MCL – MATERIALS CENTER LEOBEN FORSCHUNG GMBH
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FORSCHUNGSPROGRAMM
COMET K2 MPPE
Highlights
Lebensdauererhöhung durch Walzen
Mechanische Oberflächenverfestigungsverfahren sind in vielen Bereichen des Ma-
schinenbaus fest etabliert. So werden für eine deutliche Erhöhung der Lebensdauer
zum Beispiel die Kurbelwellen von PKW-Motoren in einem der letzten Schritte der
Herstellung „festgewalzt“. Festwalzen bietet eine einfache Möglichkeit, Risswachs-
tum an Defekten zu verlangsamen oder überhaupt zu verhindern. Dabei wird eine
Festwalzrolle mit hoher Kraft an die rotierende Kurbelwelle gedrückt, wodurch eine
äußerst glatte Oberfläche mit Druckeigenspannungen entsteht, die eine deutlich ge-
steigerte Ermüdungsfestigkeit aufweist. Die Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit der
Kurbelwelle ist dabei zum Einen auf die Glättung der Oberfläche zurückzuführen, vor
allem aber auf die eingebrachten Druckeigenspannungen, die durch die plastische
Verformung der oberflächennahen Werkstoffschichten hervorgerufen werden. Fest-
walzen stellt somit ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Erhöhung der
Schadenstoleranz von Bauteilen durch Einbringung von Druckeigenspannungen dar.
Festgewalzte Kurbelwellen
Doch wie stabil sind solche Eigenspannungen im Betrieb? Das Materials Center Le-
oben ist dieser Frage gemeinsam mit den Firmen Hegenscheidt-MFD GmbH und
Siemens AG Österreich nachgegangen. Bei den Untersuchungen wurde darauf Wert
gelegt, einen einfachen Zugang zu wählen, der sich einerseits für erste überschlägi-
ge Abschätzungen und andererseits auch für den Vergleich verschiedener Festwalz-
werkzeuge eignet. Dazu wurden Radsatzwellen mit verschiedenen Werkzeugen nach
dem Vorschubverfahren festgewalzt und anschließend die Eigenspannungsverläufe
Haben Eigenspannungen ein Ablauf
datum?
Festwalzen einer Radsatzwelle (Quelle: Fa. Hegenscheidt)
