Passfederverbindungen zählen zu den bewährtesten und am weitesten verbreiteten Lösungen für Welle-Nabe-Verbindungen. Sie vereinen hohe Funktionssicherheit mit einer außergewöhnlich einfachen Montage und Demontage – Eigenschaften, die sie seit Jahrzehnten zu einem Standard in der Antriebstechnik machen. Die Auslegung der Drehmomentübertragung erfolgt auf Basis der zulässigen Flächenpressung nach DIN 6892 [1], während die Dauerfestigkeit gemäß der etablierten Vorgehensweise der DIN 743 [2] unter Berücksichtigung von Kerbwirkungszahlen β bestimmt wird.

Jüngste experimentelle Untersuchungen unter Torsionsbeanspruchung [3] belegen jedoch eindrucksvoll, dass die gängige Annahme „Je höher die Festigkeit des Wellenwerkstoffs, desto höher die Festigkeit der Verbindung“ nicht uneingeschränkt zutrifft. Ursache hierfür ist die Reibdauerermüdung – ein Schädigungsmechanismus, der insbesondere hochfeste Werkstoffpaarungen wie 42CrMo4+QT und 18CrNiMo7-6E empfindlich beeinträchtigt. Die gewonnenen Erkenntnisse erlaubten es, die bisherigen Kerbwirkungszahlen gezielt zu justieren und damit die Auslegungssicherheit für diese Verbindungstechnologie entscheidend zu erhöhen.

Damit stehen nun belastbare Daten und optimierte Auslegungsgrundlagen zur Verfügung, die Passfederverbindungen nicht nur in konventionellen, sondern auch in hochdynamischen Anwendungsbereichen zuverlässig und wirtschaftlich nutzbar machen.

1]         „DIN 6892, Mitnehmerverbindungen ohne Anzug – Passfedern – Berechnung und Gestaltung“. Beuth Verlag, 2012.

[2]        „DIN 743, Tragfähigkeitsberechnung von Achsen und Wellen“. Beuth Verlag GmbH, 2012.

[3]        F. Kresinsky, A. Hasse, und E. Leidich, „Gestaltfestigkeit dynamsich rein torsionsbeanspruchter Passfederverbindungen“, AiF, 20055, 2021.

Vom 28. bis 30. Juli 2025 versammelte die ECOTRIB an der ETH Zürich führende Wissenschaftler:innen, Ingenieur:innen und Industrievertreter:innen aus aller Welt, um neueste Erkenntnisse und zukunftsweisende Ansätze im Bereich der Tribologie zu diskutieren.

Wir hatten die Freude, im Rahmen der Poster-Session zwei unserer aktuellen Forschungsarbeiten zu präsentieren:

• Contact Mechanics Analysis of Laser-Structured Surfaces
• Integrating Green Tribology into Product Design: A Planetary Boundaries Approach to Absolute Sustainability

Die Konferenz zeichnete sich durch eine außergewöhnliche Bandbreite an Themen aus – von hochspezialisierten technischen Fragestellungen bis hin zu überraschenden Alltagsbezügen (Tribologie beim Weintrinken inklusive). Besonders beeindruckend war die inspirierende Atmosphäre, die den fachlichen Austausch förderte und zahlreiche neue Perspektiven eröffnete. Hochkarätige Vorträge, lebhafte Diskussionen und internationale Vernetzung machten ECOTRIB 2025 zu einem echten Meilenstein in unserem wissenschaftlichen Jahr.

Als Wälzlagerwandern bezeichnet man irreversible Relativbewegungen in Lagersitzen. Im Allgemeinen kann zwischen dem wälzkörper- und dem gehäuseinduzierten Wandermechanismus unterschieden werden.

Das wälzkörperinduzierte Wandern resultiert aus der Lagerringdeformationen. Der Lageraußenring wandert in Rotationsrichtung der Wälzköper.

Beim gehäuseinduzierten Wandern hingegen resultiert die Wanderbewegung rein aus lagerlastunabhängigen Gehäuseverformungen; die durch externe Kräfte an der Gehäuseanschlusskonstruktion verursacht werden. Der Lageraußenring wandert in die entgegengesetzte Rotationsrichtung der Wälzkörper.

Lagerringwandern können zum Verschleiß und Ausfall des Gesamtsystem führen, weshalb es wichtig ist, das Lagerringwandern während der Konstruktion und Wartung zu berücksichtigen und zu verhindern.

Im Rahmen der Vorlesung KL/ME II erwerben Studierende fundierte Kenntnisse über die Grundlagen der Festigkeitsbewertung von Maschinenelementen. Dieses Wissen wird in einer begleitenden semesterlangen Konstruktions-Challenge praxisnah angewendet: Die Studierenden entwickeln eine Brückenstruktur, die durch eine möglichst hohe Tragfähigkeit bei gleichzeitig minimaler Eigenmasse überzeugt.

Die Brückenkonstruktionen werden aus Holz gefertigt und mithilfe von Laserschneidtechnik realisiert. Ziel ist die Entwicklung einer strukturell effizienten Lösung unter realitätsnahen Randbedingungen.

Den Höhepunkt bildet die Abschlussveranstaltung des Semesters, in der die entwickelten Strukturen in einem eigens dafür vorgesehenen Prüfstand getestet werden. Die Belastung erfolgt schrittweise bis zum Bruch der jeweiligen Brücke. Als Siegerteam geht jene Gruppe hervor, deren Brücke das beste Verhältnis von Traglast zu Eigengewicht aufweist – es zählt also nicht allein die absolute Tragkraft, sondern die ingenieurtechnische Effizienz der Konstruktion.

Wir danken allen Teilnehmenden für ihr Engagement bei der Challenge 2025 und blicken mit Vorfreude auf die kommenden kreativen und innovativen Lösungen im Rahmen der Challenge 2026.