Das Projekt "Teilvorhaben 2: Modellbau und Werkzeugentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MECO Eckel GmbH & Co. KG durchgeführt. Vorhabensziel ist die Entwicklung von hohlgegossenen Kurbelwellen für den Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen, wodurch es zu einer Materialeinsparung von 20Prozent kommen soll, was gleichbedeutend mit einer Gewichtsreduzierung ist, und auch zu einer weiteren Kostenreduzierung bei der Fertigung führt und somit zu Senkung des Kraftstoffverbrauches beiträgt, welche gleichbedeutend mit der Senkung des Ausstoßes von Emissionen (CO2) wäre. Problematik ist dabei die Definition der Lage der Hohlräume ohne Veränderung der äußeren Geometrie und der Beeinträchtigung der Schwingfestigkeit der Bauteile. Die Neuheit des Lösungsansatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Hohlräume sich durch neue Kernformverfahren realisieren lassen, d.h. die Darstellung von Hohlräumen ist auch bei Wellen, bei denen die Pleuel nicht in einer 180 Ebene liegen, möglich. Zunächst wird der Ist-Stand einer Welle analysiert und dann konstruktiv um die Hohlräume ergänzt. Dieses neue CAD-Modell wird dann auf Gießbarkeit überprüft und falls nötig überarbeitet. Anhand dieses Modells werden die Kernwerkzeuge erstellt und erste Prototypen gegossen. Nach der mechanischen Bearbeitung werden diese dann auf Schwingfestigkeit getestet. Anhand der Ergebnisse erfolgt falls nötig eine Überarbeitung des Designs und die Festlegung auf das endgültige Material und es werden erneut Prototypen gegossen, welche ebenfalls bearbeitet und auf Schwingfestigkeit getestet werden. Diese Ergebnisse werden dann denen einer Vollwelle gegenübergestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Nachweis der Schwingfestigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Standort Kranichstein durchgeführt. Vorhabensziel ist die Entwicklung von hohlgegossenen Kurbelwellen für den Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen, wodurch es zu einer Materialeinsparung von 20Prozent kommen soll, was gleichbedeutend mit einer Gewichtsreduzierung ist, und auch zu einer weiteren Kostenreduzierung bei der Fertigung führt und somit zur Senkung des Kraftstoffverbrauches beiträgt, welche gleichbedeutend mit der Senkung des Ausstoßes von Emissionen (CO2) wäre. Problematik ist dabei die Definition der Lage der Hohlräume ohne Veränderung der äußeren Geometrie und der Beeinträchtigung der Schwingfestigkeit der Bauteile. Die Neuheit des Lösungsansatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Hohlräume sich durch neue Kernformverfahren realisieren lassen, d.h. die Darstellung von Hohlräumen ist auch bei Wellen, bei denen die Pleuel nicht in einer 180 Ebene liegen, möglich. Das Fraunhofer-Institut LBF führt innerhalb des Gesamtvorhabens experimentelle Schwingfestigkeitsuntersuchungen an den Kurbelwellen durch. Als Referenz im Hinblick auf die Schwingfestigkeit der in diesem Vorhaben zu untersuchenden hohlgegossenen Kurbelwellen werden zunächst Schwingfestigkeitsversuche an einer Voll-Serienkurbelwelle durchgeführt. Die Schwingfestigkeitsversuche mit hohlgegossenen Kurbelwellen unterteilen sich in Prototypenversuche und nach Optimierung der Fertigungsschritte in umfangreiche Schwingfestigkeitsversuche an hohlgegossenen Kurbelwellen unter zyklischer Biege- und Torsionsbelastung.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Verbundkoordination und Konzeptentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RIV GmbH Regler Industrievertretungen durchgeführt. Vorhabensziel ist die Entwicklung von hohlgegossenen Kurbelwellen für den Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen, wodurch es zu einer Materialeinsparung von 20Prozent kommen soll, was gleichbedeutend mit einer Gewichtsreduzierung ist, und auch zu einer weiteren Kostenreduzierung bei der Fertigung führt und somit zu Senkung des Kraftstoffverbrauches beiträgt, welche gleichbedeutend mit der Senkung des Ausstoßes von Emissionen (CO2) wäre. Problematik ist dabei die Definition der Lage der Hohlräume ohne Veränderung der äußeren Geometrie und der Beeinträchtigung der Schwingfestigkeit der Bauteile. Die Neuheit des Lösungsansatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Hohlräume sich durch neue Kernformverfahren realisieren lassen, d.h. die Darstellung von Hohlräumen ist auch bei Wellen, bei denen die Pleuel nicht in einer 180 Ebene liegen, möglich. Zunächst wird der Ist-Stand einer Welle analysiert und dann konstruktiv um die Hohlräume ergänzt. Dieses neue CAD-Modell wird dann auf Gießbarkeit überprüft und falls nötig überarbeitet. Anhand dieses Modells werden die Kernwerkzeuge erstellt und erste Prototypen gegossen. Nach der mechanische Bearbeitung werden diese dann auf Schwingfestigkeit getestet. Anhand der Ergebnisse erfolgt falls nötig eine Überarbeitung des Designs und die Festlegung auf das endgültige Material und es werden erneut Prototypen gegossen, welche ebenfalls bearbeitet und auf Schwingfestigkeit getestet werden. Diese Ergebnisse werden dann denen einer Vollwelle gegenübergestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Gießversuche Prototypen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Keßler & Co. GmbH durchgeführt. Vorhabensziel ist die Entwicklung von hohlgegossenen Kurbelwellen für den Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen, wodurch es zu einer Materialeinsparung von 20Prozent kommen soll, was gleichbedeutend mit einer Gewichtsreduzierung ist, zu Materialeinsparungen und weiteren Kostenreduzierungen bei der Fertigung führt und somit zur Senkung des Kraftstoffverbrauches beiträgt, welche gleichbedeutend mit der Senkung des Ausstoßes von Emissionen (CO2) wäre. Problematik ist dabei die Definition der Lage der Hohlräume ohne Veränderung der äußeren Geometrie und der Beeinträchtigung der Schwingfestigkeit der Bauteile. Die Neuheit des Lösungsansatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Hohlräume sich durch neue Kernformverfahren realisieren lassen, d.h. die Darstellung von Hohlräumen ist auch bei Wellen, bei denen die Pleuel nicht in einer 180 Ebenen liegen, möglich. Bisherige Möglichkeiten haben sich reduziert auf das Aufbohren der Bauteile und Gießen mittels Feingussverfahren wie z.Bs. das kostenintensive Wachsausschmelzverfahren, welches zudem sich für große Stückzahlen wenig eignet. Eine Kurzfassung der Arbeitsplan ist dem Antrag beigefügt. Konstruktionsentwurf für hohlgegossene Variante; Formfüllungs- und Erstarrungssimulation; Konzept für Formteilung, Speiser- und Anschnitttechnik und Kernfertigung; FEM Berechnungen für Abschätzung der Beanspruchbarkeit der Bauteile; Probeabgüsse und Prototypen in unterschiedlichen Werkstoffen; mechanische Bearbeitung und Beprobung usw.
Das Projekt "Schwingfestigkeitsuntersuchungen an geschweissten Proben aus austenitischen Staehlen im Hinblick auf Lastanschlagspunkte in Kernkraftwerken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Die Schwingfestigkeitsuntersuchungen hatten die Ermittlung regelwerksfaehiger zulaessiger Spannungen fuer den Betriebsfestigkeitsnachweis von Lastanschlagspunkten aus austenitischen Staehlen an Lasten in Kernkraftwerken zum Ziel. Die Auslegung derartiger Lastanschlagspunkte ist in der KTA 3905 geregelt. Fuer ferritische Baustaehle bezieht sich die KTA 3905 auf die in DIN 15 018 angegebenen zulaessigen Spannungen; fuer austenitische Staehle enthielt die KTA bis zum Abschluss des Forschungsvorhabens keine durch den Konstrukteur unmittelbar anwendbaren Werte. Um das Untersuchungsziel zu erreichen, wurden statistisch geplante und ausgewertete Schwingfestigkeitsversuche an glatten, gekerbten und geschweissten Flachproben sowie an einem Torsionskoerper (Rohr auf Stirnplatte) durchgefuehrt. Die Probanden waren aus den austenitischen Staehlen 1.4541, 1.4306 und 1.4571 hergestellt. Die Flachproben wurden in Einstufen-Woehlerversuchen bei schwellender Zugbeanspruchung (R = 0) geprueft, die Schweissnaehte der Rohrproben wurden bei wechselnder Torsionsbeanspruchung (R = -1) untersucht. Die Ergebnisse der insgesamt 324 in die Endauswertung einbezogenen Ermuedungsversuche zeigen, dass die bei ferritischen Staehle in der Regel vorhandene charakteristische Dauerfestigkeitsschranke bei den hier bis zur gewaehlten Grenzschwingspielzahl 10E7 untersuchten Proben in einigen Faellen nicht auftritt. Dieses Verhalten steht im Einklang mit Literaturangaben. ie erarbeiteten Werte bilden - ueber ihre unmittelbare Anwendung in der KTA 3905 hinausgehend - die Basis zu einem der Kranbaunorm DIN 15 018 aehnlichen, umfassenden Regelwerk fuer austenitische Staehle.
Das Projekt "Schwingfestigkeitsprüfung zur Qualifizierung von Faserverbundkunststoffen für Offshore-Windenergieanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung durchgeführt. Ein wirtschaftlicher Betrieb von Windenergieanlagen (WEA) im Offshore-Bereich erfordert optimierte Werkstoffkombinationen mit hohen Betriebsfestigkeiten. Dies gilt insbesondere für die stark beanspruchten Rotorblätter. Für Offshore-WEA werden aufgrund der höheren Belastungen neben Glasfaser- (GFK) auch zunehmend Kohlefaserverbundkunststoffe (CFK) interessant. Daten über die Schwingfestigkeit als Maß für Materialermüdung und Totalversagen, insbesondere in Kombination mit Umgebungseinflüssen (Feuchtigkeit, Temperatur), und Lastspielzahlen bis 108 liegen bisher jedoch nur in sehr begrenztem Umfang vor. Im Rahmen des Vorhabens sollen eingehende material- und bauteilkundliche Untersuchungen durchgeführt werden, um eine gut abgesicherte experimentelle Basis für Betriebsfestigkeitsberechnungen bereitzustellen. Die Untersuchungen erfolgen an Prüfkörpern (Laminate) und real geformten Bauteilen. Die Forschungsarbeiten sollen insbesondere zu vereinfachten Auswahlkriterien geeigneter Faserverbundkunststoffe (FVK) für WEA führen. Daneben wird ein Konzept zur Bewertung von Umwelteinflüssen auf die Schwingfestigkeit von FVK-Bauteilen entwickelt.
Das Projekt "GaßnerWind - Vereinfachte Bemessung von Eisengussbauteilen für Windenergieanlagen unter Berücksichtigung von Betriebsbelastung und Sonderereignissen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Standort Kranichstein durchgeführt. Eine in sich schlüssige und aus technischer Sicht anerkannte Methodik zur Bemessung höchst beanspruchter und ausgelasteter Eisengussbauteile unter integraler Berücksichtigung von Betriebsbelastungen und Sonderereignissen in Multimegawattanlagen der Windenergie wird entwickelt. Die Bemessungsmethode wird für eine Standardisierung und kurzfristige Integration in den Zertifizierungsprozess von Windenergieanlagen (WEA) vorbereitet. Damit soll die Entwicklung von leistungsstärkeren und zugleich zuverlässigen Multimegawattanlagen und innovativen Anlagenkonzepten unter dem Aspekt einer sicheren und zuverlässigen Erhöhung des Auslastungsgrades von Eisengussbauteilen mit einem vereinfachten Zertifizierungsverfahren ermöglicht werden. Das Vorhaben gliedert sich in die folgenden Teilaufgaben: Probenbereitstellung zur zyklischen Werkstoffcharakterisierung aus Gussplatten und Bauteilen aus drei verschiedenen, sogenannten semi-duktilen bis hin zu höherfesten Gusseisenwerkstoffen; Zyklische Werkstoffcharakterisierung hinsichtlich des Schwingfestigkeitsverhaltens und des Einflusses von Sonderbelastungen auf die Betriebsfestigkeit; Entwicklung einer integralen Bemessungsmethode zur Auslegung von WEA-Komponenten aus sogenannten semi-duktilen bis hin zu höherfesten Gusseisenwerkstoffen unter Betriebs- und Sonderbelastungen; Demonstration der exemplarischen Nachweisführung; Aufbereitung und Dokumentation der Methode zur Standardisierung und Integration in den WEA-Zertifizierungsprozess.
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| Bund | 7 |
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| Förderprogramm | 7 |
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| Deutsch | 7 |
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| Resource type | Count |
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| Keine | 4 |
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| Boden | 6 |
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