Neues Forschungsgerät zur Untersuchung der Zahnradschadensart Zahnflankenbruch im Analogieversuch

 

Ausgangssituation

Experimentelle Untersuchungen zur Zahnradtragfähigkeit werden heutzutage im Forschungsumfeld mit Hilfe des Zwei-Wellen-Verspannungsprüfstands durchgeführt. Dieses Prüfstandskonzept ist grundsätzlich zur Untersuchung jeglicher Schadensart geeignet, wobei die auftretende Schadensart dabei von der Auslegung der Prüfverzahnung abhängig ist. Einzelne Schadensmechanismen und Grundlagenuntersuchungen werden weiterhin mit Hilfe von Analogieprüfständen durchgeführt. Für die Untersuchung der Zahnflankenbruchtragfähigkeit existiert ein solcher Analogieprüfstand nicht. Zahnflankenbrüche treten insbesondere an Großverzahnungen auf. Hinsichtlich der untersuchbaren Verzahnungsgröße sind der Verwendung des Zwei-Wellen-Verspannungsprüfstands jedoch technische und wirtschaftliche Restriktionen gesetzt. Eine weiterführende Entwicklung und statistische Absicherung von Berechnungsansätzen zur Zahnflankenbruchtragfähigkeit mithilfe des vorhandenen Laufversuches ist somit nicht sinnvoll durchführbar.

Forschungsziel

Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Detaillierung, Umsetzung und Erprobung eines wirtschaftlichen Analogieversuchs zur Untersuchung von Zahnflankenbruchschäden an Großverzahnungen. Zur Erreichung der Zielsetzung erfolgt ein Design Review zur Ausarbeitung der Detailkonstruktion des Analogieprüfstands. Durch simulative Analysen der Beanspruchung im Analogieversuch für unterschiedliche Verzahnungsgeometrien wird die Übertragbarkeit des Schadensmechanismus auf den Analogieversuch überprüft. Darauf aufbauend erfolgt die Beschaffung, Fertigung und Montage der Prüfstandskomponenten. Eine umfassende Validierung des Prüfstandskonzept dient zum Nachweis, dass Zahnflankenbrüche mit dem verwendeten Prüfstandskonzept von anderen Schadensmechanismen losgelöst untersucht werden kann.