06.05.2025

Rissbildung trotz solider Dimensionierung

Im Maschinenbau gilt die Welle als eines der zentralen Bauteile – und gleichzeitig als typisches Beispiel für unterschätzte Risiken in der Auslegung. Immer wieder zeigt sich in der Praxis: Selbst vermeintlich solide dimensionierte Wellen können unter Betriebsbedingungen versagen.

Die Folge sind Rissbildungen, unerwartete Ausfälle und damit verbundene Projektverzögerungen.

Doch woran liegt das? Eine Analyse typischer Schadensfälle offenbart, dass es sich selten um reine Zufälle handelt. Vielmehr lassen sich die Ursachen auf wiederkehrende Fehler in der konstruktiven Auslegung zurückführen.


Drei häufige Fehler in der Wellenkonstruktion

1. Vernachlässigung der Kerbwirkung

Konstruktive Übergänge, etwa an Schultern oder Einstichen, erzeugen Spannungskonzentrationen, die im Betrieb zu lokalen Überlastungen führen können. Wird die Kerbwirkung in der Auslegung nicht korrekt berücksichtigt, entstehen unerkannte Schwachstellen – der ideale Nährboden für Ermüdungsrisse.

2. Unterschätzung zyklischer Belastungen

Eine gängige Fehlannahme in der Konstruktion ist die Gleichsetzung von statischer Sicherheit und Dauerfestigkeit. Doch insbesondere bei Bauteilen, die zyklischen Belastungen unterliegen, reicht eine statische Betrachtung nicht aus. Ohne eine gezielte Dauerfestigkeitsbewertung bleibt die Betriebssicherheit auf unsicherem Fundament.

3. Fehlende normgerechte Nachweise

Praxisgerechte und normkonforme Bewertungen sind essenziell – nicht nur zur Absicherung der technischen Funktion, sondern auch im Hinblick auf Nachweispflichten gegenüber Kunden, Partnern oder Zertifizierungsstellen. Fehlen diese Grundlagen, bleibt die Konstruktion anfällig für spätere Auseinandersetzungen.


Digitale Werkzeuge als Schlüssel zu sicherer Auslegung

Genau an diesen Punkten setzen moderne Berechnungswerkzeuge an. Digitale Tools wie MDESIGN shaft unterstützen Ingenieurinnen und Ingenieure dabei, bereits in der frühen Konstruktionsphase fundierte Entscheidungen zu treffen. Das Softwaretool ermöglicht eine realitätsnahe und regelgerechte Auslegung von Wellen – inklusive automatisierter Bewertung der Kerbwirkungen, Nachweisen zur Dauerfestigkeit und vollständiger Dokumentation für die technische Nachvollziehbarkeit.


Fazit

Die Zeiten, in denen Konstruktion allein auf Erfahrungswerten beruhte, sind vorbei. Wer heute wettbewerbsfähig bleiben will, muss nicht nur schnell, sondern vor allem auch sicher und normkonform konstruieren. Mit dem richtigen Werkzeug und dem Blick für kritische Details lassen sich typische Auslegungsfehler vermeiden – und die Betriebssicherheit nachhaltig gewährleisten.


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