Kurzzeitbruchwahrscheinlichkeit von keramischen SSiC-Schneckenmodulen unter Biege- und Torsionsbelastung

Beim Spritzgießen und Extrudieren stark verschleißender Stoffgemische treten bei herkömmlichen metallisch basierten Verschleißschutzsystemen hohe Verschleißraten auf, die auf mechanischen, chemischen oder thermischen Einfluß zurückzuführen sind. Keramische Werkstoffe bieten aus der Verschleißsicht durch Ihre spezifischen Eigenschaften wie Härte, chemische Beständigkeit und thermische Stabilität ein interessantes Einsatzpotential, welchem aber die keramikspezifischen Nachteile wie statistisches Bruchverhalten und begrenzte Duktilität in der Konstruktion entgegenstehen. Um eine Vorhersage für Bauteile zu bekommen wird mit einem parametergeführtem FEM-Modell Torsions- und Biegebeanspruchungen auf SSiC-Schneckengeometrien übertragen und die Bruchwahrscheinlichkeiten unter Zugrundelegung möglichst anwendungsnaher Proben-Kennwerte berechnet. Zusätzlich werden unterschiedliche Verbindungstechniken zur Drehmomenteinleitung von Metall-Keramik-Verbunden betrachtet und bewertet. Abschließend werden Feldtests der eingesetzten Schnecken im Spritzguß und Extrusion vorgestellt und konstruktive Besonderheiten keramischer Schneckensegmente diskutiert.