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Bewertung der Zuverlässigkeit von keramischen Federn für korrosive Umgebungen und hohe Temperaturen

 
: Koplin, C.; Kailer, A.; Stockmann, J.; Beckert, W.

Freiburg, 2019, 76 S.
Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie BMWi (Deutschland)
IGF; 19125 BG
Bewertung der Zuverlässigkeit von keramischen Federn für korrosive Umgebungen und hohe Temperaturen - Endurspring
Deutsch
Bericht
Fraunhofer IWM ()
Fraunhofer IKTS ()
Schraubendruckfeder; Keramik; Dimensionierung; Finite-Elemente-Methode (FEM); Zuverlässigkeitsbewertung

Abstract
Ziel des Projekts ist die Entwicklung der Grundlagen eines Technologiesystems zur Auslegung und Herstellung von keramischen Schraubdruck- und Tellerfedern für die Demonstration Ihres Einsatzes unter korrosiven Bedingungen und im Temperaturbereich bis 1000 °C. Damit sollen für Federn Einsatzbedingungen erschlossen werden, bei denen metallische Federn nicht eingesetzt werden können. Zudem sind die magnetischen und elektrischen Eigenschaften für verschiedene Einsatzbereiche vorteilhaft. In enger Zusammenarbeit der FST mit dem PA, der sich aus Keramikherstellern und Herstellern und Anwendern von Federn zusammensetzt, werden Anforderungen für Anwendungsbereiche definiert. Mithilfe der numerischen Simulation werden keramische Tellerfedern und Schraubenfedern ausgelegt. Besondere Anforderungen hinsichtlich der Langzeit-Zuverlässigkeit in verschiedenen Umgebungen werden über experimentelle Untersuchungen unter zyklischen Dauerbelastungen in die Betrachtungen einbezogen. Deren Ergebnisse fließen in eine numerische Auswerteroutine zur Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit ein. Eine qualitative hochwertige Fertigung zu vertretbarem Aufwand setzt voraus, dass die Fertigungsschritte den Anforderungen an die Federherstellung optimal angepasst werden. Hierzu werden die relevanten Herstellungsschritte eingehend betrachtet und optimiert. In Zusammenarbeit mir den Industriebegleitern werden die hergestellten Demonstratoren untersucht und hinsichtlich Einsatzfähigkeit getestet. Die größtenteils mittelständischen Keramik- oder Federhersteller werden von den Projektergebnissen stark profitieren, indem sie alle relevanten Richtlinien für die Auslegung und den Einsatz von Keramikfedern erhalten. Aber auch die von den Federherstellern und Keramikfirmen belieferten Märkte (z.B. chemische Industrie, Energietechnik, Medizintechnik) können die durch keramische Werkstoffe wesentlich erweiterten Möglichkeiten der Federn nutzen um innovative und hochwertige Produkte zu entwickeln.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-565417.html