Kernkompetenz
Anwendungsnahe Untersuchungsmethodik

 

Zur bedarfsgerechten Auslegung von Getrieben ist die Kenntnis des Einsatzverhaltens, dem Zusammenspiel von Tragfähigkeit, akustischem Verhalten und Wirkungsgrad, von entscheidender Bedeutung. Für präzise Ergebnisse müssen die Prüfstände auf die Verzahnung abgestimmt werden, um alle Einflüsse einer spezifischen Verzahnung abzubilden. Standardprüfstände sind hierfür nur bedingt geeignet.

Für die Ermittlung des Effekts isolierter Einflussgrößen hinsichtlich Tragfähigkeit und Wirkungsgrad an Zahnrädern werden in der Regel Standardprüfstände verwendet. Es handelt sich um Verspannungsprüfstände mit festem Achsabstand. Mit Hilfe des Prüfkonzeptes werden Einflüsse des Werkstoffes, der Wärmebehandlung, der Betriebsbedingungen und der Fertigung auf die Tragfähigkeit und den Wirkungsgrad anhand von Referenzverzahnungen untersucht. Weiterhin werden Schmierstofftragfähigkeitsversuche (Öltests) mit standardisierten Prüfkörpern z. B. bezüglich der Schadensarten Fressen, Grauflecken und Grübchen durchgeführt. Neben den Standardprüfständen kommen am WZL ebenfalls Analogieprüfstände zum Einsatz. Zur Abbildung von Effekten des Tribosystems Zahnrad wird der Zwei-Scheiben-Prüfstand eingesetzt, der den Wälzkontakt auf einem festgelegten Ort der Zahnflanke abbildet und effiziente Vergleiche zwischen verschiedenen Werkstoffen, Wärmebehandlungen oder Schmierstoffen hinsichtlich Tragfähigkeit und Wirkungsgrad ermöglicht. Zur Untersuchung der Zahnfußtragfähigkeit kommt als Analogieversuch der Pulsatorversuch zum Einsatz. Anhand von geradverzahnten Prüfzahnrädern lassen sich Einflüsse von Werkstoff und Wärmebehandlung auf die Zahnfußtragfähigkeit ermitteln.
Die genannten Prüfmethoden verwenden entweder Analogieprüfkörper oder Referenzverzahnungen, die nicht in allen Fällen mit der Originalverzahnung übereinstimmen. Einige für die zu untersuchende Verzahnung spezifischen Eigenschaften werden somit mit Hilfe von Standard- und Analogieprüfständen nicht berücksichtigt.

Das Ziel der anwendungsnahen Untersuchungsmethodik ist es, die Verzahnungen zunächst nach Originalvorgaben zu fertigen, in ihrem Originalzustand zu untersuchen und somit auf Referenzverzahnungen zu verzichten.
Dies gilt sowohl für die Untersuchung der Tragfähigkeit, als auch für die Untersuchung des Wirkungsgrades und des Anregungsverhaltens. Dabei sollen die Prüfstände möglichst eine vergleichbare Untersuchungsmethode bieten, wie die standardisierten Prüfstände.

Am WZL liegen umfassende Lösungen zur Untersuchung von anwendungsnahen Verzahnungen vor. Für die Untersuchung der Zahnfuß- und Zahnflankentragfähigkeit im Laufversuch wird der sogenannte 3-Wellen-Verspannungsprüfstand für Verzahnungen mit vom Standardprüfstand abweichendem Achsabstand verwendet.
Auch der Analogieversuch zur Untersuchung der Zahnfußtragfähigkeit, der Pulsatorversuch, wurde am WZL so angepasst, sodass Schrägverzahnungen mit Hilfe einer speziellen Aufnahme untersucht werden können.

Für die Untersuchung des Anregungsverhaltens und des Wirkungsgrades kommen zum einen Verzahnungsmesszellen zum Einsatz, in denen Stirnrad- und Planetengetriebe oder Kegelradpaarungen elektrisch verspannt werden und das Anregungsverhalten mit umfangreicher Messtechnik ermittelt wird. Der Wirkungsgrad wird mittels Leistungsdifferenzmessung bestimmt. Des Weiteren kommen Prüfstände zum Einsatz, die Komplettgetriebe aufnehmen und antreiben können. Durch den Einsatz einer Schallschutzkabine kann neben dem Körperschall auch der ungestörte Luftschall ermittelt und ausgewertet werden. Mit Hilfe dieser Untersuchungsmethoden ist es möglich, anwendungsnah, also ohne das Verwenden einer Referenzverzahnung, sowohl die Tragfähigkeit, als auch das Anregungsverhalten und den Wirkungsgrad von Praxisauslegungen zu ermitteln.

Das Ziel: Individuelle Lösungen
- Tragfähigkeitsuntersuchungen an Ihrer Verzahnung, die nach Ihren Originalvorgaben gefertigt wurde
- Analyse des Anregungsverhaltens und des Wirkungsgrades auf speziell für Ihre Verzahnung angepassten Prüfständen
- Untersuchung des Anregungsverhaltens von Komplettgetrieben in schallarmer Umgebung




 

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