Optimierung einer Rohrkupplung durch Simulation und Test

Die Firma Straub Werke AG in Wangs stellt Rohrkupplungen her. Die Rohre werden durch Zahnsegmente zusammengehalten, welche nach der Montage der Kupplung mechanisch in die Rohre eindringen. Für eine dichte Verbindung der Rohre sorgt eine Dichtmanschette aus EPDM Elastomer. Die Kupplungen wurden so konstruiert, dass die Zähne bei Belastung durch den Innendruck verstärkt auf die Rohre gepresst werden. Vereinzelt kann es vorkommen, dass diese Eindringung nicht stattfindet und demzufolge die axiale Zugfestigkeit der Kupplung nicht gewährleistet ist. Das Ziel der Bachelorarbeit ist, die Eindringung des Zahnes in das Rohr besser verstehen zu können. Dazu wurden anhand von praktischen Versuchen und FEM-Simulationen erforscht, wie eine „optimale“ Zahngeometrie aussieht. Es wurde das Eindringverhalten von verschiedenen Zahngeometrien mit unterschiedlichen Radien simuliert. Die Simulationsergebnisse wurden durch einen praktischen Versuchsaufbau, in welchem ein Zahn mit Hilfe einer Hydraulikpresse in ein Rohr gedrückt wurde, überprüft. Durch die Arbeit wird das Funktionsprinzip der Kupplung besser verstanden. Mit diesem Wissen und den vorgeschlagenen Versuchen kann eine verbesserte Lamellengeometrie produziert werden.