit Hilfe dieses Prüfstands wird ein einzelnes Kettengelenk über aus realen Kettentrieben abgeleiteten Lastkollektiven geprüft. Der Aufbau ermöglicht so eine realitätsnahe Untersuchung und liefert dabei im Betrieb Daten hinsichtlich des Gelenkverschleiß. Zudem können Reibungskenngrößen erfasst werden. Aus den Daten der experimentellen Untersuchungen und der Prüfkörper-Charakterisierung speist sich ein reibenergetischer Verschleißberechnungsansatz, der die tribologischen Gegebenheiten im Kettengelenk durch eine EHD-Kontaktsimulation darstellt. Der Simulationsansatz kann als Unterstützung im Entwicklungsprozess neuer Hülseninnenkonturen genutzt werden.