Lebensdauerprognose am Synchronriemen hochdynamischer Steuertriebe auf Basis von Schadenmechanismen

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Lebensdauerprognose am Synchronriemen hochdynamischer Steuertriebe auf Basis von Schadenmechanismen

Urban, Peter

In der vorliegenden Arbeit wird der Synchronriemen umfassend beschrieben, der nach wie vor ein weitverbreitetes Antriebselement im Motorenbau darstellt. Dabei werden die Einzelbestandteile betrachtet mit Hinblick auf ihre Materialvielfalt, ihre Kennwerte und ihrer Verarbeitung. Darüber hinaus werden die Randbedingungen für den Einsatz an einem 1.9l TDI Motor mit Verteilereinspritzpumpe untersucht und dargestellt. Die mechanische und thermische Belastung, die Einflüsse von Nebenaggregaten, Achsfluchtungsfehlern, Zahnteilung und die dynamischen Einflussmöglichkeiten werden analysiert und variiert. Aus diesen Ergebnissen ergibt sich ein verbesserter Steuertrieb, der den Riemen deutlich entlastet, so dass Störeinflüsse für den Betrieb des Synchronriemens minimiert werden konnten. Ausgehend von diesen Erkenntnissen und von der Schadensanalyse der im Dauerlauf betriebenen Synchronriemen, wird eine Klassifizierung und Beschreibung der Ausfallmechanismen vorgenommen. Aus den erkannten Ausfallmechanismen werden Armierungsgewebeverschleiß, Elastomeralterung und Filamentbruch als wesentliche Lebensdauerkriterien herangezogen und für eine Lebensdauerprognose verwendet. Mit Hilfe von zeitraffenden Prüfstands- und Labortests werden drei physikalisch und teilweise empirisch abgeleitete Modelle entwickelt, die eine Lebensdauerprognose ermöglichen. Die Verifikation mit Daten aus dem Fahrzeugdauerlauf zeigt eine gute Übereinstimmung mit dem Modell.