Steigerung der Tragfähigkeit thermisch gefügter Pressverbindungen im Ventiltrieb
Jonas Klinge
Die vorliegende Arbeit zeigt die Herstellung und Anwendung einer lasergenerierten Funktionsoberfläche, mit deren Einbringen in die Pressfuge von thermischen Pressverbindungen die Tragfähigkeit gebauter Nockenwellen gesteigert werden kann. Diese Arbeit dient dem erweiterten Prozessverständnis im Hinblick der industriellen Nutzung dieser Strukturen.
Es werden die herstellungsrelevanten Prozessparameter ermittelt und deren Einwirken auf die Ausbildung einer Laserstruktur aufgezeigt. Die Haupt-Prozessparameter sind die Pulsspitzenleistung und die Streckenenergie sowie der Pulsversatz. Die entstehende Struktur wird mittels Laserscanning-Mikroskop vermessen und anhand der Größe der Randgebirge klassifiziert. Weitere beschreibende Größen sind die Laserzeilentiefe, die Randgebirgsbreite und der Abstand der Randgebirge. Zusätzlich wird die Reproduzierbarkeit der Struktur untersucht.
Der Einfluss der Laserstruktur auf die Tragfähigkeit wird im statischen Losbrechversuch ermittelt und mit den Werten der DIN 7190 verglichen. Das resultierende Moment in Abhängigkeit von Randgebirgshöhe und Pressdruck, verglichen mit dem elementarer Verbindungen, zeigt das Potential laserstrukturierter Funktionsoberflächen im Hinblick auf einen Tragfähigkeitszuwachs von Pressverbindungen. Der Einfluss der strukturierten Fläche und der Randgebirgshöhe auf die resultierende Tragfähigkeit wird ebenso beschrieben wie der Einfluss unterschiedlicher Waschprozesse. Weitere Untersuchungen veranschaulichen den Einfluss der dynamischen Belastung auf die Tragfähigkeit der Verbindung.
