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Detailergebnis zu DOK-Nr. 45508

Ermittlung der Abwälzwiderstände in den Kippteilen stählerner Punktkippgleitlager

Autoren	W. Zeller J. Eibl K.-H. Hehn
Sachgebiete	15.1 Belastungen und Belastungsannahmen 15.3 Massivbrücken

Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (BMV, Bonn) H. 704, 1995, 162 S., zahlr. B, 7 T, 25 Q

Stählerne Punkt- und Linienkipplager werden im Bauwesen vorwiegend im Brückenbau eingesetzt. In der gesamten Fachliteratur fehlen Angaben über die Größe der Abwälzwiderstände in den Kippteilen solcher Lager. Die experimentelle Ermittlung dieses Widerstandes war daher Hauptziel des Forschungsvorhabens. In einer speziellen Kippvorrichtung wurden Versuche an Punktkippgleitlagern mit Druckstücken aus Stahl St 52 und Edelstahl durchgeführt, wobei Belastungshöhe (Hertz'sche Pressung in den Kontaktflächen) und Druckstückdicke variierten. Die Wälzwiderstände bei maximaler Verdrehung der Kippteile um tan alpha = ± 0,01 wurden aus den Meßergebnissen rechnerisch ermittelt und in Diagrammen dargestellt. Plastische Verformungen der Druckstücke wurden ebenfalls gemessen. Außerdem wurde auf die Hertz'schen Formeln und die Werkstoffanstrengung bei Punktkontakt näher eingegangen. Wälz- und Rollwiderstand wurden anhand empirisch abgeleiteter Formeln miteinander verglichen. Die Versuchsergebnisse zeigen folgendes: Der Wälzwiderstand wird von der Hertz'schen Pressung in den Kontaktflächen der Kippteile, von Materialgüte, Vorbelastungshöhe, plastischen Verformungen und Dicke der Druckstücke sowie vom Kippwinkel maßgeblich beeinflußt. Entgegen der bisher üblichen Auffassung sollte nicht nur die geometrische Exzentrizität, sondern auch der Wälzwiderstand berücksichtigt werden, wenn in der Kontaktfläche wesentlich höhere Hertz'sche Pressungen als bei Fließbeginn des Druckstückmaterials wirken. Die in verschiedenen Normen angegebenen zulässigen Hertz'schen Pressungen müßten nach jetzigem Kenntnisstand für Kipplager reduziert werden. Der zulässige Berührungsdruck dürfte ähnlich wie bei Rollenlagern nur in Abhängigkeit von der Größe des Wälzwiderstandes festlegbar sein. Der Wälzwiderstand ist bei den untersuchten Kippwinkeln wesentlich kleiner als der Rollwiderstand. Mit den vorliegenden Untersuchungen wurde der Wälzwiderstand erstmals experimentell bestimmt. In Anbetracht der vielen Einflußparameter konnten noch offene Fragestellungen nicht vollständig und abschließend beantwortet werden.