Im Vortrag wird das Vorgehen zur Konstruktionsoptimierung mittels parametrischer FE-Simulation beschrieben. Die einzelnen Schritte werden dargestellt und am Beispiel eines Übertragungselements für Klauenkupplungen erläutert. Zunächst wird der Optimierungsgegenstand vorgestellt und die Festlegung der Entwurfsvariablen und Zielfunktionen beschrieben. Im Anschluss werden die Erstellung des FE-Modells und die Durchführung der Optimierungsrechnung schrittweise erläutert. Abschließend folgen ein Vergleich verschiedener Optimierungsmethoden und die Zusammenfassung. Als Software wurden ANSYS und Autodesk Inventor verwendet.

Im Vortrag wird das Vorgehen zur Konstruktionsoptimierung mittels parametrischer FE-Simulation beschrieben. Die einzelnen Schritte werden dargestellt und am Beispiel eines Übertragungselements für Klauenkupplungen erläutert. Zunächst wird der Optimierungsgegenstand vorgestellt und die Festlegung der Entwurfsvariablen und Zielfunktionen beschrieben. Im Anschluss werden die Erstellung des FE-Modells und die Durchführung der Optimierungsrechnung schrittweise erläutert. Abschließend folgen ein Vergleich verschiedener Optimierungsmethoden und die Zusammenfassung. Als Software wurden ANSYS und Autodesk Inventor verwendet.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Betriebsverhalten und den Auslegungsrichtlinien für ein hochtemperaturfähiges Übertragungselement aus Stahl für elastischen Klauenkupplungen. Im Grundlagenkapitel wurden hierfür zunächst aus den Eigenschaften und Auslegungsvorschriften handelsüblicher Klauenkupplungen wichtige Kenngrößen und Kennwerte bestimmt und relevante Aspekte der Tribologie und der Federtechnologie beleuchtet. Mittels FEM wird die Spannungsverteilung und das Verformungsverhalten des Übertragungselements bei Drehmomentbelastung untersucht und anhand einer Parameterstudie der Einfluss verschiedener Konstruktionsparameter analysiert. Zusätzlich werden Berechnungen und Simulationen zur Dämpfung und zur Betriebsfestigkeit durchgeführt. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden anschließend durch experimentelle Untersuchungen mit statischer und dynamischer Belastung sowie durch Lebensdauerversuche und Betriebslastenversuche verifiziert und ergänzt. Hierbei wurden zu Vergleichszwecken auch handelsübliche Übertragungselemente aus TPE untersucht. Auf Basis der Untersuchungsergebnisse wurden anschließend Richtlinien für die Auslegung und den Betrieb des Übertragungselements abgeleitet. / The present work deals with the operating behaviour and the selection guidelines for a new high-temperature steel transmission element for elastic jaw couplings. In the state oft the art chapter, important parameters and characteristic values were first determined from the properties and selection specifications of commercially available claw couplings and relevant aspects of tribology and spring technology were highlighted. FEM is used to investigate the stress distribution and the deformation behaviour of the transmission element under torque loading and to analyse the influence of various design parameters. In addition, calculations and simulations for damping and fatigue strength are carried out. The knowledge gained was then verified and supplemented by experimental investigations with static and dynamic loads as well as by service life tests and operating load tests. For comparison purposes, commercially available transmission elements made of TPE were also investigated. Based on the test results, guidelines were then derived for the selection and operation of the new transmission element.